一种流化床式铬渣热解无害化工艺制造技术

本发明专利技术是一种流化床式铬渣热解无害化工艺，其特征在于：将生物质与铬渣分别投放到高温流化床热解炉中，生物质在此过程中快速熔融热解并释放出大量热解气体，将Cr(VI)还原。同时热解残炭流化过程中附着在铬渣表面，保护铬渣中还原的Cr(III)不被二次氧化。而铬渣也将产生的热解气进行有效的催化裂解，避免大量高污染焦油气的产生。相比传统的热解工艺，本工艺大大缩短了停留时间，同时可产生高热值的能源尾气，避免了尾气的处理处置。

【技术实现步骤摘要】
一种流化床式铬渣热解无害化工艺
本专利技术是一种流化床式铬渣热解无害化工艺，通过工艺控制，可将铬渣中Cr(VI)高效还原的同时，大大缩短反应时间，同时尾气可以被作为能源利用，节约能源的同时，避免了尾气治理。本专利技术属于环境保护
。
技术介绍
铬渣是重铬酸盐生产过程中排放的副产物。因其中含有水溶性Cr(VI)而具有极大的毒性，如果不经过处理而露天堆放，对地下水源、河流或海域会造成不同程度的污染，严重的危害人体健康和动植物的生长。总体来说，目前铬洛的解毒方法(即将毒性高的Cr(VI)变为Cr(III))分为湿法解毒和干法解毒两大类。湿法是将通过添加还原剂将铬渣中Cr6+在液相还原解毒的方法。但该法试剂消耗大，成本高，目前还难以大规模用于治理铬渣。干法解毒既是通过高温还原性气氛的强还原作用使铬渣中Cr(VI)还原为Cr(III)达到解毒的目的。传统的干法治理是用碳做还原剂，再还原性气氛中加热至1000°C左右把有毒的Cr6+还原成无毒的Cr6+，该法已经大规模应用于铬渣的治理，有一定经济效益，但处理过程中伴有二次粉尘污染，且投资成本高，能耗大。专利申请号200710041125.9介绍了一种利用热解技术处理铬渣的工艺。该工艺将利用污泥在高温缺氧条件下将铬渣中Cr(VI)还原，该工艺以废治废，且将反应温度降低，大大减少了成本。但该工艺有诸多缺陷，一方面工艺采用回转窑工艺，物料在窑中停留时间较长，因此处理效率较低。另一方面，由于该工艺将有机物与铬渣在低温区混合，二者向高温区移动过程中，污泥中有机质将不断产生焦油气而顺着气流进入尾气，而焦油气中含有大量诸如多环芳烃等致癌物，且在冷却过程中容易以PM2.5的形式排出，其危害极大，因此需对尾气进行二次处理。此外，该工艺中有机质所产生的焦油气被高温气流稀释，导致气流中还原性气体浓度降低，还原气氛不强，使得Cr(VI)还原效率降低。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术是一种新型的铬渣热解处理方法，通过工艺控制，可将铬渣中Cr(VI)高效还原的同时，大大缩短反应时间，同时尾气可以被作为能源利用，节约能源的同时，避免了尾气治理。本工艺技术方案为:将生物质与铬渣分别投放到高温流化床热解炉中，生物质在此过程中快速熔融热解并释放出大量热解气体，将Cr (VI)还原。同时热解残炭流化过程中附着在铬渣表面，保护铬渣中还原的Cr(III)不被二次氧化。而铬渣也将产生的热解气进行有效的催化裂解，避免大量高污染焦油气的产生。本专利技术的方法具体包括以下步骤: 1.将铬渣破碎，收集粒径在0.5-3mm的颗粒，从顶部铬渣进料口输送至热解炉中。经过流化层，与热解气体发生反应，Cr(VI)被还原。同时热解残炭流化过程中附着在铬渣表面，保护铬渣中还原的Cr(III)不被二次氧化。铬渣最后从出料口流出进入冷却设备，水冷后迅速冷却至200°C以下排放。同时控制冷却设备出口处的气压稳定在-0.5^50kPa范围内； 2.生物质从铬渣进料口下侧进入流化床热解炉，迅速熔融热解并分现在铬渣颗粒表面，同时释放出大量热解气体。控制生物质与铬渣的质量比为:生物质:铬渣=(0.3-0.7):I ; 3.在还原燃烧炉中控制空气过剩系数小于1，产生的高温气流温度在55(T800°C，氧气含量〈0.5%，从而对铬渣污泥混合物进行有效热解。高温气流从流化床热解炉底部进入，加热流化床，使流化床温度在45(T600°C。随后高温气流与释放出的热解气进入尾气，经过除尘工艺后，部分气体作为还原燃烧炉热源及燃料源，部分气体作为燃料气进一步利用。相比传统的热解处理方法，本方法有如下优势: 1.铬渣在流化床停留时间较短，因此大大缩短了反应时间，提高了反应效率； 2.铬渣在流化床内能够充分催化裂解生物质产生的焦油气，改善了热解气的燃烧性能，时期更容易被二次利用。部分含有热解气的尾气可作为能源加热流化床，降低了化石能源的消耗； 3.