1.本发明涉及环保领域，特别涉及一种富氧侧吹熔池熔炼炉资源化利用废活性炭的工艺。
背景技术：
2.活性炭具有比表面积大、吸附能力强、化学性质稳定等特点，作为一种吸附剂被广泛应用于水处理、化工行业、医药及环境治理行业。
3.活性炭在使用过程中达到吸附饱和状态时，其活性会降低黄铜熔炼炉渣的回收利用，内部原有空隙会因为充填了吸附物质而堵塞，失去了吸附能力，这样的活性炭即属于废活性炭，因此在废水、废气的处理或其它生产运行中会产生废活性炭。废活性炭吸附了有毒、有害的物质或者重金属，即属于危险废物的管理和处置范畴。
4.废活性炭目前国内有采用再生工艺，使废活性炭重新具备吸附能力，再生过程需要脱除废活性炭吸附的有机物和重金属，这类再生后的活性炭不能完全脱除废活性炭吸附的有机物和重金属，因此不能广泛用于所有活性炭使用行业，而且再生工艺复杂、成本较高，有造成二次污染的风险。同时，废活性炭无法实现往复循环再生，最终仍然会产生不可再生的废活性炭。
5.国内已有将废活性炭用于冶炼行业的专利技术，在专利cn a中，提出了一种危险废物资源再生方法，该方法对废活性炭用于富氧侧吹熔池熔炼炉做了描述，但未说明废活性炭可用于富氧侧吹熔池熔炼炉，且对所使用的废活性炭仅限于hw49种类，适用范围受限；同时未对废活性炭的预处理做以说明，对于粉末状和块状的废活性炭如何配伍使用无明确说明。
技术实现要素：
6.本发明提供了一种富氧侧吹熔池熔炼炉资源化利用废活性炭的工艺，通过对废活性炭的预处理和配伍，可实现多品种废活性炭的合理使用，达到废活性炭资源化利用的目的。
7.一种富氧侧吹熔池熔炼炉资源化利用废活性炭的工艺，包括以下步骤：s1：对废活性炭进行预处理，并对废活性炭进行热值配伍，综合热值大于/kg；s2：将废活性炭、冶金炉渣和电镀污泥以及熔剂配伍混合后通过加料皮带上料，加入富氧侧吹熔池熔炼炉熔池，进行富氧熔炼；配伍满足废活性炭配入量占投入物料的25~60%；冶金炉渣和电镀污泥配伍后氯离子含量小于1.5%；熔剂配比后满足水淬渣中铁硅质量比在0.5~1.0，钙硅质量比在0.4~0.8。
8.s3：在富氧侧吹熔池熔炼炉熔池熔炼过程中，富氧测吹熔池熔炼炉的第一层风口送入富氧空气，富氧浓度40~90%；废活性炭作为还原剂，在熔池搅动过程中活性炭与氧燃烧，通过调节第一层风口的送风含氧量，控制侧吹炉熔池的还原性气氛；
s4：冶金炉渣和电镀污泥中的有价重金属在1300~1400℃的熔池温度下还原，有价金属铜和镍形成冰铜/冰镍/合金，贵金属富集到冰铜/冰镍/合金中，其它杂质金属分别进入渣相和烟灰；以铁硅钙为主的熔融渣经渣口排放，并水淬形成玻璃态水淬渣副产品；s5：在较强的还原性气氛下，一部分一氧化碳在熔池溢出，再通过富氧侧吹熔池熔炼炉上部第二层风口送入二次富氧空气，富氧浓度40~70%，对一氧化碳进行补充燃烧；再通过第三层风口送入空气，进一步燃尽溢出熔池的一氧化碳；s6：废活性炭中的有机物在富氧侧吹熔池熔炼炉1300~1400℃的高温下分解氧化成二氧化碳和水等，与熔池反应产生的冶炼烟气共同进入余热锅炉烟道；s7：在余热锅炉的上升烟道设置大于1100℃的高温区，保证烟气在此区域停留2s以上，以促使二噁英完全分解；s8：在余热锅炉出口的烟气处理流程中设置急冷塔，将锅炉出口烟气温度从500~550℃急冷到200℃，有效遏制二噁英的生成；s9：急冷后的烟气进入烟气脱酸系统处理后达标排放。
