[发明专利]一种高温旋风熔融式铬渣解毒装置及其解毒方法

说明书

一种高温旋风熔融式铬渣解毒装置，包括旋风熔融炉本体、旋风分离器、冷却池、用于输送铬渣和含SiO₂的添加剂的给料仓以及用于输送煤粉的煤粉仓，所述旋风熔融炉本体顶部设置有一次风入风口和喷燃器，旋风熔融炉本体上还设置有二次风入风口；旋风熔融炉本体的下端连接有排渣管，旋风熔融炉本体中燃烧后的炉渣经排渣管排入冷却池；旋风分离器的上端通过烟道连通有布袋除尘器，布袋除尘器还通过引风机连通有烟囱，在烟道内依次设置有过热器、省煤器和空气预热器。本发明添加剂选用含SiO₂的添加剂，尤其是沙子和石英砂，显著提高铬渣与煤粉灰熔点，从而促使Cr⁶⁺在高温区完全还原，避免铬渣与煤粉在低温区熔融，出现解毒不完全现象。

技术领域

本发明涉及工业危险废弃物无害化处理和资源化利用领域，具体的说是一种高温旋风熔融式铬渣解毒装置及其解毒方法。

背景技术

铬渣主要来源于铬及铬盐的生产过程产生的有毒废渣，铬渣的性质随着原料和铬盐生产工艺的不同而不同，根据国家危险废物名录，铬渣被列为危险固体废物。目前，全国铬渣总产生量约630万吨，未解毒的320万吨，这些铬渣的无序堆存，造成地表水、地下水和土壤环境的严重污染。Cr(VI)具有很高的流动性和很强的毒性，且对生物体具有致癌作用。Cr(Ⅲ)的流动性较低，是人体必需的微量元素之一，但过多食用也会对人体造成危害。因此，铬渣被认为是一种危险废物，需要对其进行无害化处理。

铬渣的毒性在于Cr(VI)的强氧化性，主要以Cr₂O₄和CrO₄^2-两种形式存在，目前铬渣的解毒方法主要有干法解毒与湿法解毒两种。湿法解毒即添加化学试剂到铬渣中使Cr⁶⁺还原成Cr³⁺的方法，但试剂量消耗大、成本高并易造成二次污染；干法解毒法即熔融固化法，在高温条件下，除Cr⁶⁺被还原外，含铬矿物质包覆于玻璃熔融体中，该解毒法解毒彻底，并且经退火后转化为稳定的玻璃固化体并加以二次利用为路基材料、水泥掺混料等。

专利申请号2013105117163介绍了一种流化床式铬渣热解无害化工艺。生物质与铬渣混合进入到高温流化床热解炉中，生物质快速熔融热解并释放出大量热解气体，从而将Cr(VI)还原，同时热解残炭流化过程中附着在铬渣表面，避免还原的Cr（III）被二次氧化；铬渣也将产生的热解气进行有效的催化裂解，防止大量高污染焦油气的产生，该工艺缩短了反应时间，尾气可二次利用。但也有一些缺陷，比如生物质流化床的投资、运行成本问题较高，燃烧效率相对较低等缺点，限制了生物质流化床的大规模应用，进而影响到无法处理大规模铬渣的问题。

发明内容

本发明提供了一种高温旋风熔融式铬渣解毒装置及其解毒方法，采用旋风处理工艺对铬渣进行稳定/固定化处理，通过调整工艺参数，将有毒的铬渣废弃物经过高温熔融处理后包容固化于硅铝酸盐晶格中，使铬渣得到有效地无害化处理经济环保，该方法节能高效、操作方便，可规模化应用，具有良好的经济和环境效益。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种高温旋风熔融式铬渣解毒装置，包括旋风熔融炉本体、旋风分离器、冷却池、用于输送铬渣和含SiO₂的添加剂的给料仓以及用于输送煤粉的煤粉仓，旋风熔融炉本体的上部设置有出气口，旋风熔融炉本体的中部设置有进料口，旋风分离器的气体入口与旋风熔融炉本体的出气口连通，旋风分离器的排灰口与旋风熔融炉本体进料口连通，所述旋风熔融炉本体顶部设置有一次风入风口和喷燃器，旋风熔融炉本体上还设置有二次风入风口，二次风入风口设置在一次风入风口与出气口之间；所述旋风熔融炉本体与给料仓和煤粉仓连通，旋风熔融炉本体的下端连接有排渣管，旋风熔融炉本体中燃烧后的炉渣经排渣管排入冷却池；旋风分离器的上端通过烟道连通有布袋除尘器，布袋除尘器还通过引风机连通有烟囱，在烟道内依次设置有过热器、省煤器和空气预热器。

作为一种优选方案，二次风入风口呈多列间隔均布在旋风熔融炉本体的周面上，每列二次风入风口至少均布两排。