技术领域
[0001] 本
发明是同步处理铬渣及生物质并且冷却高炉渣的方法，在无害化铬渣、获得了高品位的
能源气的同时，大大节约了能源，同时。属于环境保护及低
碳技术领域。
背景技术
[0002] 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。
[0003] 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6+
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Cr 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。
[0004] 另一方面，我国每年产生大量的生物质，如今大部分生物质没有有效利用，而进行田间焚烧，形成了雾霾，严重影响了大气环境。生物质
热解利用是一种生物质利用方法，但其产品焦油通常难以利用，还存在设备结焦的问题。
申请号2014102110190的
专利介绍了一种利用
污泥及生物质催化重整裂解制取
燃料气的方法，该方法将生物质焦油转化为可燃气的方法，虽然产生了较为易利用的燃料气，但其CO2含量高，品质差；同时需要1000℃左右高温，能耗大，利用率较低；此外该法还需要利用较为昂贵的CaO基、Al2O3基催化剂。
[0005] 此外，我国每年产生大量的高炉渣，液态高炉渣
温度高，温度1500-1700℃，如果能好好利用，将是宝贵的资源。但目前很少有技术将其中的
热能有效利用。
发明内容
[0006] 针对
现有技术的不足，本发明是一种新型的铬渣、生物质及液态高炉渣的处理处置方法。通过工艺控制，可以将液态高炉渣有效冷却并将其热能有效利用，同时将生物质转化为高品质能源气，并将铬渣中六价铬高效还原的同时。
[0007] 本工艺技术方案为：将液态高炉渣加热并
气化生物质及
冷却水，随后利用危险废物铬渣高温催化裂解生物质
裂解气，在水
蒸汽气化的条件下较为彻底的将生物质转化为低分子的高温能源气体（H2、CO及CH4等），避免了铬渣表面的结焦。而同时生物质产生的高温能源气体又将铬渣加热，同时使铬渣中六价铬还原为三价铬，顺便让低温铬渣对能源气体进行冷却，而能源气体中的Cl及CO2被铬渣中的
碱性物质吸收。本工艺在无害化铬渣的同时，大大节约了能源，同时获得了高品位的能源气。
[0008] 本发明的方法具体包括以下步骤：
[0009] （1）温度1500-1700℃的液态高炉渣由渣罐倾倒至轮式拨料器入口端，经定量拨料及初步
破碎后，从出口端进入滚筒碎化装置入口处，与生物质混合，并将生物质热解，随后高炉渣与生物质热解
焦炭输往滚筒碎化装置出口端，经冷却水冷却后排放；冷却高炉渣的冷却水与高炉渣的连续输入
质量比为1：(1-8)；生物质与高炉渣的连续输入质量比为1：(1-8)；
[0010] （2）步骤（1）中的冷却水从滚筒碎化装置出口端加入，喷淋到高炉渣表面受热转化为水蒸气；水蒸气随后与高炉渣逆向流动并换热，输往滚筒碎化装置入口端与生物质热解气混合；混合气随后输往轮式拨料器与高温高炉渣进行换热，转化为1000-1400℃的高温混合气；
[0011] （3）将步骤（2）中的混合气输往催化重整炉，炉内负载
煅烧后的铬渣，混合气体加热里面的铬渣在800-1200℃范围内进行催化重整，生成能源气体；
[0012] （4）步骤（3）中生成的高温能源气体随后输入内热式
回转窑窑头中，与窑尾连续输送过来的铬渣进行换
热处理，同时能源气体将铬渣中六价铬还原为三价铬；高温能源气体温度降低至250℃以下后，从回转窑窑尾排出，进入冷凝装置，与冷却水逆向流动并发生间接换热，冷凝脱水后收集；换热后的高温铬渣从回转窑窑头排出，进入冷却装置，使用冷却水将其冷却至150℃以下后排放，同时利用所产生的水蒸气控制冷却装置内部气压高于室外气压0-30kp；连续产生的高温能源气体与连续输入的铬渣的质量比控制在（1-8）：4；
[0013] （5）步骤（4）中换热后的高温铬渣从回转窑窑头排出，进入冷却装置，使用冷却水将其冷却至150℃以下后排放，同时利用所产生的水蒸气控制冷却装置内部气压高于室外气压0-30kp；
[0014] 相比传统的生物质处理方法，本方法有如下优势：
[0015] 1.利用高温液态高炉渣加热并气化生物质及冷却水，产生生物质裂解产物及水蒸气，为裂解产物催化制备高品质能源气创造条件；同时充分利用了热能，大大提高了能源效率；
[0016] 2.利用铬渣危险废物铬渣催化生物质，避免使用昂贵催化剂的同时，还实现了铬渣的无害化；
[0017] 3.因高温蒸汽的作用，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；
[0018] 4.利用催化重整后所产生的高温能源气体加热并无害化铬渣，同时节约了额外冷却高温气体的设备；
[0019] 5.充分利用了工艺各个阶段产生的水蒸汽，无须额外热源辅助生产蒸汽，有利于节能，同时减少了蒸汽的排放，避免了二次热污染；
[0020] 6.生物质催化裂解产生的能源气中生成的副产物CO2等可以被铬渣中的CaO等碱性物质吸收，提高燃料产品质量；
