本發(fā)明專利技術(shù)是一種流化床式鉻渣熱解無害化工藝，其特征在于：將生物質(zhì)與鉻渣分別投放到高溫流化床熱解爐中，生物質(zhì)在此過程中快速熔融熱解并釋放出大量熱解氣體，將Cr(VI)還原。同時熱解殘?zhí)苛骰^程中附著在鉻渣表面，保護鉻渣中還原的Cr(III)不被二次氧化。而鉻渣也將產(chǎn)生的熱解氣進行有效的催化裂解，避免大量高污染焦油氣的產(chǎn)生。相比傳統(tǒng)的熱解工藝，本工藝大大縮短了停留時間，同時可產(chǎn)生高熱值的能源尾氣，避免了尾氣的處理處置。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種流化床式鉻渣熱解無害化工藝
本專利技術(shù)是一種流化床式鉻渣熱解無害化工藝，通過工藝控制，可將鉻渣中Cr(VI)高效還原的同時，大大縮短反應(yīng)時間，同時尾氣可以被作為能源利用，節(jié)約能源的同時，避免了尾氣治理。本專利技術(shù)屬于環(huán)境保護
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技術(shù)介紹
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、河流或海域會造成不同程度的污染，嚴重的危害人體健康和動植物的生長。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。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Cr(VI)還原為Cr(III)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。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，一方面工藝采用回轉(zhuǎn)窯工藝，物料在窯中停留時間較長，因此處理效率較低。另一方面，由于該工藝將有機物與鉻渣在低溫區(qū)混合，二者向高溫區(qū)移動過程中，污泥中有機質(zhì)將不斷產(chǎn)生焦油氣而順著氣流進入尾氣，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，因此需對尾氣進行二次處理。此外，該工藝中有機質(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，還原氣氛不強，使得Cr(VI)還原效率降低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)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，大大縮短反應(yīng)時間，同時尾氣可以被作為能源利用，節(jié)約能源的同時，避免了尾氣治理。本工藝技術(shù)方案為:將生物質(zhì)與鉻渣分別投放到高溫流化床熱解爐中，生物質(zhì)在此過程中快速熔融熱解并釋放出大量熱解氣體，將Cr (VI)還原。同時熱解殘?zhí)苛骰^程中附著在鉻渣表面，保護鉻渣中還原的Cr(III)不被二次氧化。而鉻渣也將產(chǎn)生的熱解氣進行有效的催化裂解，避免大量高污染焦油氣的產(chǎn)生。本專利技術(shù)的方法具體包括以下步驟: 1.將鉻渣破碎，收集粒徑在0.5-3mm的顆粒，從頂部鉻渣進料口輸送至熱解爐中。經(jīng)過流化層，與熱解氣體發(fā)生反應(yīng)，Cr(VI)被還原。同時熱解殘?zhí)苛骰^程中附著在鉻渣表面，保護鉻渣中還原的Cr(III)不被二次氧化。鉻渣最后從出料口流出進入冷卻設(shè)備，水冷后迅速冷卻至200°C以下排放。同時控制冷卻設(shè)備出口處的氣壓穩(wěn)定在-0.5^50kPa范圍內(nèi)； 2.生物質(zhì)從鉻渣進料口下側(cè)進入流化床熱解爐，迅速熔融熱解并分現(xiàn)在鉻渣顆粒表面，同時釋放出大量熱解氣體。控制生物質(zhì)與鉻渣的質(zhì)量比為:生物質(zhì):鉻渣=(0.3-0.7):I ; 3.在還原燃燒爐中控制空氣過剩系數(shù)小于1，產(chǎn)生的高溫氣流溫度在55(T800°C，氧氣含量〈0.5%，從而對鉻渣污泥混合物進行有效熱解。高溫氣流從流化床熱解爐底部進入，加熱流化床，使流化床溫度在45(T600°C。隨后高溫氣流與釋放出的熱解氣進入尾氣，經(jīng)過除塵工藝后，部分氣體作為還原燃燒爐熱源及燃料源，部分氣體作為燃料氣進一步利用。相比傳統(tǒng)的熱解處理方法，本方法有如下優(yōu)勢: 1.鉻渣在流化床停留時間較短，因此大大縮短了反應(yīng)時間，提高了反應(yīng)效率； 2.鉻渣在流化床內(nèi)能夠充分催化裂解生物質(zhì)產(chǎn)生的焦油氣，改善了熱解氣的燃燒性能，時期更容易被二次利用。部分含有熱解氣的尾氣可作為能源加熱流化床，降低了化石能源的消耗； 3.尾氣含有具有良好燃燒性能的熱解氣，可以二次利用，實現(xiàn)了資源化，同時節(jié)省了尾氣的處理投資； 4.