一種同步處理鉻渣及無氯塑料的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是一種同步處理鉻渣及無氯塑料的方法，通過蒸汽氣化及鉻渣催化作用，將無氯塑料裂解并轉化為小分子能源氣。同時所產生的能源氣可將鉻渣中六價鉻高效還原。
【背景技術】
[0002]鉻渣是重鉻酸鹽生產過程中排放的副產物。因其中含有水溶性六價鉻而具有極大的毒性，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。
[0003]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100tC左右把有毒的Cr6+還原成無毒的Cr6+，該法已經大規(guī)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。
[0004]另一方面，塑料是一種白色污染，熱解塑料制燃料油、氣是一種目前較為實用的辦法，申請?zhí)?012800460127公布了一種塑料裂解制油的辦法，該方法利用含CaO、Al203的催化劑催化裂解塑料。存在的問題是，一方面催化劑比較昂貴，且容易失活，不能連續(xù)利用；另一方面塑料裂解產物在沒有水蒸汽氣化的前提下很容易結焦，造成設備堵塞等問題。

【發(fā)明內容】

[0005]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能源氣。
[0006]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，同時使得能源產品更高效。另一方面，所產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。
[0007]本發(fā)明的方法具體包括以下步驟:
(1)將鉻渣磨至〈2_，與高溫蒸汽、無氯塑料混合后，輸往回轉電爐爐頭，后輸往爐尾。通過電爐加熱，保持電爐溫度穩(wěn)定在800-10000C，物料在電爐中停留時間30-120分鐘。排出爐尾后，氣相能源產物輸往冷凝裝置，鉻渣進入內熱式回轉窯窯頭，后輸往內熱式回轉窯窯尾；
(2)能源氣體進入冷凝裝置后，與冷卻水逆向流動并發(fā)生間接換熱，進行脫水處理，隨后收集到集氣觸中備后續(xù)利用；
(3)換熱后的部分冷卻水汽輸往內熱式回轉窯窯尾，與從窯頭方向駛往窯尾的鉻渣進行直接換熱，鉻渣冷卻至300-350°C，冷卻水汽轉化為650-750°C的高溫蒸汽;通過風機控制，使高溫蒸汽輸往內熱式回轉窯窯頭，隨后排出，輸往回轉電爐爐頭與鉻渣混合；
(4)鉻渣從內熱式回轉窯窯尾排出后輸往冷卻裝置，使用冷卻水將其冷卻至50°C以下后排放，同時控制冷卻裝置內部氣壓高于室外氣壓0-30kp;
(5)連續(xù)輸入的無氯塑料與連續(xù)輸入的高溫鉻渣的混合質量比為(1-8):10;高溫蒸汽與無氯塑料的質量比控制在(1-8): 4。
[0008]相比傳統(tǒng)的塑料及鉻渣處理方法，本方法有如下優(yōu)勢:
1.利用鉻渣危險廢物鉻渣催化塑料，避免使用昂貴催化劑的同時，還實現(xiàn)了鉻渣的無害化；
2.充分利用了冷卻能源氣體及高溫鉻渣時的冷卻水所產生的蒸汽，無須額外熱源輔助生產蒸汽，有利于節(jié)能，同時減少了蒸氣排放的所帶來二次熱污染；
3.因高溫蒸氣的作用，使得鉻渣在還原處理后，表面積炭量大大減少，有利于處理后鉻渣的二次利用；
4.能源氣中生成的C02可以被鉻渣中的CaO吸收，提高燃料產品質量；
5.工藝采取分兩次噴淋冷卻水冷卻高溫殘渣的辦法，第一次可以同時生成蒸汽，蒸汽可以作為催化氣化塑料的物料，避免了額外制備蒸汽，節(jié)約能源;第二次生成蒸汽的同時，增大裝置內部氣壓，阻止外部空氣進入系統(tǒng)，氧化還原后的三價鉻，同時避免了使用額外的裝置控制氣壓。
【附圖說明】
[0009]圖1是工藝流程圖具體實施實例如下:
1.將鉻渣磨至〈2_，與高溫蒸汽、無氯塑料混合后，輸往回轉電爐爐頭，后輸往爐尾。通過電爐加熱，保持電爐溫度穩(wěn)定在800°C，物料在電爐中停留時間120分鐘。排出爐尾后，氣相能源產物輸往冷凝裝置，鉻渣進入內熱式回轉窯窯頭，后輸往內熱式回轉窯窯尾；
2.能源氣體進入冷凝裝置后，與冷卻水逆向流動并發(fā)生間接換熱，進行脫水處理，隨后收集到集氣觸中備后續(xù)利用；