[0021] 7.铬渣冷却设备利用冷却水冷却铬渣，产生蒸汽的同时，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
[0023] 图2是液态高炉渣拨料装置及碎化装置
[0024] 其中1液态铬渣进口处；2 混合气出口；3 冷却水入口处；4 生物质进口处；5 轮式拨料器；6 高炉渣出口处；7 滚筒碎化装置；8 轮式拨料器及滚筒碎化装置连
接口；9
齿轮。
[0025] 具体实施实例如下：
[0026] （1）温度1500-1700℃的液态高炉渣由渣罐倾倒至轮式拨料器入口端，经定量拨料及初步破碎后，从出口端进入滚筒碎化装置入口处，与生物质混合，并将生物质热解，随后高炉渣与生物质热解焦炭输往滚筒碎化装置出口端，经冷却水冷却后排放；冷却高炉渣的冷却水与高炉渣的连续输入质量比为1：2；生物质与高炉渣的连续输入质量比为1：2；
[0027] （2）步骤（1）中的冷却水从滚筒碎化装置出口端加入，喷淋到高炉渣表面受热转化为水蒸气；水蒸气随后与高炉渣逆向流动并换热，输往滚筒碎化装置入口端与生物质热解气混合；混合气随后输往轮式拨料器与高温高炉渣进行换热，转化为1000℃的高温混合气；
[0028] （3）将步骤（2）中的混合气输往催化重整炉，炉内负载煅烧后的铬渣，混合气体加热里面的铬渣在800℃范围内进行催化重整，生成能源气体；
[0029] （4）步骤（3）中生成的高温能源气体随后输入内热式回转窑窑头中，与窑尾连续输送过来的铬渣进行换热处理，同时能源气体将铬渣中六价铬还原为三价铬；高温能源气体温度降低至250℃以下后，从回转窑窑尾排出，进入冷凝装置，与冷却水逆向流动并发生间接换热，冷凝脱水后收集；换热后的高温铬渣从回转窑窑头排出，进入冷却装置，使用冷却水将其冷却至150℃以下后排放，同时利用所产生的水蒸气控制冷却装置内部气压高于室外气压0-30kp；连续产生的高温能源气体与连续输入的铬渣的质量比控制在2：1；
[0030] （5）步骤（4）中换热后的高温铬渣从回转窑窑头排出，进入冷却装置，使用冷却水将其冷却至150℃以下后排放，同时利用所产生的水蒸气控制冷却装置内部气压高于室外气压0-30kp；
[0031] （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；每吨生物质产生0.6-0.7t能源气，可燃气含量高于80%。
[0032] 实例2：
[0033] （1）温度1500-1700℃的液态高炉渣由渣罐倾倒至轮式拨料器入口端，经定量拨料及初步破碎后，从出口端进入滚筒碎化装置入口处，与生物质混合，并将生物质热解，随后高炉渣与生物质热解焦炭输往滚筒碎化装置出口端，经冷却水冷却后排放；冷却高炉渣的冷却水与高炉渣的连续输入质量比为1：4；生物质与高炉渣的连续输入质量比为1：2；
[0034] （2）步骤（1）中的冷却水从滚筒碎化装置出口端加入，喷淋到高炉渣表面受热转化为水蒸气；水蒸气随后与高炉渣逆向流动并换热，输往滚筒碎化装置入口端与生物质热解气混合；混合气随后输往轮式拨料器与高温高炉渣进行换热，转化为1400℃的高温混合气；
[0035] （3）将步骤（2）中的混合气输往催化重整炉，炉内负载煅烧后的铬渣，混合气体加热里面的铬渣在800℃范围内进行催化重整，生成能源气体；
[0036] （4）步骤（3）中生成的高温能源气体随后输入内热式回转窑窑头中，与窑尾连续输送过来的铬渣进行换热处理，同时能源气体将铬渣中六价铬还原为三价铬；高温能源气体温度降低至250℃以下后，从回转窑窑尾排出，进入冷凝装置，与冷却水逆向流动并发生间接换热，冷凝脱水后收集；换热后的高温铬渣从回转窑窑头排出，进入冷却装置，使用冷却水将其冷却至150℃以下后排放，同时利用所产生的水蒸气控制冷却装置内部气压高于室外气压0-30kp；连续产生的高温能源气体与连续输入的铬渣的质量比控制在1：1；
[0037] （5）步骤（4）中换热后的高温铬渣从回转窑窑头排出，进入冷却装置，使用冷却水将其冷却至150℃以下后排放，同时利用所产生的水蒸气控制冷却装置内部气压高于室外气压0-30kp；
[0038] （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；每吨生物质产生0.6-0.7t能源气，可燃气含量高于80%。
[0039] 以上
实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其进行限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 对于本领域的普通技术人员来说， 依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行
修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换 ； 而这些修改或替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
