CN105524638B - 一种同步处理铬渣及pvc塑料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是同步处理铬渣及无氯塑料的方法,利用危险废物铬渣高温催化裂解塑料。同时在水蒸汽气化的条件下较为彻底的将塑料转化为低分子的能源气体,避免了结焦,同时使得能源产品更高效。另一方面,所产生的能源气体将铬渣中六价铬转化为三价铬,实现其无害化,而铬渣可以固定PVC中的Cl,同时由于温度低于750℃,所产生的含氯化合物不会随气体进入能源气体中。水蒸汽来自于冷却高温铬渣及高温燃料气的冷却水,具有较好的节能效果。

Description

一种同步处理铬渣及PVC塑料的方法
技术领域
本发明是一种同步处理铬渣及PVC塑料的方法,通过蒸汽气化及铬渣催化作用,将PVC塑料裂解并转化为小分子能源气。同时所产生的能源气可将铬渣中六价铬高效还原,属环保领域。
背景技术
铬渣是重铬酸盐生产过程中排放的副产物。因其中含有水溶性六价铬而具有极大的毒性,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(即将毒性高的六价铬变为三价铬)分为湿法解毒和干法解毒两大类。但都有各自问题。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六价铬还原为三价铬达到解毒的目的。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。
另一方面,PVC是一种含Cl塑料,是一种白色污染。目前其处理方法也存在各种问题。因其含Cl,因此焚烧容易产生二恶英。热解制燃料油、气是一种目前较为实用的办法,申请号2011103660279公布了一种两步法利用塑料制备燃料油气的办法,第一步在低温挥发HCl,第二步裂解塑料制备油气。该方法虽较为实用,但由于实行两步法,反应周期长。此外在工程实施中,HCl不容易完全挥发出,部分残留的Cl容易进入第二步的裂解油气中从而对其污染。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明是一种新型的铬渣、塑料的处理处置方法。通过工艺控制,可将铬渣中六价铬高效还原的同时,将塑料转化为高品质能源气。
本工艺技术方案为:利用危险废物铬渣高温催化裂解塑料。同时在水蒸汽气化的条件下较为彻底的将塑料转化为低分子的能源气体,避免了结焦,同时使得能源产品更高效。另一方面,所产生的能源气体将铬渣中六价铬转化为三价铬,实现其无害化,而铬渣可以固定PVC中的Cl,同时由于温度低于750℃,所产生的含氯化合物不会随气体进入能源气体中。
本发明的方法具体包括以下步骤:
(1)将铬渣磨至<2mm,与高温蒸汽、PVC塑料混合后,输往回转电炉炉头,后输往炉尾。通过电炉加热,保持电炉温度稳定在750-800℃,物料在电炉中停留时间60-120分钟。排出炉尾后,气相能源产物输往冷凝装置,铬渣进入内热式回转窑窑头,后输往内热式回转窑窑尾;
(2)步骤(1)中的能源气体进入冷凝装置后,与冷却水逆向流动并发生间接换热,随后对油、气分别进行收集;
(3)换热后的部分冷却水汽输往内热式回转窑窑尾,与从窑头方向驶往窑尾的铬渣进行直接换热,铬渣冷却至250-450℃,冷却水汽转化为400-650℃的高温蒸汽;通过风机控制,使高温蒸汽输往内热式回转窑窑头,随后排出,输往回转电炉炉头与铬渣混合;
(4)铬渣从内热式回转窑窑尾排出后输往冷却装置,使用冷却水将其冷却至50℃以下后排放,同时控制冷却装置内部气压高于室外气压0-30kp;
(5)连续输入的PVC塑料与连续输入的高温铬渣的混合质量比为(1-8):10;高温蒸汽与PVC塑料的质量比控制在(1-8):4;
相比传统的塑料及铬渣处理方法,本方法有如下优势:
1.利用铬渣危险废物铬渣催化塑料,避免使用昂贵催化剂的同时,还实现了铬渣的无害化;
2.充分利用了冷却能源气体及高温铬渣时的冷却水所产生的蒸汽,无须额外热源辅助生产蒸汽,有利于节能,同时减少了蒸气排放的所带来二次热污染;
3.因高温蒸气的作用,使得铬渣在还原处理后,表面积炭量大大减少,有利于处理后铬渣的二次利用;
4.能源气中生成的CO2可以被铬渣中的CaO吸收,提高燃料产品质量。
5.所产生的HCl被铬渣有效吸收,不会形成二次污染,因反应温度不超过800℃也不会挥发到气相中;
6.工艺采取分两次喷淋冷却水冷却高温残渣的办法,第一次可以同时生成蒸汽,蒸汽可以作为催化气化塑料的物料,避免了额外制备蒸汽,节约能源;第二次生成蒸汽的同时,增大装置内部气压,阻止外部空气进入系统,氧化还原后的三价铬,同时避免了使用额外的装置控制气压。
附图说明
图1是工艺流程图
具体实施实例如下:
1. 将铬渣磨至<2mm,与高温蒸汽、PVC塑料混合后,输往回转电炉炉头,后输往炉尾。通过电炉加热,保持电炉温度稳定在800℃,物料在电炉中停留时间60分钟。排出炉尾后,气相能源产物输往冷凝装置,铬渣进入内热式回转窑窑头,后输往内热式回转窑窑尾;
2. 步骤1中的能源气体进入冷凝装置后,与冷却水逆向流动并发生间接换热,随后对油、气分别进行收集;
3. 换热后的部分冷却水汽输往内热式回转窑窑尾,与从窑头方向驶往窑尾的铬渣进行直接换热,铬渣冷却至400℃,冷却水汽转化为650℃的高温蒸汽;通过风机控制,使高温蒸汽输往内热式回转窑窑头,随后排出,输往回转电炉炉头与铬渣混合;
4. 铬渣从内热式回转窑窑尾排出后输往冷却装置,使用冷却水将其冷却至50℃以下后排放,同时控制冷却装置内部气压高于室外气压0-30kp;
5.连续输入的PVC塑料与连续输入的高温铬渣的混合质量比为4:10;高温蒸汽与PVC塑料的质量比控制在4:4;
6. 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。每吨PVC塑料产生0.3t能源气,可燃气含量均高于90%,同时产生0.25t燃料油。
实例2:
1. 将铬渣磨至<2mm,与高温蒸汽、PVC塑料混合后,输往回转电炉炉头,后输往炉尾。通过电炉加热,保持电炉温度稳定在750℃,物料在电炉中停留时间120分钟。排出炉尾后,气相能源产物输往冷凝装置,铬渣进入内热式回转窑窑头,后输往内热式回转窑窑尾;
2. 步骤1中的能源气体进入冷凝装置后,与冷却水逆向流动并发生间接换热,随后对油、气分别进行收集;
3. 换热后的部分冷却水汽输往内热式回转窑窑尾,与从窑头方向驶往窑尾的铬渣进行直接换热,铬渣冷却至300℃,冷却水汽转化为550℃的高温蒸汽;通过风机控制,使高温蒸汽输往内热式回转窑窑头,随后排出,输往回转电炉炉头与铬渣混合;
4. 铬渣从内热式回转窑窑尾排出后输往冷却装置,使用冷却水将其冷却至50℃以下后排放,同时控制冷却装置内部气压高于室外气压0-30kp。
5.连续输入的PVC塑料与连续输入的高温铬渣的混合质量比为3:10;高温蒸汽与PVC塑料的质量比控制在2:4;
6. 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。每吨PVC塑料产生0.25t能源气,可燃气含量均高于90%,同时产生0.3t燃料油。

