[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)資源化及鉻渣無害化同步方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610033763.5
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105542813B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張大磊;方思源;殷國帥
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學
• 主分類號: A62D3/37
• 分類號: A62D3/37;C10B53/02;C10K3/02;B09B3/00;B09B5/00
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本發(fā)明是同步處理鉻渣及生物質(zhì)的方法，利用危險廢物鉻渣等催化劑高溫催化裂解生物質(zhì)，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，避免了鉻渣表面的結(jié)焦。同時利用高溫能源氣體加熱鉻渣，同時使鉻渣中六價鉻還原為三價鉻，順便對能源氣體進行冷卻，而能源氣體中的CO2及Cl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。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是同步處理鉻渣及生物質(zhì)的方法，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。屬于環(huán)境保護及低碳技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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(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。

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CO2含量高，品質(zhì)差；同時需要1000℃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、Al2O3基催化劑。

發(fā)明內(nèi)容

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)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，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)能源氣，同時大大提高了能源利用率。

本工藝技術(shù)方案為：利用危險廢物鉻渣等催化劑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、CO及CH4等），避免了鉻渣表面的結(jié)焦。隨后利用高溫能源氣體加熱鉻渣，同時使鉻渣中六價鉻還原為三價鉻，順便對能源氣體進行冷卻，而能源氣體中的Cl及CO2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。

本發(fā)明的方法具體包括以下步驟：

（1）將生物質(zhì)在450-700℃進行預(yù)裂解，產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物與高溫蒸汽混合后，進入催化重整爐，爐內(nèi)負載煅燒后的鉻渣，混合氣體在800-1200℃范圍內(nèi)進行催化重整，生成能源氣體；煅燒后的鉻渣在連續(xù)催化生物質(zhì)裂解產(chǎn)物的同時，實現(xiàn)了無害化；

（2）步驟（1）中生成的高溫能源氣體隨后進入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯窯頭中，與窯尾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℃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，隨后對能源氣分別進行收集；

（3）步驟（2）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℃以下后排放，同時控制冷卻裝置內(nèi)部氣壓高于室外氣壓0-30kPa；

（4）步驟（2）跟（3）中的換熱后的冷卻水汽分別輸往催化重整爐爐頭，與生物質(zhì)裂解產(chǎn)物進行混合；

（5）高溫蒸汽與生物質(zhì)質(zhì)量比為2-10：1；高溫能源氣體與鉻渣的質(zhì)量比控制在（1-8）：4。