9.进一步地，所述废活性炭利用前的预处理，包括以下步骤：（1）废活性炭的储存废活性炭粒度在5~15mm的单独储存备用；废活性炭粒度大于15mm的经过破碎、筛分系统进行物理分离，破碎至5~15mm后单独储存备用；筛分出来的粒度低于5mm废活性炭的单独储存备用；（2）废活性炭的热值配伍废活性炭粒度低于5mm的，与破碎后同等规格的各种废活性炭进行预混合，取混合后的综合样品做热值测定，综合热值大于/kg；废活性炭粒度满足5~15mm的，经过热值配伍，确定各种废活性炭的配比，综合热值大于/kg；（3）废活性炭混合制粒粒度低于5mm的废活性炭与返回使用的烟灰混合，通过制粒机制粒备用；粒度低于5mm的废活性炭与干燥电镀污泥混合，通过制粒机制粒备用。
10.进一步地，所述熔剂包括石英砂、石灰石、铁粉中的一种或者几种。
11.进一步地，所述富氧侧吹熔池熔炼炉包括熔池，余热锅炉上升烟道，烟气出口，熔池顶端设有加料口，所述熔池的池壁上设有多层风口，多层风口设置在不同的高度上，余热锅炉上升烟道高于熔池顶端，且设置有高温区，所述烟气出口位于上升烟道上方，烟气出口上方设有急冷塔，熔池底部设有金属液排放口和熔融渣排放口，金属液沉降到熔池最下部，从排放口排出铸锭，熔池底部的熔融渣，经过渣排放口的水淬，形成水淬渣。
12.进一步地，所述余热锅炉上升烟道高温区，采用在上升烟道的水冷壁内侧敷设耐高温浇注料，敷设高度保证烟气在此区域停留2s以上。
13.进一步地，所述冶金熔渣和电镀污泥在上料前，对不符合含水要求的冶金熔渣经过干燥机处理至含水低于35%，电镀污泥经过干燥机将水分脱至30~35%。
14.进一步地，所述废活性炭包括列入《国家危险废物名录》中废物类别的非污泥类固
体废物中产生的废活性炭，还包括没有列入《国家危险废物名录》中固体废物中产生的废活性炭。
15.进一步地，所述废活性炭的品种包括但不限于列入《国家危险废物名录》的hw02、hw04、hw05、hw06、hw08、hw13、hw37、hw45、hw49九个类别中产生的废活性炭，还包括没有列入《国家危险废物名录》中基于废活性炭的其它过滤介质和载体。
16.本发明的优点是：本发明采用富氧侧吹熔池熔炼炉，熔池的池壁侧面三个不同高度的风口分别吹入混氧空气，送到熔体中，熔池中物料的反应时气体、液体、固体三相接触面积大，反应迅速；利用富氧侧吹熔池熔炼炉的高温熔融特性，在熔池中分解废活性炭吸附的有机物；冶金炉渣、电镀污泥以及废活性炭中吸附的铜、镍、金、银等有价金属被还原进入锍或合金产品，进一步回收有价元素；铁、铝、镁等金属氧化进入熔融炉渣，水淬后形成一般固废的副产品
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水淬渣，可用于建筑、水泥行业。通过此过程，实现了废活性炭资源化、无害化的处置，无需增加其它环保设施。
17.废活性炭的利用品种包括但不限于hw02、hw04、hw05、hw06、hw08、hw13、hw37、hw45、hw49等九个类别中产生的废活性炭，同时还可以包括基于废活性炭的其它过滤介质和载体；废活性炭在富氧侧吹熔池熔炼炉熔池熔炼工艺中用作还原剂，取代煤、碳精、天然气等还原剂，降低了生产成本，在能源紧缺的形势下具有很大的节能优势。
