CN106986566B - 一种含氰污染土的处置工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含氰污染土的处置工艺，包括如下步骤，1)污染土堆存；2)污染土筛分破碎；3)污染土密闭传输与均化；4)进料计量；5)水泥窑处置：控制水泥窑内焚烧温度在≥900℃，控制水泥窑窑速为1.5～2.0r/min，在水泥窑中的停留时间≥20min；6)尾气焚烧：分解炉内燃烧温度控制在1000～1200℃，分解炉出口温度控制在900℃，尾气在分解炉内的停留时间大于2秒。本发明实现了含氰污染土的资源化、无害化、安全化处置，同时防止造成二次污染。

Description

一种含氰污染土的处置工艺

技术领域

本发明属于污染土处理技术领域，特别是涉及一种含氰污染土的处置工艺。

背景技术

随着环境污染的日益严重，污染物质在土体中长期积累、沉淀、迁移，土的污染问题也日趋严重，其对自然界及人们生活、生产的恶劣影响日渐突显，对污染土的研究及处置也受到了重视。氰化物是极毒的物质，可通过呼吸道或消化道进入人体，与体内细胞色素氧化酶中的三价铁结合，从而使细胞不能利用氧，失去了传递氧的作用，最终导致机体缺氧死亡，因此，含氰污染土必须经过科学合理的处置才能有效防止给人、动物和植物以及农业带来危害。水泥窑具有煅烧温度高、热容量大、工作状态稳定等优点，为废弃物减量化、资源化、无害化处置奠定了技术优势。

在有机污染土的处置技术中，利用水泥窑处置有机污染土是一种有效的技术，主要是利用水泥窑的高温条件焚烧污染土中的有机物，焚烧后的固体作为水泥生产原料组分，同时由于水泥窑具有负压和全封闭的特点，处理过程中产生的气体在负压作用下无法逸出回转窑，在高温下最终燃烧消解成无毒气体。因此，研究水泥窑协同处置污染土的技术对于替代水泥生产原料组分、实现含氰污染土的资源化处置利用，节约资源保护环境具有重要意义。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种利用水泥窑协同处置含氰污染土的处置工艺，实现了含氰污染土的资源化、无害化、安全化处置，同时防止造成二次污染。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种含氰污染土的处置工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)污染土堆存：氰化物污染土进厂后卸到指定储存场地，储存场地均进行防渗处理，并做好苫盖；

2)污染土筛分破碎：对污染土进行初步筛分、除铁等处理，控制粒径小于50mm；

3)污染土密闭传输与均化：筛上物经破碎机破碎后，与筛下物一起由皮带输送机输送至密闭的原料预均化堆场；

4)进料计量：经机械化均化后，通过皮带输送机送入原料计量仓，经仓下定量给料机计量后，再经皮带输送机，由一线水泥窑窑尾烟室入窑；

5)水泥窑处置：控制水泥窑内焚烧温度在≥900℃，保证火焰燃烧稳定，没有黑火头产生；控制水泥窑窑速为1.5～2.0r/min，在水泥窑中的停留时间≥20min；

6)尾气焚烧：热处理过程产生的尾气进入分解炉内进行高温焚烧处置，通过喷煤粉燃烧，分解炉内燃烧温度控制在1000～1200℃，分解炉出口温度控制在900℃，尾气在分解炉内的停留时间大于2秒。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述分解炉内还喷入石灰石粉，进行干法脱硫及吸收酸性气体。

所述水泥窑内焚烧温度控制在900～1000℃。

所述皮带输送机为密闭的皮带输送机。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

1)充分利用原有设施，降低投资，含氰污染土在水泥窑内，与窑头热风进行逆流换热，将氰化物蒸发分离之后，利用窑尾高温进行热脱附，含氰废气二次加温，去除氰化物，实现了含氰污染土的资源化、无害化、安全化处置，实现了水泥窑热解析工艺。

2)经热解析后的废土进入冷却机冷却后送入现有熟料库，并倒运至堆场作为部分原料掺加回用生产水泥熟料，变废为宝，实现了资源的有效利用。

3)通过窑分解炉，为稳定提升窑尾温度提供热量，实现了稳定窑尾煤粉助燃，提高氰化物在窑内热解析的效率。

4)热处理过程产生的尾气采用二次燃烧技术，避免了加热过程中挥发的氰化物直接排入大气中，造成环境二次污染。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例：

一种含氰污染土的处置工艺，包括如下步骤：

1)污染土堆存：氰化物污染土进厂后卸到指定储存场地，储存场地均进行防渗处理，并做好苫盖；

2)污染土筛分破碎：采用挖掘机、铲车、振动筛等设备设施，对污染土进行初步筛分、除铁等处理，控制粒径小于50mm；

3)污染土密闭传输与均化：筛上物经破碎机破碎后，与筛下物一起由皮带输送机输送至密闭的原料预均化堆场；

4)进料计量：经机械化均化后，通过密闭的皮带输送机送入原料计量仓，经仓下定量给料机计量后，再经专用密闭皮带输送机及锁风装置，此锁风装置布置在整个输送管线上，由一线水泥窑窑尾烟室入窑；

