[发明专利]一种含铬固废与有机物料协同热解无害化处理装置与方法

说明书

本发明的一种含铬固废与有机物料协同热解无害化处理装置与方法，包括热解室、气化室、燃烧室等。将干化含铬固废与有机物料破碎后混合造粒，颗粒进入热解室热解产生还原性的热解气和热解固体，热解气将含铬固废中的六价铬还原为三价铬。热解固体中的炭等与水蒸汽发生气化反应转化成合成气体，使残渣减量，并防止还原后的三价铬再被氧化，同时也便于后续铬的回收利用，热解气和合成气体最终都引入燃烧室燃烧产生高温烟气为加热室提供热量。本发明将含铬固废无害化处理的同时使固体残渣减量化，产生的气体均是清洁可燃气体，充分燃烧后为系统提供热量，提高了热利用效率，为含铬固废无害化、减量化和资源化的处理处置提供了一条切实可行的技术路线。

技术领域

本发明属于含铬固废无害化减量化处理领域，特别涉及一种含铬固废与有机物料协同热解无害化处理装置与方法。

背景技术

我国是铬盐生产大国，每年排放的含铬固废量约为70万吨以上。铬在环境中通常以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)存在。Cr(Ⅵ)剧毒，对人体和动物有致癌作用，其毒性比Cr(Ⅲ)高100倍。由于缺乏环境保护意识和污染防治措施，大部分铬渣的处置方式仅为简单的堆存。铬渣中的剧毒物质Cr(VI)经曝晒、风化及雨水冲刷等作用浸出，进入附近土壤、水体等；且Cr(VI)迁移能力较强，加重了对附近土壤、地表水和地下水的污染，危害农田、水产品和人类健康，对周围环境造成严重危害。

铬污染无害化处理是改变铬在土壤中的存在形态，将Cr(Ⅵ)还原为毒性小的Cr(Ⅲ)或固化封存。传统的含铬固废解毒存在能耗高或成本高的问题；固化处理法存在体积大，且无法进一步处理处置。对于含铬的有机固废如含铬污泥若采用焚烧法，其中的Cr(Ⅵ)无法还原为毒性小的Cr(Ⅲ)，且难溶的Cr(Ⅲ)易被氧化成溶解性更大的Cr(Ⅵ)，不仅毒性增加，而且浸出毒性不降反升；对于新型热解技术，部分含铬固废中有机组分低，热解过程还原性低，能耗高等问题。目前，对于含铬固废的无害化与减量化处理还缺少一条切实可行的技术路线。

发明内容

本发明针对上述技术的缺陷与不足，提出了一种含铬固废与有机物料协同热解无害化处理装置与方法，利用有机物料与含铬固废的协同热解，通过有机物料热解过程的还原性气体对铬(VI)进行还原，且通过后续的蒸汽气化方法将含铬固废与有机物料的可燃元素最大化的转化为可燃气体，为热解系统提供能量，减少了外部能量消耗。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种含铬固废与有机物料协同热解无害化处理装置，包括破碎混合造粒设备、密闭进料仓、残渣输出设备、可燃气燃烧室、尾气净化装置、烟囱、风机、外源燃烧器、均热板、回燃管路、热解-气化集成系统；

所述热解-气化集成系统包括热解室、气化室、热解固体过渡仓、加热室和均热板，热解室和气化室分上下两层置于同一加热室内；

根据六价铬含量与添加的有机物料的有机组分含量确定混合比例，对于含铬固废和有机物料的添加质量比1:0～0.1，将含铬固废与有机物料在破碎混合造粒设备中破碎、混合造粒后，形成粒径为3-8mm的颗粒物料，并输送至密闭进料仓；

所述颗粒物料经密闭进料仓输送至加热室上层的热解室，热解产生热解气和热解固体，热解气为还原性气体，无氧气氛下将物料中的六价铬还原成三价铬，剩余气体通过回燃管路直接引入可燃气燃烧室燃烧产生高温烟气，高温烟气引入加热室为其提供热量，热解固体经热解固体过渡仓进入气化室气化；

热解固体在气化室与外源水蒸汽发生气化反应，将热解固体转化为合成气体，减少残渣量，同时防止还原的三价铬被氧化为六价铬，所述合成气体直接引入可燃气燃烧室燃烧产生高温烟气，高温烟气引入加热室为其提供热量；