尾气含有具有良好燃烧性能的热解气，可以二次利用，实现了资源化，同时节省了尾气的处理投资； 4.与传统热解工艺不同，由于铬渣在流化床内传热效率较差，因此其带走的热量较少，而同时也减少了铬渣的 冷却时间，降低了 Cr(III)被二次氧化的可能性。同时流化床可使生物质附着在铬渣表面，进一步确保Cr(III)不被二次氧化。【附图说明】 图1是工艺流程不意图。具体实施实例如下: 1.将铬渣破碎，收集粒径在0.5-3mm的颗粒，从顶部铬渣进料口输送至热解炉中。经过流化层，与热解气体发生反应，Cr(VI)被还原。同时热解残炭流化过程中附着在铬渣表面，保护铬渣中还原的Cr(III)不被二次氧化。铬渣最后从出料口流出，水冷后迅速冷却至200°C以下排放； 2.生物质从铬渣进料口下侧进入流化床热解炉，迅速熔融热解并分现在铬渣颗粒表面，同时释放出大量热解气体。控制生物质与铬渣的质量比为:生物质:铬渣=0.3:1 ; 3.在还原燃烧炉中控制空气过剩系数小于1，产生的高温气流温度在60(T800°C，氧气含量〈0.5%，从而对铬渣污泥混合物进行有效热解。高温气流从流化床热解炉底部进入，加热流化床，使流化床温度在50(T600°C。随后高温气流与释放出的热解气进入尾气，经过除尘工艺后，部分气体作为还原燃烧炉热源及燃料源，部分气体作为燃料气进一步利用； 4.使用国标GB5086.2水平振荡法对处理后铬渣进行毒性浸出试验，测得水溶性铬为0.01mg/L，大大低于国标GB 5085.3危险废物上限1.5mg/L。铬渣在流化床内平均停留时间不超过3min,大大低于常规回转窑的30min。 实例2: 1.将铬渣破碎，收集粒径在0.5-3mm的颗粒，从顶部铬渣进料口输送至热解炉中。经过流化层，与热解气体发生反应，Cr(VI)被还原。同时热解残炭流化过程中附着在铬渣表面，保护铬渣中还原的Cr(III)不被二次氧化。铬渣最后从出料口流出，水冷后迅速冷却至200°C以下排放； 2.生物质从铬渣进料口下侧进入流化床热解炉，迅速熔融热解并分现在铬渣颗粒表面，同时释放出大量热解气体。控制生物质与铬渣的质量比为:生物质:铬渣=0.7:1 ； 3.在还原燃烧炉中控制空气过剩系数小于1，产生的高温气流温度在55(T650°C，氧气含量〈0.5%，从而对铬渣污泥混合物进行有效热解。高温气流从流化床热解炉底部进入，力口热流化床，使流化床温度在45(T550°C。随后高温气流与释放出的热解气进入尾气，经过除尘工艺后，部分气体作为还原燃烧炉热源及燃料源，部分气体作为燃料气进一步利用； 4.使用国标GB5086.2水平振荡法对处理后铬渣进行毒性浸出试验，测得水溶性铬为0.01mg/L，大大低于国标GB 5085.3危险废物上限1.5mg/L。铬渣在流化床内平均停留时间不超过3min,大大低于常规回转窑的30min。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化床式铬渣热解无害化工艺，其特征在于：将生物质与铬渣分别投放到高温流化床热解炉中，生物质在此过程中快速熔融热解并释放出大量热解气体，将Cr(VI)还原；同时热解残炭流化过程中附着在铬渣表面，保护铬渣中还原的Cr(III)不被二次氧化；相比传统的热解工艺，本工艺大大缩短了停留时间，同时可产生高热值的能源尾气，避免了尾气的处理处置。

【技术特征摘要】
1.一种流化床式铬渣热解无害化工艺，其特征在于:将生物质与铬渣分别投放到高温流化床热解炉中，生物质在此过程中快速熔融热解并释放出大量热解气体，将Cr(VI)还原； 同时热解残炭流化过程中附着在铬渣表面，保护铬渣中还原的Cr(III)不被二次氧化；相比传统的热解工艺，本工艺大大缩短了停留时间，同时可产生高热值的能源尾气，避免了尾气的处理处置。2.根据权利要求1所述的一种流化床式铬渣热解无害化工艺，包括如下步骤: (I)将铬渣破碎，收集粒径在0.5-3mm的颗粒，从顶部铬渣进料口输送至热解炉中；经过流化层，与热解气体发生反应，Cr(VI)被还原；同时热解残炭流化过程中附着在铬渣表面，保护铬渣中还原的Cr(III)不被二次氧化；铬渣最后从底部出料口流出进入冷却设备，水冷后迅速冷却至200°C以下排放；同时控制冷却设备出口处的气压稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大磊，芦静，路亮，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37