专利摘要
本发明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。
权利要求
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:
(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;铬渣最后从底部出料口流出进入冷却设备,水冷后迅速冷却至200℃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的生物质进料口进入流化床热解炉,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):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550~800℃,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450~600℃;随后高温气流与释放出的热解气通过出气口流出,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。
3.根据权利要求2所述的一种流化床式铬渣热解无害化工艺,其特征在于,所用生物质泛指各种有机废弃物,包括厨余垃圾,污泥,食品水产废弃物,农、林、畜、水产废弃物等等。
说明书
技术领域
本发明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。本发明属于环境保护技术领域。
背景技术
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,目前铬渣的解毒方法(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℃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。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明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。
本发明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℃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):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550~800℃,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450~600℃。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是工艺流程示意图。
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℃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600~800℃,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500~600℃。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GB 5086.2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℃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550~650℃,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450~550℃。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GB 5086.2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。
一种流化床式铬渣热解无害化工艺专利购买费用说明
Q:办理专利转让的流程及所需资料
A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。
1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2:按规定缴纳著录项目变更手续费。
3:同时提交相关证明文件原件。
4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q:专利转让变更,多久能出结果
A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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