5)水泥窑处置：控制水泥窑内焚烧温度在900℃～1000℃，保证火焰燃烧稳定，没有黑火头产生；控制水泥窑窑速为1.5～2.0r/min，保证污染土壤在水泥窑中的停留时间≥20min，确保污染土与高温气体在窑内充分接触，保证土壤中污染物彻底分解脱附；

6)尾气焚烧：热处理过程产生的尾气进入分解炉内进行高温焚烧处置，通过喷煤粉燃烧，分解炉内燃烧温度控制在1000～1200℃，分解炉出口温度控制在900℃，气体在分解炉内的停留时间大于2秒，确保焚烧分解氰化物及其他污染物。

处理达标的污染土经过篦冷机冷却后暂存于水泥熟料库，冷却交换高温气体重复利用。

作为优选，为确保系统尾气满足环保排放要求，分解炉内还喷入石灰石粉，进行干法脱硫及吸收酸性气体，抑制SO₂气体的产生，根据NO_X排放量适时开启脱硝系统，降低NO_X的产生。

对含氰污染土的不同热处理技术测试的实验条件的设定做进一步的说明如下：

(1)马弗炉热处理技术测试

实验土壤：分别从812项目现场爆炸大坑内和C37点位采集实验土壤，土壤总氰初始浓度分别为150mg/kg、90.7mg/kg。土壤风干后，研磨过20目筛。实验参数：氧化钙添加比例为5％，分别在450℃、650℃、850℃、1050℃开展实验；达到设定温度后，加入污染土，然后恒温10min/20min/30min/40min/50min/60min后，检测土壤中残留总氰化物含量，检测结果见表1所示。

表1马弗炉热处理土壤中残留总氰化物含量

ND代表未检出。

测试结论：从表1中可以看到，经过对两种不同污染程度的土壤不同加热时间和加热温度的测试发现，当温度高于650℃，加热10min以上，土壤中总氰化物含量降低到修复目标值(9.86mg/kg)；随着加热温度越高，土壤中氰化物残留含量越低；当温度高于850℃，加热20min以上，除少量残留外，土壤中残留总氰化物含量基本未检出。

(2)旋转炉热处理技术测试

实验土壤：从812现场爆炸大坑内采集实验土壤，土壤总氰初始浓度为150mg/kg，土壤风干后，研磨过20目筛。实验参数：氧化钙添加比例为5％，分别在450℃、650℃开展实验，达到设定温度后，加入污染土壤，然后恒温0min/10min/20min/30min/40min/50min/60min，旋转速率为30r/min，加热过程中不通氮气，加热结束取样之前通氮气吹2min，氮气经过含NaOH溶液(浓度为0.2M，体积为250ml)的洗气瓶吸收；检测土壤和碱吸收液中总氰化物含量，检测结果见表2所示。

表2旋转炉热处理土壤和碱吸收液中总氰化物含量

ND代表未检出。

测试结论：从表2中可以看到，对碱吸收液检测结果发现，在加热过程中，有部分氰化物未经分解直接通过大气排出；单位质量污染土壤排放氰化物在10^-6mg/g～10^-4mg/g之间，总体呈现温度较高时，短时间内即可排放大量氰化物。

对比以上表1和表2测试结果可以看到，在相同温度和相同污染程度的土壤试验条件下，旋转炉热处理效率明显高于马弗炉，主要原因是旋转使得土壤受热与空气接触充分，有利于氰化物氧化分解。

因此，综合上述实例分析得出，热处理技术能够在650℃～1000℃环境下迅速将土壤氰化物去除，说明热处理技术适合氰化物污染土壤修复。但是，需要采用尾气二次燃烧技术，以防止加热过程中挥发的氰化物直接排入大气中，造成环境二次污染。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种含氰污染土的处置工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)污染土堆存：氰化物污染土进厂后卸到指定储存场地，储存场地均进行防渗处理，并做好苫盖；土壤总氰初始浓度为150mg/kg；

2)污染土筛分破碎：对污染土进行初步筛分、除铁处理，控制粒径小于50mm；

3)污染土密闭传输与均化：筛上物经破碎机破碎后，与筛下物一起由皮带输送机输送至密闭的预均化堆场；所述皮带输送机为密闭的皮带输送机；

4)进料计量：经机械化均化后，通过皮带输送机送入原料计量仓，经仓下定量给料机计量后，再经皮带输送机，由一线水泥窑窑尾烟室入窑；

5)水泥窑处置：控制水泥窑内焚烧温度在900～1000℃，保证火焰燃烧稳定，没有黑火头产生；控制水泥窑窑速为1.5～2.0r/min，在水泥窑中的停留时间≥20min；

6)尾气焚烧：热处理过程产生的尾气进入分解炉内进行高温焚烧处置，通过喷煤粉燃烧，分解炉内燃烧温度控制在1200℃，分解炉出口温度控制在900℃，尾气在分解炉内的停留时间大于2秒；

所述分解炉内还喷入石灰石粉，进行干法脱硫及吸收酸性气体。