[發明專利]一種流化床式鉻渣熱解無害化工藝

有效

• 申請號: 201310511716.3
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103978007A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 張大磊;蘆靜;路亮
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明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，大大縮短反應時間，同時尾氣可以被作為能源利用，節約能源的同時，避免了尾氣治理。本發明屬于環境保護技術領域。?

背景技術

鉻渣是重鉻酸鹽生產過程中排放的副產物。因其中含有水溶性Cr(VI)而具有極大的毒性，如果不經過處理而露天堆放，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，目前鉻渣的解毒方法（即將毒性高的Cr(VI)變為Cr(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。傳統的干法治理是用碳做還原劑，再還原性氣氛中加熱至1000℃左右把有毒的Cr⁶⁺還原成無毒的Cr⁶⁺，該法已經大規模應用于鉻渣的治理，有一定經濟效益，但處理過程中伴有二次粉塵污染，且投資成本高，能耗大。?

專利申請號200710041125.9介紹了一種利用熱解技術處理鉻渣的工藝。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混合，二者向高溫區移動過程中，污泥中有機質將不斷產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，該工藝中有機質所產生的焦油氣被高溫氣流稀釋，導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。?

發明內容

針對現有技術的不足，本發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，大大縮短反應時間，同時尾氣可以被作為能源利用，節約能源的同時，避免了尾氣治理。?

本工藝技術方案為：將生物質與鉻渣分別投放到高溫流化床熱解爐中，生物質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。同時熱解殘炭流化過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生。?

本發明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。經過流化層，與熱解氣體發生反應，Cr(VI)被還原。同時熱解殘炭流化過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備，水冷后迅速冷卻至200℃以下排放。同時控制冷卻設備出口處的氣壓穩定在-0.5~50kPa范圍內；

2.?生物質從鉻渣進料口下側進入流化床熱解爐，迅速熔融熱解并分現在鉻渣顆粒表面，同時釋放出大量熱解氣體。控制生物質與鉻渣的質量比為：生物質：鉻渣=（0.3-0.7）：1；

3.?在還原燃燒爐中控制空氣過剩系數小于1，產生的高溫氣流溫度在550~800℃，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450~600℃。隨后高溫氣流與釋放出的熱解氣進入尾氣，經過除塵工藝后，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。

相比傳統的熱解處理方法，本方法有如下優勢：?

1.?鉻渣在流化床停留時間較短，因此大大縮短了反應時間，提高了反應效率；

2.?鉻渣在流化床內能夠充分催化裂解生物質產生的焦油氣，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，實現了資源化，同時節省了尾氣的處理投資；

4.?與傳統熱解工藝不同，由于鉻渣在流化床內傳熱效率較差，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是工藝流程示意圖。