一種高效低耗低污染的鉻渣熱解處理方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種鉻渣熱解處理方法，可在高效處理鉻渣的同時(shí)，減少焦油有害物質(zhì)的排放。技術(shù)方案為，將鉻渣與秸稈在高溫處混合反應(yīng)，產(chǎn)生的高溫焦油氣往低溫區(qū)流動(dòng)，部分冷卻在往高溫區(qū)移動(dòng)的鉻渣表面并與鉻渣表面六價(jià)鉻發(fā)生反應(yīng)，另一部分在低溫處與氧氣發(fā)生反應(yīng)而得以去除。同時(shí)由于焦油氣充分的利用，鉻渣中的六價(jià)鉻有效的還原，同時(shí)鉻的氧化也被有效控制；同時(shí)由于利用鉻鹽生產(chǎn)工藝另一副產(chǎn)物——高溫尾氣作為熱源加熱鉻渣，因此能耗大大降低。
【專利說明】一種高效低耗低污染的鉻渣熱解處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種高效低耗低污染的鉻渣熱解處理方法，通過工藝控制，可將鉻渣中Cr(VI)高效還原的同時(shí)，大大降低尾氣中焦油氣等有害物質(zhì)的排放，同時(shí)大大節(jié)約能源。本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻渣是重鉻酸鹽生產(chǎn)過程中排放的副產(chǎn)物。因其中含有水溶性Cr(VI)而具有極大的毒性，如果不經(jīng)過處理而露天堆放，對地下水源、河流或海域會(huì)造成不同程度的污染，嚴(yán)重的危害人體健康和動(dòng)植物的生長。
[0003]總體來說，目前鉻洛的解毒方法(即將毒性高的Cr(VI)變?yōu)镃r(III))分為濕法解毒和干法解毒兩大類。濕法是將通過添加還原劑將鉻渣中Cr6+在液相還原解毒的方法。但該法試劑消耗大，成本高，目前還難以大規(guī)模用于治理鉻渣。
[0004]干法解毒既是通過高溫還原性氣氛的強(qiáng)還原作用使鉻渣中Cr(VI)還原為Cr(III)達(dá)到解毒的目的。傳統(tǒng)的干法治理是用碳做還原劑，再還原性氣氛中加熱至1000°C左右把有毒的Cr6+還原成無毒的Cr3+，該法已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于鉻渣的治理，有一定經(jīng)濟(jì)效益，但處理過程中伴有二次粉塵污染，且投資成本高，能耗大。
[0005]專利申請?zhí)?00710041125.9介紹了一種利用熱解技術(shù)處理鉻渣的工藝。該工藝將利用污泥在高溫缺氧條件下將鉻渣中Cr(VI)還原，該工藝以廢治廢，且將反應(yīng)溫度降低，大大減少了成本。但該工藝有諸多缺陷，一方面由于該工藝將有機(jī)物與鉻渣在低溫區(qū)混合，二者向高溫區(qū)移動(dòng)過程中，污泥中有機(jī)質(zhì)將不斷產(chǎn)生焦油氣而順著氣流進(jìn)入尾氣，而焦油氣中含有大量諸如多環(huán)芳烴等致癌物，且在冷卻過程中容易以PM2.5的形式排出，其危害極大，因此其污染問題需要得到重視。另一方面，該工藝中有機(jī)質(zhì)所產(chǎn)生的焦油氣被高溫氣流稀釋，導(dǎo)致氣流中還原性氣體濃度降低，使得Cr (VI)還原效率降低。此外，工藝所需高溫氣流需要嚴(yán)格控制還原條件，這一方面增加了繁瑣的工藝控制，另一方面也浪費(fèi)了能源。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明是一種新型的鉻渣熱解處理方法，通過工藝控制，可將鉻渣中Cr(VI)高效還原的同時(shí)，大大降低尾氣中焦油及粉塵等有害物質(zhì)的排放，同時(shí)大大節(jié)約能源。
[0008]本工藝技術(shù)方案為:利用鉻鹽生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的高溫尾氣將鉻渣溫度提高至500°C以上；然后高溫鉻渣與秸桿混合，在此過程中秸桿受熱分解產(chǎn)生高濃度焦油氣而環(huán)繞在鉻渣周圍并高效的將Cr(VI)還原；未發(fā)生反應(yīng)的焦油氣與高溫尾氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)得以去除，同時(shí)釋放出熱量用以加熱鉻渣。
[0009]本發(fā)明的方法具體包括以下步驟:
1.將鉻渣磨至<2mm后，送入一級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯尾部，隨后轉(zhuǎn)動(dòng)一級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯，使鉻渣從窯尾逐漸駛向窯頭；