18.通过对不通过粒径的废活性炭进行热值配比，能够尽可能满足炉中一个稳定的热值区域，使炉内的温度在一个相对平稳的区域；各种种类的活性炭粒会存在粒径的不同，入炉后较小的颗粒可能会因为炉内气相的微负压而随烟气抽走，同时粒度小于5mm的活性炭因为比重较小，会漂浮在熔池表面，不能与熔融液态充分接触，为了使废活性炭能与熔炉里的熔融液态充分接触而不漂浮着或被烟气抽走，对粒径小于5mm的粉末状的废活性炭加入烟灰或者干燥电镀污泥进行制粒，对于块状的活性炭，粒度过大不利于炉内充分接触和反应，需要进行破碎；经过预处理后的废活性炭能够满足富氧侧吹熔池熔炼炉中废活性炭的最大限度的使用以及热量的高效回收。
19.利用富氧侧吹熔池熔炼的高温特性，无需设置二燃室，在侧吹炉内就可有效的焚烧了废活性炭中所带来的二噁英等不良物质，利于冶炼烟气的处理。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明利用废活性炭的工艺流程图；图2为本发明中富氧侧吹熔池熔炼炉的结构示意图；1、熔池；2、上升烟道；3、烟气出口；4、加料口；5、风口；6、急冷塔；7、金属液排放口；8、熔融渣排放口。
具体实施方式
22.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书
所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。
23.本发明提供了一种富氧侧吹熔池熔炼炉资源化利用废活性炭的工艺，如图1所示，利用包括但不限于医药废物hw02，农药废物hw04，木材防腐剂废物hw05，废有机溶剂与含有机溶剂废物hw06，废矿物油hw08，有机树脂类废物hw13，有机磷化合物废物hw37，主要含有有机卤化物废物hw45，包括危险废物物化处理过程中产生的废水处理污泥和残渣、教学活动中生产的废物、废弃的电路板等其他废物hw49等九个类别中产生的废活性炭，还可以包括基于废活性炭的其它过滤介质和载体；将经过预处理的废活性炭在富氧侧吹熔池熔炼炉中取代原来的还原剂
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煤或者炭精，和需要处理的含重金属的固态危废物以及熔剂一起通过加料皮带加入炉内，利用富氧侧吹熔池熔炼炉的高温熔融特性，在熔池中分解废活性炭吸附的有机物；冶金炉渣、电镀污泥以及废活性炭中吸附的铜、镍、金、银等有价金属被还原进入锍或合金产品，进一步回收有价元素；铁、铝、镁等金属氧化进入熔融炉渣，水淬后形成一般固废的副产品
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水淬渣，用于建筑、水泥行业，烟气经过余热锅炉高温保留2s以上完全分解二噁英，急冷塔急冷处理遏制二噁英的生成，随后烟气经过收尘脱酸系统完成无害化排放，烟气处理步骤中产生的烟尘，与粉状的废活性炭进行混合制粒，进出富氧侧吹熔池熔炼炉进行循环利用和无害化处理。
