CN109780546A

CN109780546A - 提高铬渣掺比的铬渣解毒***及方法

Info

Publication number: CN109780546A
Application number: CN201811637302.4A
Authority: CN
Inventors: 王慧智; 荆彦峰
Original assignee: YIMA ENVIRONMENTAL POWER CO Ltd
Current assignee: YIMA ENVIRONMENTAL POWER CO Ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2019-05-21

Abstract

本发明公开了一种提高铬渣掺比的铬渣解毒***及方法，该***包括前处理单元、燃烧单元和烟气处理单元：前处理单元包括球磨机、振动筛分器和粉碎机；燃烧单元包括旋风炉、燃烧炉和粒化箱；烟气处理单元包括过热器、烟气余热回收器、氢氧化钙池和固液分离器；该方法包括以下步骤：1）前处理：铬渣进行球磨、筛分处理；其他固体废弃物粉碎；2）燃烧处理：粉碎后的其他固体废弃物进行不完全燃烧，产生的烟气和铬渣粉共燃烧；3）烟气处理：旋风炉产生的烟气依次进入过热器、烟气余热回收器、氢氧化钙池；该方法简单合理，易实施，可高效的，无害的处理铬渣。

Description

提高铬渣掺比的铬渣解毒***及方法

技术领域

本发明涉及铬渣回收利用技术领域，具体涉及一种提高铬渣掺比的铬渣解毒***及方法。

背景技术

铬是一种重要的金属元素。工业用途主要是制造高强度合金钢和耐热、耐磨、耐腐蚀合金钢，也常用于电镀工业中。铬元素的大多数六价化合物有毒性、刺激性、腐蚀性和过敏性，有些铬化合物有致癌危险。铬渣是铬盐工业生产过程中排放的固体废弃物，其中因含有铬酸钙和水溶性六价铬而成为有毒有害的固体废弃物，若不解毒就利用，将严重污染周围环境，危害人们的健康。

近年来，我国首创了利用旋风炉附烧处理铬渣的技术并取得初步成功。这种方法是在热电联产的同时，使掺入燃烧煤中的铬渣经高温熔融还原解毒后，以液态渣形态排出，经过水淬粒化后固化为玻璃体渣，最终还可用作建材而达到资源化目的。旋风炉炉内过程具有极佳的反应热力学和反应动力学条件，可使Cr⁶⁺→Cr³⁺的半程还原反应得以彻底进行，其转化率达到99.96%以上。

目前，铬渣的处理方法主要有干法还原和湿法还原两种方法。尽管对铬渣的治理技术甚多，但总有存在解毒不彻底，或工艺复杂，或处理量小，或成本高等问题的存在。这是现在亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种提高铬渣掺比的铬渣解毒***及方法，以期达到简单处理铬渣、成本低、处理量大的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

设计一种提高铬渣掺比的铬渣解毒***，包括前处理单元、燃烧单元和烟气处理单元：前处理单元包括球磨机、振动筛分器和粉碎机；球磨机通过皮带与振动筛分器相连接；燃烧单元包括旋风炉、燃烧炉和粒化箱；旋风炉由一次室和二次室构成；燃烧炉与粉碎机管道连接；燃烧炉通过引风机与旋风炉管道连接；粒化箱输入端与旋风炉底部和燃烧炉底部管道连接；烟气处理单元包括过热器、烟气余热回收器、氢氧化钙池和固液分离器；过热器、烟气余热回收器依次与旋风炉管道连接；氢氧化钙池与烟气余热回收器输出气端管道连接；固液分离器与氢氧化钙池管道连接。

优选的：前处理单元还包括盛料箱；盛料箱与振动筛分器管道连接，盛料箱通过链条刮板输送机与旋风炉连接；燃烧单元还包括沉渣池；沉渣池与粒化箱的渣沟固定连接；烟气处理单元还包括冷却器；冷却器通过泵与固液分离器输出气端管道连接，冷却器通过泵与粒化箱冷却***输入水端管道连接。

优选的：旋风炉一次室为立式旋风筒；旋风炉一次室中部设有加料口；旋风炉一次室与旋风炉二次室底部通过过渡烟道连接；旋风炉二次室中上部设有灰烟出口，灰烟出口通过引风机与过热器、烟气余热回收器相连接；旋风炉一次室底部设有燃烧渣出口，燃烧渣出口设有渣栏；旋风炉一次室加料口安装有PLC控制器。