2.鉻渣在一級回轉(zhuǎn)窯窯頭處與高溫尾氣混合得以加熱，控制一級回轉(zhuǎn)窯窯頭溫度為500-600°C。加熱后的鉻渣從窯頭通過鏈?zhǔn)捷斔蛶нM(jìn)入二級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯尾部，在二級回轉(zhuǎn)窯窯尾上部設(shè)置一料倉以便添加秸桿，使秸桿與高溫鉻渣混合，混合比例為秸桿:高溫鉻渣=(1-2):10o混合后的秸桿與鉻渣在二級回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行10-30分鐘后到達(dá)二級回轉(zhuǎn)窯窯頭后，經(jīng)過噴淋冷卻后排出。在此過程中，秸桿產(chǎn)生了高濃度焦油氣體，環(huán)繞在鉻渣與窯之間的空隙處并高效的將Cr (VI)還原，同時(shí)秸桿的加入也有效的對鉻渣進(jìn)行冷卻。過程中要控制二級回轉(zhuǎn)窯空隙率小于1/3 ；
3.步驟2中產(chǎn)生的焦油氣部分流向一級回轉(zhuǎn)窯窯頭與高溫尾氣混合，在此過程中焦油氣燃燒得以去除，并放出熱量加熱鉻渣。隨后二者形成的高溫混合氣流流向一級回轉(zhuǎn)窯窯尾，經(jīng)過除塵工藝后排放；
4.在二級回轉(zhuǎn)窯窯頭設(shè)置一雙向鼓風(fēng)機(jī)，通過控制進(jìn)出氣流，使二級回轉(zhuǎn)窯窯頭壓力控制在-0.5kp?0.5kp范圍內(nèi)，以防空氣進(jìn)入或者大量焦油氣排出，從而簡易控制二級回轉(zhuǎn)窯的強(qiáng)還原氣氛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是工藝流程不意圖。
[0011]相比傳統(tǒng)的熱解處理方法，本方法有如下優(yōu)勢:
1.利用高溫鉻渣在二級回轉(zhuǎn)窯加熱稻桿產(chǎn)生焦油氣，可以控制二級回轉(zhuǎn)窯的強(qiáng)還原氣氛，從而高效還原Cr(VI)；
2.傳統(tǒng)鉻渣熱解工藝易在冷卻過程中產(chǎn)生還原Cr(III) 二次氧化問題，本工藝?yán)枚壔剞D(zhuǎn)窯作為鉻渣還原的裝置，兼具鉻渣冷卻的裝置。同時(shí)確保了鉻渣冷卻過程的還原氣氛，避免了鉻的二次氧化；
3.工藝本身不需要控制一級回轉(zhuǎn)窯的還原氣氛，因此減少了繁瑣的控制條件，同時(shí)可以利用各種類型余熱資源，已達(dá)到節(jié)能減排的效果。此外，這也使得尾氣中的有害物質(zhì)大大減少；
4.本工藝充分利用并消耗了有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的焦油氣，并大大降低了焦油的排放量；
5.經(jīng)過噴淋工藝后，鉻渣有效冷卻，同時(shí)部分焦油得以冷卻并附著在鉻渣表面，有利于抑制處理后鉻渣的二次氧化。
[0012]具體實(shí)施實(shí)例如下:
1.將鉻渣磨至<2mm后，送入一級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯尾部，隨后轉(zhuǎn)動(dòng)一級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯，使鉻渣從窯尾逐漸駛向窯頭；
2.鉻渣在一級回轉(zhuǎn)窯窯頭處與高溫尾氣混合得以加熱，控制一級回轉(zhuǎn)窯窯頭溫度為500°C。加熱后的鉻渣從窯頭通過鏈?zhǔn)捷斔蛶нM(jìn)入二級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯尾部，在二級回轉(zhuǎn)窯窯尾上部設(shè)置一料倉以便添加秸桿，使秸桿與高溫鉻渣混合，混合比例為秸桿:高溫鉻渣=2:10?；旌虾蟮慕諚U與鉻渣在二級回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行30分鐘后到達(dá)二級回轉(zhuǎn)窯窯頭后，經(jīng)過噴淋冷卻后排出。在此過程中，秸桿產(chǎn)生了高濃度焦油氣體，環(huán)繞在鉻渣與窯之間的空隙處并高效的將Cr(VI)還原，同時(shí)秸桿的加入也有效的對鉻渣進(jìn)行冷卻。過程中控制二級回轉(zhuǎn)窯空隙率小于1/3 ； 3.在二級回轉(zhuǎn)窯窯頭設(shè)置雙向鼓風(fēng)機(jī)，通過控制進(jìn)出氣流，使二級回轉(zhuǎn)窯窯頭壓力控制在-0.5kp?0.5kp范圍內(nèi)。高溫尾氣與產(chǎn)生的熱解氣流向一級回轉(zhuǎn)窯窯尾處進(jìn)入除塵裝置后排放；
4.使用國標(biāo)GB5086.2水平振蕩法對處理后鉻渣進(jìn)行毒性浸出試驗(yàn)，測得水溶性鉻為
0.01mg/L,大大低于國標(biāo)GB 5085.3危險(xiǎn)廢物上限1.5mg/L。尾氣中焦油含量〈0.01%。[0013]
實(shí)例2:
1.將鉻渣磨至<2mm后，送入一級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯尾部，隨后轉(zhuǎn)動(dòng)一級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯，使鉻渣從窯尾逐漸駛向窯頭；