24.如图2所示，本发明中所使用的富氧侧吹熔池熔炼炉包括熔池1，余热锅炉上升烟道2，烟气出口3，熔池顶端设有加料口4，熔池的池壁上设有三层风口5，三层风口5设置在不同的高度上，余热锅炉上升烟道2高于熔池顶端，且设置有高温区，烟气出口3位于上升烟道2后部，烟气出口3有急冷塔6，熔池底部侧面设有金属液排放口7和熔融渣排放口8，金属液沉降到熔池最下部，从底部侧面的金属液排放口7排出铸锭，熔池底部的熔融渣，经过底部侧面的熔融渣排放口8的水淬，形成水淬渣。
25.通过此工艺过程，可实现废活性炭资源化、无害化的处置，其中后续涉及到的sncr脱销以及烟气收尘脱酸系统与传统工艺无殊。
26.实施例1（1）废活性炭预处理废活性炭粒度满足5~15mm的进入储存场地单独储存备用。
27.废活性炭粒度大于15mm的经过破碎、筛分系统进行物理分离，破碎至5~15mm后进入储存场地单独储存备用。
28.废活性炭破碎后粒度低于5mm的进入储存场地单独储存备用。
29.废活性炭进入储存场地且粒度《5mm的，与破碎后同等规格的废活性炭进行预混合，取混合后的综合样品做热值测定为/kg；使用时与返回使用的烟灰1：1混合，通过制粒机制粒。
30.废活性炭粒度满足5~15mm的，经过热值配伍，确定各种废活性炭的配比，综合热值为/kg。
31.（2）上料富氧熔炼冶金炉渣和电镀污泥，含水符合要求的直接存储备用，不符合要求的电镀污泥先用干燥机脱水处理至含水量30~35%后储存备用，不符合要求的冶金炉渣先经过处理至含水低于35%备用，达标的冶金炉渣和电镀污泥经过配伍，使配伍后氯离子含量小于1.5%，冶金炉渣和电镀污泥用抓斗吊车混合均匀后进入料仓备用。
32.经过配伍的冶金炉渣、电镀污泥等10吨，配入石英砂0.75吨，铁粉1.25吨，经过各自的计量皮带转运至上料总皮带。
33.经配伍综合热值为/kg的废活性炭3.6吨，经过计量皮带计量后转运至上料总皮带。
34.与烟灰制粒后的废活性炭2.4吨，经过计量皮带计量后转运至上料总皮带。
35.废活性炭/制粒的废活性炭与富氧侧吹熔池熔炼炉所处置的危废、为造渣配入的石英石和铁粉在上料总皮带汇合后，经过圆筒混料机混合均匀后，从富氧侧吹熔池熔炼炉的熔池顶端设置的加料口加入侧吹炉熔池，进行富氧熔炼。
36.在富氧侧吹熔池熔炼炉熔池熔炼过程中，熔池最下面第一层风口送入一次富氧空气，富氧空气含氧体积浓度60~70%；废活性炭作为还原剂，通过控制风口给氧量与废活性炭的含碳比例，调节侧吹炉熔池的还原性气氛。
37.冶金炉渣和电镀污泥中的重金属在1300~1400℃的熔炼温度下还原，有价金属铜和镍形成冰铜/冰镍/合金，贵金属富集到冰铜/冰镍/合金中，其它杂质金属分别进入渣相和烟灰；以铁硅钙为主的熔融渣经渣口排放，并水淬形成玻璃态水淬渣副产品，可用于水泥和建筑行业。
38.在较强的还原性气氛下，会有部分一氧化碳在熔池溢出，通过熔炉上第二层风口送入二次富氧空气，富氧浓度40-70%，将熔池表面未燃烧的一氧化碳进一步在熔池内燃烧，同时将刚入炉的物料预加热和脱水。
39.第三层风口送入空气，进一步燃尽溢出熔池的一氧化碳。
40.废活性炭中的有机物在富氧侧吹熔池熔炼炉高温下分解，并与氧反应后进入余热锅炉烟道。
41.废活性炭中的二噁英在高温下分解，氯离子与重金属形成金属盐与烟灰沉降、收集。
42.在余热锅炉的上升烟道设置大于1100℃的高温区，即在上升烟道的水冷壁内侧敷设耐高温浇注料，敷设高度可保证烟气在此区域停留2s以上，以促使二噁英完全分解。
