CN105039726A - 铬渣处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铬渣处理方法，将垃圾电厂灰渣、医疗焚烧灰、原煤计重、掺配，再进行焚烧解毒、飞灰重熔、烟气排放、水淬封固等步骤。本发明采用旋风炉高温解毒还原有毒铬渣，就是充分利用了旋风炉热强度高、还原动力足和较小的空气过剩系数操作形成的还原区将六价铬还原成三价铬的特点，在确保发热能力的前提下，完成铬渣处理的过程，该方法解毒彻底，无二次污染，使铬渣得到回收利用，实现了积极效益与环境保护的双丰收。

Description

铬渣处理方法
技术领域
本发明属于固体废物处理技术领域，具体涉及一种铬渣处理方法。
背景技术
铬渣是生产金属铬和铬盐过程中产生的工业废渣，其化学成分为：二氧化硅占4～30%，三氧化二铝占5～10%，氧化钙占26～44%，氧化镁占8～36%，三氧化二铁占2～11%，六氧化二铬(Cr2O6)占0.6～0.8%和重铬酸钠(Na2Cr2O7)占1%左右等。由于六价铬的存在，铬渣对人类有一定的危害，而中国目前有20多个省市有排放铬渣现象，这给环境带来了巨大压力。
目前，现有技术多采用湿法对铬渣进行还原解毒，是将铬渣磨细碱解后，使酸溶液和水溶液中的Cr6+在还原剂作用下被还原成Cr3+，其工艺复杂，易造成二次污染，且处理成本较高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种铬渣处理方法，该方法解毒彻底，无二次污染，使铬渣得到回收利用，实现了积极效益与环境保护的双丰收。
为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：
设计一种铬渣处理方法，包括以下步骤：
（1）配料：将铬渣、原煤计重，并进行掺配，使铬渣占混合物总重的4%～12%，两者重量配比优选1:8～10，然后，将混合物进行粉碎，使细度R90为12～20%；细度R90是指用一个筛孔宽度为90微米的筛子来筛选粉料，留在筛子上方的粗粉所占总粉料的重量百分率，百分数越低，说明粉体越细。
（2）焚烧解毒：用热空气将步骤（1）所得混合物料喷入旋风炉内进行高温焚烧，焚烧温度为1400～1600℃，时间为2～5s；所述热空气的温度为150～170℃，流量为85000～88000m3/h，流速为30～35m/s；旋风炉内风量配比为：一次风率（燃料燃烧时，一次风量占进入炉膛总空气量的百分率）15.0～17.5%，一次风风温230～240℃，一次风风速25.0～27.5m/s，一次风风量86000～87500m3/h；二次风率61.5～64.5%，二次风风温350～360℃，二次风风速65～75m/s，二次风风量380000～400000m3/h；三次风率18～22%，三次风风温55～65℃，三次风风速50～60m/s，三次风风量88000～89000m3/h。
所述旋风炉为WGZ260/9.8-1型旋风炉（液态排渣炉），旋筒内采用分段燃烧，煤和废渣随一次风进入旋风炉后，旋转下落，二次风也沿炉壁成切线方向高速进入和一次风混合，在炉里强烈旋转，筒壁形成高炭还原区，炉内辐射强，形成1400～1600℃高温环境，使铬渣本身所含六价铬Cr6+组分转化为三价铬氧化物（Cr2O3），得到无毒化。
（3）飞灰重熔：（为预防旋风炉烟气中的飞灰可能含有微量的有害成分产生二次污染）利用除尘装置收集旋风炉中的飞灰，并将其重新送入旋风炉内焚烧解毒。
所述除尘装置为双室四电场静电除尘器，除尘效率99.5%。
（4）烟气外排：将步骤（3）除尘过程中所余烟气进行脱硫处理，然后进行二次除尘后排放；所述脱硫为干法脱硫，所述二次除尘采用袋式除尘器，其处理效率高，可保证烟气的稳定达标排放，除尘效率可达99％，出口粉尘浓度不大于30.9mg/Nm3，明显小于50mg/Nm3的排放标准。
（5）水淬封固：步骤（2）中物料被加热至熔融状态后，从排渣口排入水淬水箱，水淬温度不高于30℃，经水淬急冷形成玻璃体；即使有极微量未被解毒的有害成分也被封固在玻璃体的晶格中，难以溶出，将该玻璃体送至水泥厂，进行综合利用。
本发明的积极有益效果：
本发明经过长期的生产实践和经验积累，组合优化了铬渣处理设备，确定了合理的工艺参数（如原料配比、燃烧温度、空气流量、空气过剩系数等），使得热旋风炉达到强度高、还原动力足的状态，且形成适宜将高活性铬还原成低活性铬的还原区，在确保发热能力的前提下，完成铬渣处理的过程，将对环境有严重污染的高活性的铬转化为稳定的铬盐，实现了铬渣的有效解毒：
