[發(fā)明專利]一種利用塑料制備能源氣同時無害化鉻渣的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610033750.8
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105524639B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設計）人: 張大磊;方思源;李健
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;C10B53/07;B09B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明是一種利用塑料制備能源氣同時無害化鉻渣的方法，利用危險廢物鉻渣高溫催化裂解塑料。同時在水蒸汽氣化的條件下較為徹底的將塑料轉化為低分子的能源氣體，避免了結焦，同時使得能源產(chǎn)品輕質(zhì)化。另一方面，所產(chǎn)生的能源氣體將鉻渣中六價鉻轉化為三價鉻，實現(xiàn)其無害化，同時鉻渣將塑料裂解過程中產(chǎn)生的HCl吸收。

技術領域

本發(fā)明是一種利用塑料制備能源氣同時無害化鉻渣的方法，通過蒸汽氣化及鉻渣催化作用，將塑料裂解并轉化為小分子能源氣。同時所產(chǎn)生的能源氣可將鉻渣中六價鉻高效還原。

背景技術

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℃左右把有毒的Cr⁶⁺還原成無毒的Cr⁶⁺，該法已經(jīng)大規(guī)模應用于鉻渣的治理，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。

另一方面，塑料是一種白色污染。目前其處理方法也存在各種問題。因其含Cl，因此焚燒容易產(chǎn)生二惡英。熱解制燃料油、氣是一種目前較為實用的辦法，申請?zhí)?011103660279公布了一種兩步法利用塑料制備燃料油氣的辦法，第一步在低溫揮發(fā)HCl，第二步裂解塑料制備油氣。該方法雖較為實用，但由于實行兩步法，反應周期長。此外在工程實施中，HCl不容易完全揮發(fā)出，部分殘留的Cl容易進入第二步的裂解油氣中從而對其污染。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明是一種新型的鉻渣、塑料的處理處置方法。通過工藝控制，可將鉻渣中六價鉻高效還原的同時，將塑料轉化為高品質(zhì)能源氣。

本工藝技術方案為：利用危險廢物鉻渣高溫催化裂解塑料。同時在水蒸汽氣化的條件下較為徹底的將塑料轉化為低分子的能源氣體，避免了結焦，同時使得能源產(chǎn)品輕質(zhì)化。另一方面，所產(chǎn)生的能源氣體將鉻渣中六價鉻轉化為三價鉻，實現(xiàn)其無害化，同時鉻渣將塑料裂解過程中產(chǎn)生的HCl吸收。

本發(fā)明的方法具體包括以下步驟：

（1）將鉻渣磨至<2mm后，后通過螺旋進料器輸往回轉電爐爐尾，后輸往爐頭。通過電爐加熱，保持爐頭鉻渣溫度穩(wěn)定在800-1000℃。排出爐頭后，鉻渣進入內(nèi)熱式回轉窯窯頭，后輸往窯尾；

（2）將塑料添加至回轉電爐及內(nèi)熱式回轉窯的交匯處，并與鉻渣及高溫蒸氣混合；隨后進入內(nèi)熱式回轉窯后，塑料逐漸發(fā)生裂解成為裂解氣，后高溫蒸汽與塑料裂解氣的混合氣體與鉻渣逆向運行，過程中發(fā)生催化裂解反應，在回轉電爐爐尾排出后，經(jīng)過冷凝工藝獲得高品質(zhì)能源氣；連續(xù)輸入的含氯塑料與連續(xù)輸入的高溫鉻渣的混合質(zhì)量比為（1-4）：10；

（3）在內(nèi)熱式回轉窯窯尾處，一次冷卻水噴淋到鉻渣表面，鉻渣冷卻至150℃以下后排放，控制窯尾排口處氣壓與回轉電爐爐頭的壓差穩(wěn)定在在-3kp至5kp之間，從而使得高溫蒸氣能夠駛往回轉窯窯頭并進入回轉電爐與塑料裂解氣發(fā)生催化反應。

（4）處理后的鉻渣排出窯尾后，進入冷卻系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)噴入二次冷卻水，使鉻渣溫度降至50℃以下，所產(chǎn)生的水蒸氣阻止空氣從內(nèi)熱式回轉窯窯尾進入處理系統(tǒng)；控制冷卻系統(tǒng)排口處內(nèi)側氣壓高于外側氣壓0-30kp之間，避免空氣進入系統(tǒng)。

相比傳統(tǒng)的塑料及鉻渣處理方法，本方法有如下優(yōu)勢：