优选的：燃烧炉设有加料口和烟气出口；燃烧炉加料口设有PLC控制器；燃烧炉烟气出口通过引风机与旋风炉加料口管道连接。

优选的：烟气余热回收器输出热端通过阀门与旋风炉加料口管道连接。

优选的：振动筛分器晒面层数2层，筛孔尺寸为3～100mm。

采用上述***对铬渣的解毒方法，包括以下步骤：

（1）前处理：铬渣进行球磨、筛分处理；其他固体废弃物粉碎；

（2）燃烧处理：粉碎后的其他固体废弃物进行不完全燃烧，产生的烟气和铬渣粉共燃烧；旋风炉和燃烧炉产生的燃烧渣经粒化箱进入到沉渣池中；

（3）烟气处理：旋风炉产生的灰烟依次进入过热器、烟气余热回收器、氢氧化钙池，然后固液分离器进行固液分离，分离后的废液经冷却器冷却处理后输入到粒化箱中。

优选的：在步骤（2）中，以重量份计，其他固体废弃物：煤粉=2～3:1；以重量份计，烟气：铬渣粉=1～3：3。

优选的：在步骤（3）中，氢氧化钙池pH控制为8～10。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1.本发明的***结构紧凑，设备简单，易实施，成本低，可高效的、无害的处理铬渣。

2.本发明的方法简单合理，易实施，污染少，铬渣和其他固体废弃物共同处理，且可连续处理，处理量大。

3.本发明的方法采用两个炉具—旋风炉1号和旋风炉2号，处理铬渣的同时还处理了其他固体废弃物（如固体垃圾），节约成本，缩短处理时间，具有事倍功半的效果，提高铬渣掺比2%～5%。

4.本发明的方法采用烟气余热回收器和冷却器分别对烟气和废水进行冷却降温处理，收集的热量可为燃烧作准备，冷却的废水进入到粒化箱中进行再利用，达到资源化、节约化目的。

附图说明

图1为本发明***的结构示意图；

图中，1为球磨机、2为振动筛分器、3为盛料箱、4为旋风炉、5为粉碎机、6为燃烧炉、7为过热器、8为阀门、9为烟气余热回收器、10为氢氧化钙池、11为固液分离器、12为泵、13为冷却器、14为粒化箱、15为沉渣池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料，如无特别说明，均为市售常规工业原料；所涉及的加工制作方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例1：

一种提高铬渣掺比的铬渣解毒***

参见图1，包括前处理单元、燃烧单元和烟气处理单元：前处理单元包括球磨机1、振动筛分器2和粉碎机5；球磨机1通过皮带与振动筛分器2相连接；燃烧单元包括旋风炉4、燃烧炉6和粒化箱14；旋风炉4由一次室和二次室构成；燃烧炉6与粉碎机5管道连接；燃烧炉6通过引风机与旋风炉4管道连接；粒化箱14输入端与旋风炉4底部和燃烧炉6底部管道连接；烟气处理单元包括过热器7、烟气余热回收器9、氢氧化钙池10和固液分离器11：过热器7、烟气余热回收器11依次与旋风炉4管道连接；氢氧化钙池10与烟气余热回收器9输出气端管道连接；固液分离器11与氢氧化钙池10管道连接。

实施例2：

一种提高铬渣掺比的铬渣解毒***

与实施例1不同之处在于：前处理单元还包括盛料箱3；盛料箱3与振动筛分器2管道连接，盛料箱3通过链条刮板输送机与旋风炉4连接；燃烧单元还包括沉渣池15；沉渣池15与粒化箱14的渣沟固定连接；烟气处理单元还包括冷却器13；冷却器13通过泵12与固液分离器11输出水端管道连接，冷却器13通过泵12与粒化箱14冷却***输入水端管道连接。

实施例3：

一种提高铬渣掺比的铬渣解毒***

与实施例2不同之处在于：旋风炉4一次室为立式旋风筒；旋风炉4一次室5中部设有加料口；旋风炉4一次室与旋风炉4二次室底部通过过渡烟道连接；旋风炉4二次室中上部设有灰烟出口，灰烟出口处设有引风机，灰烟出口与过热器7、烟气余热回收器9管道连接；旋风炉4一次室底部均设有燃烧渣出口（即出渣口），燃烧渣出口设有渣栏；旋风炉4一次室加料口管道安装有PLC控制器；旋风炉4二次室底部熔融的燃烧渣通过自流汇入一次室燃烧渣出口；燃烧炉6设有加料口和烟气出口，燃烧炉6加料口设有PLC控制器；燃烧炉6加料口与粉碎机5出料端管道连接；燃烧炉6烟气出口通过引风机与旋风炉4加料口管道连接；烟气余热回收器9输出热端通过阀门8与旋风炉4加料口管道连接。

实施例4

一种提高铬渣掺比的铬渣解毒***对铬渣的解毒方法

采用实施例2的提高铬渣掺比的铬渣解毒***对铬渣的解毒方法，具体包括以下步骤：

1）前处理：***外接电源，铬渣在球磨机1中进行球磨，然后通过皮带输送至振动筛分器2进行筛分处理，最后通过管道滑入盛料箱3，以储存备用；其他固体废弃物（如固体垃圾）在粉碎机5中进行粉碎；