與傳統(tǒng)熱解工藝不同，由于鉻渣在流化床內(nèi)傳熱效率較差，因此其帶走的熱量較少，而同時也減少了鉻渣的 冷卻時間，降低了 Cr(III)被二次氧化的可能性。同時流化床可使生物質(zhì)附著在鉻渣表面，進一步確保Cr(III)不被二次氧化。【附圖說明】 圖1是工藝流程不意圖。具體實施實例如下: 1.將鉻渣破碎，收集粒徑在0.5-3mm的顆粒，從頂部鉻渣進料口輸送至熱解爐中。經(jīng)過流化層，與熱解氣體發(fā)生反應(yīng)，Cr(VI)被還原。同時熱解殘?zhí)苛骰^程中附著在鉻渣表面，保護鉻渣中還原的Cr(III)不被二次氧化。鉻渣最后從出料口流出，水冷后迅速冷卻至200°C以下排放； 2.生物質(zhì)從鉻渣進料口下側(cè)進入流化床熱解爐，迅速熔融熱解并分現(xiàn)在鉻渣顆粒表面，同時釋放出大量熱解氣體。控制生物質(zhì)與鉻渣的質(zhì)量比為:生物質(zhì):鉻渣=0.3:1 ; 3.在還原燃燒爐中控制空氣過剩系數(shù)小于1，產(chǎn)生的高溫氣流溫度在60(T800°C，氧氣含量〈0.5%，從而對鉻渣污泥混合物進行有效熱解。高溫氣流從流化床熱解爐底部進入，加熱流化床，使流化床溫度在50(T600°C。隨后高溫氣流與釋放出的熱解氣進入尾氣，經(jīng)過除塵工藝后，部分氣體作為還原燃燒爐熱源及燃料源，部分氣體作為燃料氣進一步利用； 4.使用國標GB5086.2水平振蕩法對處理后鉻渣進行毒性浸出試驗，測得水溶性鉻為0.01mg/L，大大低于國標GB 5085.3危險廢物上限1.5mg/L。鉻渣在流化床內(nèi)平均停留時間不超過3min,大大低于常規(guī)回轉(zhuǎn)窯的30min。 實例2: 1.將鉻渣破碎，收集粒徑在0.5-3mm的顆粒，從頂部鉻渣進料口輸送至熱解爐中。經(jīng)過流化層，與熱解氣體發(fā)生反應(yīng)，Cr(VI)被還原。同時熱解殘?zhí)苛骰^程中附著在鉻渣表面，保護鉻渣中還原的Cr(III)不被二次氧化。鉻渣最后從出料口流出，水冷后迅速冷卻至200°C以下排放； 2.生物質(zhì)從鉻渣進料口下側(cè)進入流化床熱解爐，迅速熔融熱解并分現(xiàn)在鉻渣顆粒表面，同時釋放出大量熱解氣體。控制生物質(zhì)與鉻渣的質(zhì)量比為:生物質(zhì):鉻渣=0.7:1 ； 3.在還原燃燒爐中控制空氣過剩系數(shù)小于1，產(chǎn)生的高溫氣流溫度在55(T650°C，氧氣含量〈0.5%，從而對鉻渣污泥混合物進行有效熱解。高溫氣流從流化床熱解爐底部進入，力口熱流化床，使流化床溫度在45(T550°C。隨后高溫氣流與釋放出的熱解氣進入尾氣，經(jīng)過除塵工藝后，部分氣體作為還原燃燒爐熱源及燃料源，部分氣體作為燃料氣進一步利用； 4.使用國標GB5086.2水平振蕩法對處理后鉻渣進行毒性浸出試驗，測得水溶性鉻為0.01mg/L，大大低于國標GB 5085.3危險廢物上限1.5mg/L。鉻渣在流化床內(nèi)平均停留時間不超過3min,大大低于常規(guī)回轉(zhuǎn)窯的30min。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種流化床式鉻渣熱解無害化工藝，其特征在于：將生物質(zhì)與鉻渣分別投放到高溫流化床熱解爐中，生物質(zhì)在此過程中快速熔融熱解并釋放出大量熱解氣體，將Cr(VI)還原；同時熱解殘?zhí)苛骰^程中附著在鉻渣表面，保護鉻渣中還原的Cr(III)不被二次氧化；相比傳統(tǒng)的熱解工藝，本工藝大大縮短了停留時間，同時可產(chǎn)生高熱值的能源尾氣，避免了尾氣的處理處置。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種流化床式鉻渣熱解無害化工藝，其特征在于:將生物質(zhì)與鉻渣分別投放到高溫流化床熱解爐中，生物質(zhì)在此過程中快速熔融熱解并釋放出大量熱解氣體，將Cr(VI)還原； 同時熱解殘?zhí)苛骰^程中附著在鉻渣表面，保護鉻渣中還原的Cr(III)不被二次氧化；相比傳統(tǒng)的熱解工藝，本工藝大大縮短了停留時間，同時可產(chǎn)生高熱值的能源尾氣，避免了尾氣的處理處置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化床式鉻渣熱解無害化工藝，包括如下步驟: (I)將鉻渣破碎，收集粒徑在0.5-3mm的顆粒，從頂部鉻渣進料口輸送至熱解爐中；經(jīng)過流化層，與熱解氣體發(fā)生反應(yīng)，Cr(VI)被還原；同時熱解殘?zhí)苛骰^程中附著在鉻渣表面，保護鉻渣中還原的Cr(III)不被二次氧化；鉻渣最后從底部出料口流出進入冷卻設(shè)備，水冷后迅速冷卻至200°C以下排放；同時控制冷卻設(shè)備出口處的氣壓穩(wěn)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張大磊，蘆靜，路亮，
申請(專利權(quán))人：青島理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37
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