[發明專利]一種高溫旋風熔融式鉻渣解毒裝置及其解毒方法

有效

• 申請號: 201710508045.3
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107243500B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 王學濤;楊曉東;胡海鵬;蘇曉昕;李健
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;F23G5/033;F23G5/08;F23G5/44;F23G5/46;F23J15/06
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 魏新培

一種高溫旋風熔融式鉻渣解毒裝置，包括旋風熔融爐本體、旋風分離器、冷卻池、用于輸送鉻渣和含SiO₂的添加劑的給料倉以及用于輸送煤粉的煤粉倉，所述旋風熔融爐本體頂部設置有一次風入風口和噴燃器，旋風熔融爐本體上還設置有二次風入風口；旋風熔融爐本體的下端連接有排渣管，旋風熔融爐本體中燃燒后的爐渣經排渣管排入冷卻池；旋風分離器的上端通過煙道連通有布袋除塵器，布袋除塵器還通過引風機連通有煙囪，在煙道內依次設置有過熱器、省煤器和空氣預熱器。本發明添加劑選用含SiO₂的添加劑，尤其是沙子和石英砂，顯著提高鉻渣與煤粉灰熔點，從而促使Cr⁶⁺在高溫區完全還原，避免鉻渣與煤粉在低溫區熔融，出現解毒不完全現象。

技術領域

本發明涉及工業危險廢棄物無害化處理和資源化利用領域，具體的說是一種高溫旋風熔融式鉻渣解毒裝置及其解毒方法。

背景技術

鉻渣主要來源于鉻及鉻鹽的生產過程產生的有毒廢渣，鉻渣的性質隨著原料和鉻鹽生產工藝的不同而不同，根據國家危險廢物名錄，鉻渣被列為危險固體廢物。目前，全國鉻渣總產生量約630萬噸，未解毒的320萬噸，這些鉻渣的無序堆存，造成地表水、地下水和土壤環境的嚴重污染。Cr(VI)具有很高的流動性和很強的毒性，且對生物體具有致癌作用。Cr(Ⅲ)的流動性較低，是人體必需的微量元素之一，但過多食用也會對人體造成危害。因此，鉻渣被認為是一種危險廢物，需要對其進行無害化處理。

鉻渣的毒性在于Cr(VI)的強氧化性，主要以Cr₂O₄和CrO₄^2-兩種形式存在，目前鉻渣的解毒方法主要有干法解毒與濕法解毒兩種。濕法解毒即添加化學試劑到鉻渣中使Cr⁶⁺還原成Cr³⁺的方法，但試劑量消耗大、成本高并易造成二次污染；干法解毒法即熔融固化法，在高溫條件下，除Cr⁶⁺被還原外，含鉻礦物質包覆于玻璃熔融體中，該解毒法解毒徹底，并且經退火后轉化為穩定的玻璃固化體并加以二次利用為路基材料、水泥摻混料等。

專利申請號2013105117163介紹了一種流化床式鉻渣熱解無害化工藝。生物質與鉻渣混合進入到高溫流化床熱解爐中，生物質快速熔融熱解并釋放出大量熱解氣體，從而將Cr(VI)還原，同時熱解殘炭流化過程中附著在鉻渣表面，避免還原的Cr（III）被二次氧化；鉻渣也將產生的熱解氣進行有效的催化裂解，防止大量高污染焦油氣的產生，該工藝縮短了反應時間，尾氣可二次利用。但也有一些缺陷，比如生物質流化床的投資、運行成本問題較高，燃燒效率相對較低等缺點，限制了生物質流化床的大規模應用，進而影響到無法處理大規模鉻渣的問題。

發明內容

本發明提供了一種高溫旋風熔融式鉻渣解毒裝置及其解毒方法，采用旋風處理工藝對鉻渣進行穩定/固定化處理，通過調整工藝參數，將有毒的鉻渣廢棄物經過高溫熔融處理后包容固化于硅鋁酸鹽晶格中，使鉻渣得到有效地無害化處理經濟環保，該方法節能高效、操作方便，可規?；瘧?，具有良好的經濟和環境效益。

本發明為解決上述技術問題采用的技術方案為：一種高溫旋風熔融式鉻渣解毒裝置，包括旋風熔融爐本體、旋風分離器、冷卻池、用于輸送鉻渣和含SiO₂的添加劑的給料倉以及用于輸送煤粉的煤粉倉，旋風熔融爐本體的上部設置有出氣口，旋風熔融爐本體的中部設置有進料口，旋風分離器的氣體入口與旋風熔融爐本體的出氣口連通，旋風分離器的排灰口與旋風熔融爐本體進料口連通，所述旋風熔融爐本體頂部設置有一次風入風口和噴燃器，旋風熔融爐本體上還設置有二次風入風口，二次風入風口設置在一次風入風口與出氣口之間；所述旋風熔融爐本體與給料倉和煤粉倉連通，旋風熔融爐本體的下端連接有排渣管，旋風熔融爐本體中燃燒后的爐渣經排渣管排入冷卻池；旋風分離器的上端通過煙道連通有布袋除塵器，布袋除塵器還通過引風機連通有煙囪，在煙道內依次設置有過熱器、省煤器和空氣預熱器。

作為一種優選方案，二次風入風口呈多列間隔均布在旋風熔融爐本體的周面上，每列二次風入風口至少均布兩排。