（1）含有六价铬的有毒铬渣，经本发明方法处理后，铬渣中的六价铬有99%以上被还原为稳定无毒的三价铬，随烟气排出的仅占铬渣中六价铬含量的0.1～0.5%（0.143mg/Nm3），解毒彻底，无二次污染。
（2）本发明利用铬渣替代石灰石、白云石，确保旋风炉液态顺畅排渣，节省有效资源。
（3）本发明处理后的水淬渣可用来做生产水泥的辅料或用来铺路、制作建筑材料等，为实现废渣的回收利用创造了条件。
（4）本发明产生的电、汽用于化工生产，实现了经济效益与环保效益的双丰收。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种铬渣处理方法，包括以下步骤：
（1）配料：将铬渣、原煤计重，并进行掺配，两者重量配比1:9，然后，将混合物进行粉碎，使细度R90为15%；
（2）焚烧解毒：用热空气将步骤（1）所得混合物料喷入旋风炉内进行高温焚烧，焚烧温度为1600℃，时间为2s；所述热空气的温度为160℃，流量为86888m3/h，流速为30～35m/s；旋风炉内风量配比为：一次风率16.9%，一次风风温237℃，一次风风速26.7m/s，一次风风量86888m3/h；二次风率62.3%，二次风风温353℃，二次风风速69.4m/s，二次风风量395277m3/h；三次风率20.8%，三次风风温60℃，三次风风速55m/s，三次风风量88727m3/h；
所述旋风炉为WGZ260/9.8-1型旋风炉（液态排渣炉），旋筒内采用分段燃烧，煤和废渣随一次风进入旋风炉后，旋转下落，二次风也沿炉壁成切线方向高速进入和一次风混合，在炉里强烈旋转，筒壁形成高炭还原区，炉内辐射强，使铬渣本身所含六价铬Cr6+组分转化为三价铬氧化物（Cr2O3），得到无毒化；
（3）飞灰重熔：（为预防旋风炉烟气中的飞灰可能含有微量的有害成分产生二次污染）利用除尘装置收集旋风炉中的飞灰，并将其重新送入旋风炉内焚烧解毒；
所述除尘装置为双室四电场静电除尘器，除尘效率99.5%；
（4）烟气外排：将步骤（3）除尘过程中所余烟气进行脱硫处理，然后进行二次除尘后排放；所述脱硫为干法脱硫，所述二次除尘采用袋式除尘器，其处理效率高，可保证烟气的稳定达标排放，除尘效率可达99％，出口粉尘浓度不大于30.9mg/Nm3，明显小于50mg/Nm3的排放标准；
（5）水淬封固：步骤（2）中物料被加热至熔融状态后，从排渣口排入水淬水箱，水淬温度不高于30℃，经水淬急冷形成玻璃体；即使有极微量未被解毒的有害成分也被封固在玻璃体的晶格中，难以溶出，将该玻璃体送至水泥厂，进行综合利用。
实施例2
一种铬渣处理方法，包括以下步骤：
（1）配料：将铬渣、原煤计重，并进行掺配，使铬渣占混合物总重的4%，然后，将混合物进行粉碎，使细度R90为12%；
（2）焚烧解毒：用热空气将步骤（1）所得混合物料喷入旋风炉内进行高温焚烧，焚烧温度为1400℃，时间为5s；所述热空气的温度为150℃，流量为86888m3/h，流速为30～35m/s；旋风炉内风量配比为：一次风率16.9%，一次风风温237℃，一次风风速26.7m/s，一次风风量86888m3/h；二次风率62.3%，二次风风温353℃，二次风风速69.4m/s，二次风风量395277m3/h；三次风率20.8%，三次风风温60℃，三次风风速55m/s，三次风风量88727m3/h；
所述旋风炉为WGZ260/9.8-1型旋风炉（液态排渣炉），旋筒内采用分段燃烧，煤和废渣随一次风进入旋风炉后，旋转下落，二次风也沿炉壁成切线方向高速进入和一次风混合，在炉里强烈旋转，筒壁形成高炭还原区，炉内辐射强，使铬渣本身所含六价铬Cr6+组分转化为三价铬氧化物（Cr2O3），得到无毒化；
（3）飞灰重熔：（为预防旋风炉烟气中的飞灰可能含有微量的有害成分产生二次污染）利用除尘装置收集旋风炉中的飞灰，并将其重新送入旋风炉内焚烧解毒；
所述除尘装置为双室四电场静电除尘器，除尘效率99.5%；
（4）烟气外排：将步骤（3）除尘过程中所余烟气进行脱硫处理，然后进行二次除尘后排放；所述脱硫为干法脱硫，所述二次除尘采用袋式除尘器，其处理效率高，可保证烟气的稳定达标排放，除尘效率可达99％，出口粉尘浓度不大于30.9mg/Nm3，明显小于50mg/Nm3的排放标准；
（5）水淬封固：步骤（2）中物料被加热至熔融状态后，从排渣口排入水淬水箱，水淬温度不高于30℃，经水淬急冷形成玻璃体；即使有极微量未被解毒的有害成分也被封固在玻璃体的晶格中，难以溶出，将该玻璃体送至水泥厂，进行综合利用。
实施例3