2.鉻渣在一級回轉(zhuǎn)窯窯頭處與高溫尾氣混合得以加熱，控制一級回轉(zhuǎn)窯窯頭溫度為600°C。加熱后的鉻渣從窯頭通過鏈?zhǔn)捷斔蛶нM(jìn)入二級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯尾部，在二級回轉(zhuǎn)窯窯尾上部設(shè)置一料倉以便添加秸桿，使秸桿與高溫鉻渣混合，混合比例為秸桿:高溫鉻渣=1:10。混合后的秸桿與鉻渣在二級回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行10分鐘后到達(dá)二級回轉(zhuǎn)窯窯頭后，經(jīng)過噴淋冷卻后排出。在此過程中，秸桿產(chǎn)生了高濃度焦油氣體，環(huán)繞在鉻渣與窯之間的空隙處并高效的將Cr(VI)還原，同時(shí)秸桿的加入也有效的對鉻渣進(jìn)行冷卻。過程中控制二級回轉(zhuǎn)窯空隙率小于1/3 ；
3.在二級回轉(zhuǎn)窯窯頭設(shè)置一雙向鼓風(fēng)機(jī)，通過控制進(jìn)出氣流，使二級回轉(zhuǎn)窯窯頭壓力控制在-0.5kp?0.5kp范圍內(nèi)；
4.使用國標(biāo)GB5086.2水平振蕩法對處理后鉻渣進(jìn)行毒性浸出試驗(yàn)，測得水溶性鉻小于0.01mg/L,大大低于國標(biāo)GB 5085.3危險(xiǎn)廢物上限1.5mg/L。尾氣中焦油含量〈0.01%。
【權(quán)利要求】
1.一種高效低耗低污染的鉻渣熱解處理方法，其特征在于:利用鉻鹽生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的高溫尾氣將鉻渣溫度提高至500°c以上；然后高溫鉻渣與秸桿混合，在此過程中秸桿受熱分解產(chǎn)生高濃度焦油氣，從而形成強(qiáng)還原氣氛并高效的將六價(jià)鉻還原；未發(fā)生反應(yīng)的焦油氣與高溫尾氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)得以去除，同時(shí)釋放出熱量用以加熱鉻渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效低耗低污染的鉻渣熱解處理方法，包括如下步驟: (1)將鉻渣磨至<2mm后，送入一級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯尾部，隨后轉(zhuǎn)動(dòng)一級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯，使鉻渣從窯尾逐漸駛向窯頭； (2)鉻渣在一級回轉(zhuǎn)窯窯頭處與高溫尾氣混合得以加熱，控制一級回轉(zhuǎn)窯窯頭溫度為500-6000C ;加熱后的鉻渣從窯頭通過鏈?zhǔn)捷斔蛶нM(jìn)入二級內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯尾部，在二級回轉(zhuǎn)窯窯尾上部設(shè)置一料倉以便添加秸桿，使秸桿與高溫鉻渣混合，混合比例為秸桿:高溫鉻渣= (1-2):10 ;混合后的秸桿與鉻渣在二級回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行10-30分鐘后到達(dá)二級回轉(zhuǎn)窯窯頭后，經(jīng)過噴淋冷卻后排出；在此過程中，秸桿產(chǎn)生了高濃度焦油氣體，環(huán)繞在鉻渣與窯之間的空隙處并高效的將六價(jià)鉻還原，同時(shí)秸桿的加入也有效的對鉻渣進(jìn)行冷卻；過程中要控制二級回轉(zhuǎn)窯空隙率小于1/3 ； (3)步驟(2)中產(chǎn)生的焦油氣部分流向一級回轉(zhuǎn)窯窯頭與高溫尾氣混合，在此過程中焦油氣燃燒得以去除，并放出熱量加熱鉻渣； 隨后二者形成的高溫混合氣流流向一級回轉(zhuǎn)窯窯尾，經(jīng)過除塵工藝后排放； (4)在二級回轉(zhuǎn)窯窯頭設(shè)置一雙向鼓風(fēng)機(jī)，通過控制進(jìn)出氣流，使二級回轉(zhuǎn)窯窯頭氣壓控制在-0.5kPa?0.5kPa范圍內(nèi)，以防空氣進(jìn)入或者大量焦油氣排出，從而簡易控制二級回轉(zhuǎn)窯的強(qiáng)還原氣氛。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效低耗低污染的鉻渣熱解處理方法，其特征在于，所用秸桿泛指各種有機(jī)廢棄物，包括廚余垃圾，污泥，食品水產(chǎn)廢棄物，農(nóng)、林、畜、水產(chǎn)廢棄物坐坐寸寸ο
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效低耗低污染的鉻渣熱解處理方法，其特征在于，所用高溫尾氣為鉻鹽生產(chǎn)過程中加熱原料后所排放的尾氣，溫度在70(T80(TC，氧氣含量在2?5%之間。
【文檔編號】B09B3/00GK103978006SQ201310511660
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】張大磊, 王亞空, 孫英杰, 蘆靜 申請人:青島理工大學(xué)