[发明专利]一种污泥资源化及铬渣无害化同步技术

说明书

技术领域

本发明是同步处理铬渣及污泥的方法，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。属于环境保护及低碳技术领域。

背景技术

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。

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 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Cr⁶⁺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。

另一方面，我国每年产生大量的污泥，其目前仍没有较好的处理办法，只能进行填 埋，而这种工艺也危害了我国的土地资源。污泥热解利用是一种污泥利用方法，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，该方法将污泥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。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明是一种新型的铬渣、污泥的处理处置方法。通过工艺 控制，可将铬渣中六价铬高效还原的同时，将污泥转化为高品质能源气，同时大大提高了能 源利用率。

本工艺技术方案为：利用危险废物铬渣等催化剂高温催化裂解污泥裂解气，在水 蒸汽气化的条件下较为彻底的将污泥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。随后利用高温能源气体加热铬渣，同时使铬渣中六价铬还原为三价铬， 顺便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。

本发明的方法具体包括以下步骤：

（1）将干污泥在450-700℃进行预裂解，产生的裂解产物与高温蒸汽混合后，进入催化 重整炉，炉内负载煅烧后的铬渣，混合气体在800-1200℃范围内进行催化重整，生成能源气 体；煅烧后的铬渣在连续催化污泥裂解产物的同时，实现了无害化；

（2）步骤（1）中生成的高温能源气体随后进入内热式回转窑窑头中，与窑尾输送过来的 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，随 后对能源气分别进行收集；

（3）步骤（2）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，同时控制冷却装置内部气压高于室外气压0-30kp；

（4）步骤（2）跟（3）中的换热后的冷却水汽分别输往催化重整炉炉头，与污泥裂解产物 进行混合；

（5）高温蒸汽与污泥质量比为2-10：1；高温能源气体与铬渣的质量比控制在（1-8）：4。

相比传统的污泥处理方法，本方法有如下优势：

1.利用铬渣危险废物铬渣催化污泥，避免使用昂贵催化剂的同时，还实现了铬渣的无 害化；

2.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；

3.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，充分利用了热能，大大 提高了能源效率，同时节约了额外冷却高温气体的设备；

4.充分利用了冷却能源气体及高温铬渣时的冷却水所产生的蒸汽，无须额外热源辅助 生产蒸汽，有利于节能，同时减少了蒸汽排放的所带来二次热污染；

5.污泥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；