一種利用鋼渣余熱同步資源化生物質(zhì)及無害化鉻渣的技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是同步處理鉻渣及生物質(zhì)并且冷卻鋼渣的方法，在無害化鉻渣、獲得了高品位的能源氣的同時，大大節(jié)約了能源，同時。屬于環(huán)境保護及低碳技術(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。因其中含有水溶性六價鉻而具有極大的毒性，如果不經(jīng)過處理而露天堆放，對地下水源、河流或海域會造成不同程度的污染，嚴(yán)重的危害人體健康和動植物的生長。
[0003]總體來說，目前鉻渣的解毒方法(即將毒性高的六價鉻變?yōu)槿齼r鉻)分為濕法解毒和干法解毒兩大類。但都有各自問題。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。干法解毒既是通過高溫還原性氣氛的強還原作用使鉻渣中六價鉻還原為三價鉻達到解毒的目的。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Cr6+，該法已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于鉻渣的治理，有一定經(jīng)濟效益，但處理過程中伴有二次粉塵污染，且投資成本高，能耗大。
[0004]另一方面，我國每年產(chǎn)生大量的生物質(zhì)，如今大部分生物質(zhì)沒有有效利用，而進行田間焚燒，形成了霧霾，嚴(yán)重影響了大氣環(huán)境。生物質(zhì)熱解利用是一種生物質(zhì)利用方法，但其產(chǎn)品焦油通常難以利用，還存在設(shè)備結(jié)焦的問題。申請?zhí)?014102110190的專利介紹了一種利用污泥及生物質(zhì)催化重整裂解制取燃料氣的方法，該方法將生物質(zhì)焦油轉(zhuǎn)化為可燃氣的方法，雖然產(chǎn)生了較為易利用的燃料氣，但其C02含量高，品質(zhì)差；同時需要1000°C左右高溫，能耗大，利用率較低;此外該法還需要利用較為昂貴的CaO基、A1203基催化劑。
[0005]此外，我國每年產(chǎn)生大量的鋼渣，液態(tài)鋼渣溫度高，溫度1500-1700°C，如果能好好利用，將是寶貴的資源。但目前很少有技術(shù)將其中的熱能有效利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明是一種新型的鉻渣、生物質(zhì)及液態(tài)鋼渣的處理處置方法。通過工藝控制，可以將液態(tài)鋼渣有效冷卻并將其熱能有效利用，同時將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)能源氣，并將鉻渣中六價鉻高效還原的同時。
[0007]本工藝技術(shù)方案為:將液態(tài)鋼渣加熱并氣化生物質(zhì)及冷卻水，隨后利用危險廢物鉻渣高溫催化裂解生物質(zhì)裂解氣，在水蒸汽氣化的條件下較為徹底的將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低分子的高溫能源氣體(H2、⑶及CH4等)，避免了鉻渣表面的結(jié)焦。而同時生物質(zhì)產(chǎn)生的高溫能源氣體又將鉻渣加熱，同時使鉻渣中六價鉻還原為三價鉻，順便讓低溫鉻渣對能源氣體進行冷卻，而能源氣體中的Cl及C02被鉻渣中的堿性物質(zhì)吸收。本工藝在無害化鉻渣的同時，大大節(jié)約了能源，同時獲得了高品位的能源氣。
[0008]
本發(fā)明的方法具體包括以下步驟: (1)溫度1500-1700°C的液態(tài)鋼渣由渣罐傾倒至造粒器入口端，經(jīng)造粒后，從出口端進入回轉(zhuǎn)反應(yīng)冷卻裝置入口處，與生物質(zhì)混合，并將生物質(zhì)熱解，隨后鋼渣與生物質(zhì)熱解焦炭輸往回轉(zhuǎn)反應(yīng)冷卻裝置出口端，經(jīng)冷卻水冷卻后排放;冷卻鋼渣的冷卻水與鋼渣的連續(xù)輸入質(zhì)量比為1:(1-8);生物質(zhì)與鋼渣的連續(xù)輸入質(zhì)量比為1:(1-8);
