铬渣干法解毒处理
铬渣干法解毒处理处置工程技术规范（HJ2017-2012）
PLC 在压缩空气净化设备控制系统中的应用陈辉强(广东省肇庆市高级技工学校 526020)1 概述可编程序控制器(PLC )是以微处理器为核心,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型、通用的自动控制装置,它用软件编程取代了原来接触继电系统的硬件逻辑,满足不同控制的需要。
具有体积小、结构简单、性能优越、可靠性强、灵活通用、易于编程、使用方便等优点。
近年来在工业自动控制、机电一体化、数控系统、改造传统产品等方面得到广泛的应用。
压缩空气净化设备广泛应用于石油、化工、军工、轻工、纺织、电力、机械、食品、医药、生化等现代工业和科研中,是压缩空气进行干燥、净化的理想设备。
其电气控制电路虽然进行二代改进,第一代主要是采用J TX 通用继电器及第二代主要是采用CA2—DN1319和CA2—DN1229继电器,但是,它们都是采用继电逻辑控制,暴露出很多不足之处。
如触头的不断通断形成电火花,烧毁触头,造成线路逻辑关系的混乱而使气源装置发生误动作;时间继电器延时的不准确影响系统工作;在运输过程中,由于上车下车搬运、剧烈振动,容易使焊点爆裂、虚焊,接线端子松动,通用继电器插座松动等。
这就决定了继电器控制方式的可靠性差,故障率高,排除故障的时间长,触点使用寿命短,元件多体积大,线路繁杂,安装费时,成本较高,设备故障停机检修,直接影响了正常的生产。
因此,本文以PQZ 系列微加热再生干燥装置为例,用三菱PLC 代替原来的继电逻辑控制电路。
2 系统分析压缩空气净化系统是由空压机,后冷却器,缓冲罐,微加热再生干燥装置,储气罐等设备组成,如图1所示。
经过滤的大气吸入压缩机,压缩空气经后冷却图1 压缩空气净化系统带自控点工艺流程图器降温后进入缓冲罐,经缓冲罐稳压并除去大部分机械水。
若选用有油空压机,还需配套高效除油器,除去压缩空气的油分,湿饱和压缩空气进入微加热再生干燥装置。
当干燥器A 工作时,CV1、CV3气动切断阀关闭,压缩空气经CV2气闭式气动切断阀进入干燥器A ,由下而上通过干燥器内吸附剂床层被吸附干燥。
铬渣干法解毒处理处置工程技术规范
1 标准编制意义及来源
我国是铬渣产生量最多的国家，目前有铬盐生产企业25家，年生产能力32.9万t，每年排 出铬渣约45万t，历年累积堆存量已超过400万t，涉及全国19个省、自治区、直辖市的41家 企业，其中有些企业已经破产或关闭。这些堆存的铬渣大多露天放置，没有防雨淋、防渗漏、 防飞扬等防护措施，不符合危险废物处置要求，严重污染了地表水、地下水和土壤，对人类 和环境造成巨大威胁。国家发展和改革委员会、国家环境保护部（原国家环境保护总局）于 2005年联合发布了《铬渣污染综合整治行动方案》（发改环资【2005】2113号），严格要求铬 盐生产企业、地方政府在2010年前必须对历年堆存的铬渣进行处理处置；要求铬盐生产企业 2005年以后必须对当年新产生的铬渣进行无害化处理处置，不允许再增加原有铬渣的堆存数 量。
铬渣的处理
铬渣的处理铬渣主要指铬盐厂生产过程中产生的有毒废渣，属于危险废物，其危害主要源于所含的Cr（VI）, Cr（VI）毒性在于他对活细胞的氧化作用。
人体接触六价铬，有可能引起皮肤过敏、皮肤和粘膜溃疡、糜烂性鼻炎和鼻中隔穿孔，大量摄入不仅损伤口腔、食道和肠胃，让有部分经肠道吸收至血液中，引起肾损伤，特别是铬渣所含的少量铬酸钙被国际癌症调研机构列为已充分证实对动物有致癌性的物质。
一般铬渣成块状, 呈土黄色或灰黄色, 典型铬渣的化学组成如表1所示。
据调查分析，截至2003年, 我国铬渣堆存总量在450 万吨左右, 并且每年还在以超过40万吨的数量增加。
目前, 绝大多数铬渣的堆放和填埋不符合危险废物安全处置要求, 严重污染了地水、地下水和土壤, 对生态环境和人民生命健康造成巨大危害。
铬渣的环境污染问题己经得到了国家的高度重视。
2005年10 月, 国家发展改革委员会和国家环保总局联合制定并发布了全国铬渣污染综合整治方案, 对铬渣进行专项的治理措施, 铬渣的无害化处置已迫在眉睫。
目前铬渣的处理处置技术分为两大类：解毒处理和综合利用, 而解毒处理又主要分为两种方法：即干法解毒和湿法解毒。
铬渣的解毒处理综合利用一般都要利用其他工厂企业现有设备资源, 这就使得那些附近无设备资源可供利用的铬渣只能进行解毒处理, 因为运输成本以及运输过程中采取的防护措施的费用, 都会降低此类铬渣的可利用性。
干法解毒铬渣与煤渣混合锻烧,CO使Cr(VI)还原为Cr（III）, 刚出窑的渣尽量隔绝空气, 用水淬冷或用硫酸亚铁水溶液淬冷, 防止Cr（III）再度被氧气氧化, 解毒后的铬渣可填埋, 由于解毒铬渣仍然含有硅酸二钙和铁铝酸四钙两种水泥胶凝成分, 也可用作建材。
颗粒内CrO4和CO间的相对扩散控制着Cr(VI)的还原, 因此铬渣粒度是影响解毒效果的决定因素, 另外几个重要因素分别是铬渣在窑内的停留时间、窑内温度、铬渣和煤的混合比。
根据七、八十年代西宁青海铬盐长和济南裕兴化工厂的实际经验, 铬渣粒度宜控制在4mm 以下, 铬渣在窑内的停留时间由窑的高度控制,温度800~900度, 渣煤一般为100:15。
铬渣干法解毒处理处置工程技术规范
HJ 中华人民共和国国家环境保护标准HJ XXX—200X铬渣干法解毒处理处置工程技术规范Technical specifications for dry-detoxificationtreatment and disposal engineering on chromium residue(征求意见稿)200×-××-××发布 200×-××-××实施环境保护部发布前 言......................................................................................................... III 4456666677777899101012121 适用范围..................................................................................................... 2 规范性引用文件.......................................................................................... 