2）燃烧处理：粉碎后的其他固体废弃物（如固体垃圾）进入燃烧炉6进行不完全燃烧，产生的烟气通过管道进入旋风炉4和由盛料箱3通过链条刮板输送机输送至旋风炉4的铬渣粉二者在旋风炉4中燃烧；旋风炉4和燃烧炉6产生的燃烧渣经粒化箱14冷却形成水淬渣，再经渣沟进入到沉渣池15中；

3）烟气处理：旋风炉4产生的烟气进入过热器7、烟气余热回收器9进行冷却处理，冷却后的烟气进入到氢氧化钙池10中进行吸收净化处理（可吸收CO₂、SO_x、NO_x等），氢氧化钙池10中的沉淀浓稠物直接从氢氧化钙池10底部抽排出，可作为建筑用料。氢氧化钙池10上部溶液通过固液分离器11进行固液分离，分离后的固体沉淀物作为建筑用料，分离后的废水通过泵12抽进冷却器13中进行冷却处理，然后输入到粒化箱14中作为冷却熔融液态渣用；沉渣池15中的水淬渣可作路面材料使用或水泥用料。

实施例5

一种提高铬渣掺比的铬渣解毒***对铬渣的解毒方法

采用实施例3的提高铬渣掺比的铬渣解毒***对铬渣的解毒方法，具体包括以下步骤：

2）燃烧处理：粉碎后的其他固体废弃物（如固体垃圾）进入燃烧炉6进行不完全燃烧（其他固体废弃物：煤粉=2～3:1），产生的烟气（不完全燃烧产生的CO、SO₂等）通过烟气出口引风机引出再经管道进入旋风炉4加料口，由盛料箱3通过链条刮板输送机输送至旋风炉4铬渣粉，打开阀门8烟气余热回收器9收集的热量对铬渣粉进行预热，通过旋风炉4加料口的PLC控制器控制烟气和铬渣进入一次室的量（烟气：铬渣粉=1～2：3），在一次室煤粉的作用下，充分燃烧，提高铬渣掺比2%～5%；旋风炉4一次室燃烧产生的过渡烟道的扑渣管束进入到二次室，进行再次燃烧，产生的烟气通过灰烟出口进入到过热器7、烟气余热回收器9中进行冷却处理，熔融的燃烧渣通过自流汇入一次室燃烧渣出口；旋风炉4和燃烧炉6产生的燃烧渣通过管道进入到粒化箱14中，粒化箱14极冷却形成稳定的水淬渣，最后通过渣沟进入到沉渣池15中；

3）烟气处理：旋风炉4二次室产生的灰烟经灰烟出口进入过热器7、烟气余热回收器9进行冷却处理，冷却后的烟气进入到氢氧化钙池10中进行吸收净化处理（可吸收CO₂、SO₂、NO_x等），氢氧化钙池10中的沉淀浓稠物直接从氢氧化钙池10底部抽排出，可作为建筑用料，氢氧化钙10上部溶液通过固液分离器11进行固液分离，分离后的固体沉淀物作为建筑用料，分离后的废水通过泵12抽进冷却器13中进行冷却处理，然后输入到粒化箱14中作为冷却熔融液态渣用；沉渣池15中的水淬渣可作路面材料使用或水泥用料。

上述提高铬渣掺比的铬渣解毒***中，球磨机1选自于河南豫晖机械有限公司；振动筛分器2选自于新乡市新工机械有限公司；粉碎机5选自于潍坊正远粉体工程设备有限公司；烟气余热回收器9选自于山东邦华热能工程有限公司；固液分离器11选自于江苏如克环保设备有限公司；冷却器13选自于泰州市正兴换热设备厂；粒化箱14选自于泊头市仲恺机械制造有限公司。