一种铬渣处理方法，包括以下步骤：
（1）配料：将铬渣、原煤计重，并进行掺配，使铬渣占混合物总重的12%，然后，将混合物进行粉碎，使细度R90为20%；
（2）焚烧解毒：用热空气将步骤（1）所得混合物料喷入旋风炉内进行高温焚烧，焚烧温度为1500℃，时间为4s；所述热空气的温度为170℃，流量为86888m3/h，流速为30～35m/s；旋风炉内风量配比为：一次风率16.9%，一次风风温237℃，一次风风速26.7m/s，一次风风量86888m3/h；二次风率62.3%，二次风风温353℃，二次风风速69.4m/s，二次风风量395277m3/h；三次风率20.8%，三次风风温60℃，三次风风速55m/s，三次风风量88727m3/h；
所述旋风炉为WGZ260/9.8-1型旋风炉（液态排渣炉），旋筒内采用分段燃烧，煤和废渣随一次风进入旋风炉后，旋转下落，二次风也沿炉壁成切线方向高速进入和一次风混合，在炉里强烈旋转，筒壁形成高炭还原区，炉内辐射强，使铬渣本身所含六价铬Cr6+组分转化为三价铬氧化物（Cr2O3），得到无毒化；
（3）飞灰重熔：（为预防旋风炉烟气中的飞灰可能含有微量的有害成分产生二次污染）利用除尘装置收集旋风炉中的飞灰，并将其重新送入旋风炉内焚烧解毒；
所述除尘装置为双室四电场静电除尘器，除尘效率99.5%；
（4）烟气外排：将步骤（3）除尘过程中所余烟气进行脱硫处理，然后进行二次除尘后排放；所述脱硫为干法脱硫，所述二次除尘采用袋式除尘器，其处理效率高，可保证烟气的稳定达标排放，除尘效率可达99％，出口粉尘浓度不大于30.9mg/Nm3，明显小于50mg/Nm3的排放标准；
（5）水淬封固：步骤（2）中物料被加热至熔融状态后，从排渣口排入水淬水箱，水淬温度不高于30℃，经水淬急冷形成玻璃体；即使有极微量未被解毒的有害成分也被封固在玻璃体的晶格中，难以溶出，将该玻璃体送至水泥厂，进行综合利用。
本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种铬渣处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配料：将铬渣、原煤计重，并进行掺配，使铬渣占混合物总重的4%～12%，然后，将混合物进行粉碎，使细度R90为12～20%；
（2）焚烧解毒：用热空气将步骤（1）所得混合物料喷入旋风炉内进行高温焚烧，焚烧温度为1400～1600℃，时间为2～5s；
（3）飞灰重熔：利用除尘装置收集旋风炉中的飞灰，并将其重新送入旋风炉内焚烧解毒；
（4）烟气外排：将步骤（3）除尘过程中所余烟气进行脱硫处理，然后进行二次除尘后排放；
（5）水淬封固：步骤（2）中物料被加热至熔融状态后，从排渣口排入水淬水箱，水淬温度不高于30℃，经水淬急冷形成玻璃体。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤（1）所述铬渣、原煤的重量配比为1：8～10。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤（2）所述热空气的温度为150～170℃，流量为85000～88000m3/h，流速为30～35m/s。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤（2）所述旋风炉为WGZ260/9.8-1型旋风炉。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤（2）所述旋风炉内风量配比为：一次风率15.0～17.5%，一次风风温230～240℃，一次风风速25.0～27.5m/s，一次风风量86000～87500m3/h；二次风率61.5～64.5%，二次风风温350～360℃，二次风风速65～75m/s，二次风风量380000～400000m3/h；三次风率18～22%，三次风风温55～65℃，三次风风速50～60m/s，三次风风量88000～89000m3/h。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤（3）所述除尘装置为双室四电场静电除尘器。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：步骤（4）所述脱硫为干法脱硫，所述二次除尘采用袋式除尘器。
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