43.在余热锅炉出口的烟气处理流程中设置急冷塔，将锅炉出口烟气温度从500~550℃急冷到200℃，可有效遏制二噁英的生成。
44.急冷后的烟气进入烟气脱酸系统处理后达标排放。
45.实施例2（1）废活性炭预处理废活性炭粒度满足5~15mm的单独储存。
46.废活性炭粒度大于15mm的经过破碎、筛分系统进行物理分离，破碎至5~15mm后单独储存。
47.废活性炭破碎后粒度低于5mm的单独储存备用。
48.废活性炭进入储存场地且粒度《5mm的，与破碎后同等规格的废活性炭进行预混合，取混合后的综合样品做热值测定为/kg。
49.粒度《5mm的废活性炭与返回使用的烟灰1：1混合，通过制粒机制粒。
50.粒度《5mm的废活性炭与干燥污泥0.55：1的比例混合，通过制粒机制粒。
51.废活性炭粒度满足5~15mm的，经过热值配伍，确定各种废活性炭的配比，综合热值
为/kg。
52.（2）上料富氧熔炼冶金炉渣和电镀污泥，含水符合要求的直接存储备用，不符合要求的电镀污泥先用干燥机脱水处理至含水量30~35%后储存备用，不符合要求的冶金炉渣先经过处理至含水低于35%备用，达标的冶金炉渣和电镀污泥经过配伍，使配伍后氯离子含量小于1.5%，冶金炉渣和电镀污泥用抓斗吊车混合均匀后进入料仓备用。
53.经过配伍的冶金炉渣、电镀污泥6吨，污泥与活性炭制粒料6.2吨，烟灰与活性炭制粒料2.4吨，石英砂0.75吨，铁粉1.25吨，经过各自的计量带转运至上料总皮带。
54.经配伍综合热值为/kg的废活性炭1.3吨，经过计量皮带计量后转运至上料总皮带。
55.废活性炭或制粒的废活性炭与富氧侧吹熔池熔炼炉所处置的危废、为造渣配入的石英石和铁粉在上料总皮带汇合后，经过圆筒混料机混合均匀后，加入侧吹炉熔池，进行富氧熔炼。
56.在富氧侧吹熔池熔炼炉熔池熔炼过程中，熔池最下面第一层风口送入一次富氧空气，富氧空气含氧体积浓度60~70%；废活性炭作为还原剂，通过控制风口给氧量与废活性炭的含碳比例，调节侧吹炉熔池的还原性气氛。
57.冶金炉渣和电镀污泥中的重金属在1300~1400℃的熔炼温度下还原，有价金属铜和镍形成冰铜/冰镍/合金，贵金属富集到冰铜/冰镍/合金中，其它杂质金属分别进入渣相和烟灰；以铁硅钙为主的熔融渣经渣口排放黄铜熔炼炉渣的回收利用，并水淬形成玻璃态水淬渣副产品，可用于水泥和建筑行业。
58.在较强的还原性气氛下，会有部分一氧化碳在熔池溢出，通过熔炉上第二层风口送入二次富阳空气，富氧浓度40-70%，将熔池表面未燃烧的一氧化碳进一步在熔池内燃烧，同时将刚入炉的物料预加热和脱水。
59.第三层风口送入空气，进一步燃尽溢出熔池的一氧化碳。
60.废活性炭中的有机物在富氧侧吹熔池熔炼炉高温下分解，并与氧反应后进入余热锅炉烟道。
61.废活性炭中的二噁英在高温下分解，氯离子与重金属形成金属盐与烟灰沉降、收集。
62.在余热锅炉的上升烟道设置大于1100℃的高温区，即在上升烟道的水冷壁内侧敷设耐高温浇注料，敷设高度可保证烟气在此区域停留2s以上，以促使二噁英完全分解。
63.在余热锅炉出口的烟气处理流程中设置急冷塔，将锅炉出口烟气温度从500~550℃急冷到200℃，可有效遏制二噁英的生成。
64.急冷后的烟气进入烟气脱酸系统处理后达标排放。
65.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