上述提高铬渣掺比的铬渣解毒***的操作使用方法如下：

操作人员应首先检查***各设备是否能正常工作，管道连接是否牢固。然后打开外电源，铬渣在球磨机1中磨碎处理，磨成的粉经振动筛分器2筛分，振动筛分器2晒面层数2层，筛孔尺寸为3～100mm，筛出的大颗粒渣返回球磨机1中继续球磨，过筛后的粉料进入盛料箱3，以备用。其他固体废弃物（如固体垃圾）在粉碎机5中进行粉碎处理，设置PLC控制器参数，控制粉碎机粉碎的其他固体废弃物进入到燃烧炉6内的量，在煤粉作用下进行不完全燃烧，燃烧渣通过渣栏进入到粒化箱14中进行极冷却形成水淬渣，最后排进沉渣池15中，不完全燃烧产生的烟气通过烟气出口进入旋风炉4一次室内；设置PLC控制器参数，控制烟气、热量和铬渣粉的进入量。铬渣粉进入之前，在旋风炉一次室内已处于燃烧状态：煤粉在热一次风的携带作用下，经旋流燃烧器轴向进入旋风炉4一次5（也称为立式旋风筒）内，与割向布置的高速二次风混合，实现迅速着火、燃烧。铬渣粉煤粉、烟气的作用下在旋风炉4一次室内发生还原反应，旋风炉4一次室温度为900～1300℃，六价铬被还原成三价铬，提高铬渣掺比2%～5%，燃烧渣通过渣栏进入到粒化箱14中进行极冷却形成水淬渣，最后排进沉渣池15中，灰烟经过渡烟道的扑渣管束进入到二次室内继续燃烧；同样，在二次室内，灰烟进过燃烧形成的熔融的燃烧渣通过自流汇入一次室燃烧渣出口；通过渣栏进入到粒化箱14中进行极冷却形成水淬渣，最后排进沉渣池15中，而烟气则经过灰烟出口进入过热器7、烟气余热回收器9进行冷却，之后进入到氢氧化钙池10中进行吸收处理（如吸收烟气中的CO₂、SO₂、NO_x等）（其中氢氧化钙池pH为8～10），氢氧化钙池10中的沉淀浓稠物直接从氢氧化钙池底部抽排出可作为建筑用料，氢氧化钙池10上部溶液通过固液分离器11进行固液分离，固体沉淀物作为建筑用料，分离的废水通过泵12抽进冷却器13中进行冷却处理，然后输入到粒化箱14中作为冷却熔融液态渣用；沉渣池15中的水淬渣可作路面材料使用或水泥用料。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims

1.一种提高铬渣掺比的铬渣解毒***，包括前处理单元、燃烧单元和烟气处理单元，其特征在于：所述前处理单元包括球磨机、振动筛分器和粉碎机；所述球磨机通过皮带与所述振动筛分器相连接；所述燃烧单元包括旋风炉、燃烧炉和粒化箱；所述旋风炉由一次室和二次室构成；所述燃烧炉与所述粉碎机管道连接；所述燃烧炉通过引风机与所述旋风炉管道连接；所述粒化箱输入端与所述旋风炉底部和燃烧炉底部管道连接；所述烟气处理单元包括过热器、烟气余热回收器、氢氧化钙池和固液分离器；所述过热器、烟气余热回收器依次与所述旋风炉管道连接；所述氢氧化钙池与所述烟气余热回收器输出气端管道连接；所述固液分离器与所述氢氧化钙池管道连接。

2.根据权利要求1所述的提高铬渣掺比的铬渣解毒***，其特征在于：所述前处理单元还包括盛料箱；所述盛料箱与所述振动筛分器管道连接，所述盛料箱通过链条刮板输送机与所述旋风炉连接；所述燃烧单元还包括沉渣池；所述沉渣池与所述粒化箱的渣沟固定连接；所述烟气处理单元还包括冷却器；所述冷却器通过泵与所述固液分离器输出气端管道连接，所述冷却器通过泵与所述粒化箱冷却***输入水端管道连接。

3.根据权利要求1所述的提高铬渣掺比的铬渣解毒***，其特征在于：所述旋风炉一次室为立式旋风筒；所述旋风炉一次室中部设有加料口；所述旋风炉一次室与所述旋风炉二次室底部通过过渡烟道连接；所述旋风炉二次室中上部设有灰烟出口，灰烟出口通过引风机与所述过热器、烟气余热回收器相连接；所述旋风炉一次室底部设有燃烧渣出口，燃烧渣出口设有渣栏；所述旋风炉一次室加料口安装有PLC控制器。

4.根据权利要求1、3所述的提高铬渣掺比的铬渣解毒***，其特征在于：所述燃烧炉设有加料口和烟气出口；所述燃烧炉加料口设有PLC控制器；所述燃烧炉烟气出口通过引风机与所述旋风炉加料口管道连接。

5.根据权利要求1所述的提高铬渣掺比的铬渣解毒***，其特征在于：所述烟气余热回收器输出热端通过阀门与所述旋风炉加料口管道连接。

6.根据权利要求1所述的提高铬渣掺比的铬渣解毒***，其特征在于：所述振动筛分器晒面层数2层，筛孔尺寸为3～100mm。

7.采用权利要求1～6任一权利要求所述***对铬渣的解毒方法，其特征在于：包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的铬渣解毒方法，其特征在于：在所述步骤（2）中，以重量份计，其他固体废弃物：煤粉=2～3:1；以重量份计，烟气：铬渣粉=1～3：3。

9.根据权利要求7所述的铬渣解毒方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，所述氢氧化钙池pH控制为8～10。