Claims (3)

1.一种同步处理铬渣及PVC塑料的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将铬渣磨至<2mm,与高温蒸汽、PVC塑料混合后,输往回转电炉炉头,后输往炉尾;通过电炉加热,保持电炉温度稳定在750-800℃,物料在电炉中停留时间60-120分钟;排出炉尾后,气相能源产物输往冷凝装置,铬渣进入内热式回转窑窑头,后输往内热式回转窑窑尾;
(2)步骤(1)中的气相能源产物进入冷凝装置后,与冷却水逆向流动并发生间接换热,随后对油、气分别进行收集,冷却水转化为冷却水汽;
(3)换热后的部分冷却水汽输往内热式回转窑窑尾,与从窑头方向驶往窑尾的铬渣进行直接换热,铬渣冷却至250-450℃,冷却水汽转化为400-650℃的高温蒸汽;通过风机控制,使高温蒸汽输往内热式回转窑窑头,随后排出,输往回转电炉炉头与铬渣混合;
(4)铬渣从内热式回转窑窑尾排出后输往冷却装置,使用冷却水将其冷却至50℃以下后排放,同时控制冷却装置内部气压高于室外气压且压差小于30kpa。
2.根据权利要求1所述的一种同步处理铬渣及PVC塑料的方法,其特征在于,连续输入的PVC塑料与连续输入的高温铬渣的质量比为(1-8):10。
3.根据权利要求1所述的一种同步处理铬渣及PVC塑料的方法,其特征在于,高温蒸汽与PVC塑料的质量比控制在(1-8):4。
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