(2)步驟(I)中的冷卻水從回轉(zhuǎn)反應(yīng)冷卻裝置出口端加入，噴淋到鋼渣表面受熱轉(zhuǎn)化為水蒸氣;水蒸氣隨后與鋼渣逆向流動并換熱，輸往回轉(zhuǎn)反應(yīng)冷卻裝置入口端與生物質(zhì)熱解氣混合;混合氣隨后輸往造粒器與高溫鋼渣進行換熱，轉(zhuǎn)化為800-1400°C的高溫混合氣；
(3)將步驟(2)中的混合氣輸往催化重整爐，爐內(nèi)負載煅燒后的鉻渣，混合氣體加熱里面的鉻渣在800-1200°C范圍內(nèi)進行催化重整，生成能源氣體；
(4)步驟(3)中生成的高溫能源氣體隨后輸入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯窯頭中，與窯尾連續(xù)輸送過來的鉻渣進行換熱處理，同時能源氣體將鉻渣中六價鉻還原為三價鉻;高溫能源氣體溫度降低至250°C以下后，從回轉(zhuǎn)窯窯尾排出，進入冷凝裝置，與冷卻水逆向流動并發(fā)生間接換熱，冷凝脫水后收集;換熱后的高溫鉻渣從回轉(zhuǎn)窯窯頭排出，進入冷卻裝置，使用冷卻水將其冷卻至150°C以下后排放，同時利用所產(chǎn)生的水蒸氣控制冷卻裝置內(nèi)部氣壓高于室外氣壓0-30kp;連續(xù)產(chǎn)生的高溫能源氣體與連續(xù)輸入的鉻渣的質(zhì)量比控制在(1-8):4;
(5)步驟(4)中換熱后的高溫鉻渣從回轉(zhuǎn)窯窯頭排出，進入冷卻裝置，使用冷卻水將其冷卻至150°C以下后排放，同時利用所產(chǎn)生的水蒸氣控制冷卻裝置內(nèi)部氣壓高于室外氣壓0_30kp；
相比傳統(tǒng)的生物質(zhì)處理方法，本方法有如下優(yōu)勢:
1.利用高溫液態(tài)鋼渣加熱并氣化生物質(zhì)及冷卻水，產(chǎn)生生物質(zhì)裂解產(chǎn)物及水蒸氣，為裂解產(chǎn)物催化制備高品質(zhì)能源氣創(chuàng)造條件;同時充分利用了熱能，大大提高了能源效率；
2.利用鉻渣危險廢物鉻渣催化生物質(zhì)，避免使用昂貴催化劑的同時，還實現(xiàn)了鉻渣的無害化；
3.因高溫蒸汽的作用，使得鉻渣在還原處理后，表面積炭量大大減少，有利于處理后鉻渣的二次利用；
4.利用催化重整后所產(chǎn)生的高溫能源氣體加熱并無害化鉻渣，同時節(jié)約了額外冷卻高溫氣體的設(shè)備；
5.充分利用了工藝各個階段產(chǎn)生的水蒸汽，無須額外熱源輔助生產(chǎn)蒸汽，有利于節(jié)能，同時減少了蒸汽的排放，避免了二次熱污染；
6.生物質(zhì)催化裂解產(chǎn)生的能源氣中生成的副產(chǎn)物C02等可以被鉻渣中的CaO等堿性物質(zhì)吸收，提尚燃料廣品質(zhì)量；
7.鉻渣冷卻設(shè)備利用冷卻水冷卻鉻渣，產(chǎn)生蒸汽的同時，增大裝置內(nèi)部氣壓，阻止外部空氣進入系統(tǒng)，氧化還原后的三價鉻，同時避免了使用額外的裝置控制氣壓。
【附圖說明】
[0009]圖1是工藝流程圖
圖2是造粒器示意圖
其中I造粒器入口 ； 2裂解氣及水蒸氣入口處;3裂解氣及水蒸氣出口處;4鋼渣造粒出口； 5旋轉(zhuǎn)盤具體實施實例如下:
(1)溫度1500-1700°C的液態(tài)鋼渣由渣罐傾倒至造粒器入口端，經(jīng)造粒后，從出口端進入回轉(zhuǎn)反應(yīng)冷卻裝置入口處，與生物質(zhì)混合，并將生物質(zhì)熱解，隨后鋼渣與生物質(zhì)熱解焦炭輸往回轉(zhuǎn)反應(yīng)冷卻裝置出口端，經(jīng)冷卻水冷卻后排放;冷卻鋼渣的冷卻水與鋼渣的連續(xù)輸入質(zhì)量比為I: 2 ；生物質(zhì)與鋼渣的連續(xù)輸入質(zhì)量比為I: 2 ；
(2)步驟(I)中的冷卻水從回轉(zhuǎn)反應(yīng)冷卻裝置出口端加入，噴淋到鋼渣表面受熱轉(zhuǎn)化為水蒸氣;水蒸氣隨后與鋼渣逆向流動并換熱，輸往回轉(zhuǎn)反應(yīng)冷卻裝置入口端與生物質(zhì)熱解氣混合;混合氣隨后輸往造粒器與高溫鋼渣進行換熱，轉(zhuǎn)化為1000°C的高溫混合氣；
(3)將步驟(2)中的混合氣輸往催化重整爐，爐內(nèi)負載煅燒后的鉻渣，混合氣體加熱里面的鉻渣在800°C范圍