3.換熱后的部分冷卻水汽輸往內熱式回轉窯窯尾，與從窯頭方向駛往窯尾的鉻渣進行直接換熱，鉻渣冷卻至300 0C，冷卻水汽轉化為6500C的高溫蒸汽;通過風機控制，使高溫蒸汽輸往內熱式回轉窯窯頭，隨后排出，輸往回轉電爐爐頭與鉻渣混合；
4.鉻渣從內熱式回轉窯窯尾排出后輸往冷卻裝置，使用冷卻水將其冷卻至50°C以下后排放，同時控制冷卻裝置內部氣壓高于室外氣壓0-30kp;
5.連續(xù)輸入的無氯塑料與連續(xù)輸入的高溫絡渣的混合質量比為3:10;高溫蒸汽與無氯塑料的質量比控制在4:4;
6.使用國標GB5086.2水平振蕩法對處理后鉻渣進行毒性浸出試驗，測得水溶性鉻為
0.0lmg/L，大大低于國標GB 5085.3危險廢物上限1.5mg/L。每噸塑料產生0.9t能源氣，可燃氣含量均高于90%。
[0010]
實例2:
1.將鉻渣磨至〈2_，與高溫蒸汽、無氯塑料混合后，輸往回轉電爐爐頭，后輸往爐尾。通過電爐加熱，保持電爐溫度穩(wěn)定在1000°c，物料在電爐中停留時間30分鐘。排出爐尾后，氣相能源產物輸往冷凝裝置，鉻渣進入內熱式回轉窯窯頭，后輸往內熱式回轉窯窯尾；
2.能源氣體進入冷凝裝置后，與冷卻水逆向流動并發(fā)生間接換熱，進行脫水處理，隨后收集到集氣觸中備后續(xù)利用；
3.換熱后的部分冷卻水汽輸往內熱式回轉窯窯尾，與從窯頭方向駛往窯尾的鉻渣進行直接換熱，鉻渣冷卻至250 0C，冷卻水汽轉化為7500C的高溫蒸汽;通過風機控制，使高溫蒸汽輸往內熱式回轉窯窯頭，隨后排出，輸往回轉電爐爐頭與鉻渣混合；
4.鉻渣從內熱式回轉窯窯尾排出后輸往冷卻裝置，使用冷卻水將其冷卻至50°C以下后排放，同時控制冷卻裝置內部氣壓高于室外氣壓0-30kp;
5.連續(xù)輸入的無氯塑料與連續(xù)輸入的高溫絡渣的混合質量比為8:10;高溫蒸汽與無氯塑料的質量比控制在6:4;
6.使用國標GB5086.2水平振蕩法對處理后鉻渣進行毒性浸出試驗，測得水溶性鉻為
0.01mg/L，大大低于國標GB 5085.3危險廢物上限1.5mg/L。每噸塑料產生0.85t能源氣，可燃氣含量均高于90%。
【主權項】
1.一種同步處理鉻渣及無氯塑料的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將鉻渣磨至<2mm，與高溫蒸汽、無氯塑料混合后，輸往回轉電爐爐頭，后輸往爐尾；通過電爐加熱，保持電爐溫度穩(wěn)定在800-10000C，物料在電爐中停留時間30-120分鐘;排出爐尾后，氣相能源產物輸往冷凝裝置，鉻渣進入內熱式回轉窯窯頭，后輸往內熱式回轉窯窯尾； (2)步驟(I)中的能源氣體進入冷凝裝置后，與冷卻水逆向流動并發(fā)生間接換熱，進行脫水處理，隨后收集到集氣罐中備后續(xù)利用； (3 )換熱后的部分冷卻水汽輸往內熱式回轉窯窯尾，與從窯頭方向駛往窯尾的鉻渣進行直接換熱，鉻渣冷卻至300-450°C，冷卻水汽轉化為450-750°C的高溫蒸汽;通過風機控制，使高溫蒸汽輸往內熱式回轉窯窯頭，隨后排出，輸往回轉電爐爐頭與鉻渣混合； (4)鉻渣從內熱式回轉窯窯尾排出后輸往冷卻裝置，使用冷卻水將其冷卻至50°C以下后排放，同時控制冷卻裝置內部氣壓高于室外氣壓0_30kp。2.根據(jù)權利要求1所述的一種同步處理鉻渣及無氯塑料的方法，其特征在于，在內熱式回轉窯窯尾處，連續(xù)輸入的無氯塑料與連續(xù)輸入的高溫鉻渣的混合質量比為(1_8):10。3.根據(jù)權利要求1所述的一種同步處理鉻渣及無氯塑料的方法，其特征在于，高溫蒸汽與無氯塑料的質量比控制在(1-8): 4。
【專利摘要】本發(fā)明是同步處理鉻渣及無氯塑料的方法，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，同時使得能源產品更高效。另一方面，所產生的能源氣體將鉻渣六價鉻轉化為三價鉻，實現(xiàn)其無害化。水蒸汽來自于冷卻高溫鉻渣及高溫燃料氣的冷卻水，具有較好的節(jié)能效果。
【IPC分類】C10B53/07, C10B49/16, B09B3/00, B09B5/00
【公開號】CN105670667
【申請?zhí)枴緾N201610033748
【發(fā)明人】張大磊, 郝志鵬, 張晶
【申請人】青島理工大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月19日