3 术语和定义................................................................................................. 4 总体设计.....................................................................................................4.1 一般规定......................................................................................................................................... 4.2 工程项目组成................................................................................................................................. 4.3 建设规模......................................................................................................................................... 4.4 场址选择......................................................................................................................................... 4.5 总平面布置.....................................................................................................................................5 工艺设计.....................................................................................................5.1 一般规定......................................................................................................................................... 5.2 原料制备单元................................................................................................................................. 5.3 进料单元......................................................................................................................................... 5.4 还原煅烧单元................................................................................................................................. 5.5 冷却单元......................................................................................................................................... 5.6 铬渣、不合格解毒渣及解毒渣贮存及处置.................................................................................6 检测与过程控制........................................................................................7 辅助工程...................................................................................................8 劳动安全与职业卫生.................................................................................9 施工与环境保护验收.................................................................................附录 A......................................................................................................15前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和《中华人民共和国水污染防治法》，落实《铬渣污染综合整治行动方案》（发改环资[2005]2113号），规范铬渣干法解毒处理处置工程的工程建设及设施运行管理，制定本标准。
铬渣现有的几种解毒工艺及工业化处理-化工论文-化学论文
铬渣现有的几种解毒工艺及工业化处理-化工论文-化学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——铬渣是焙烧生产铬盐的过程中产生的一种固体有毒废弃物，主要成份为铬、铁、铝、钙、镁、硅的氧化物或碱性复合盐，铬化合物对人体的危害与其价态及水溶性有关。
金属铬及三价铬对人体无害; 六价铬毒性最强主要以四水铬酸钠、铬酸钙、铬铝酸钙和碱式铬酸铁等形式存在，可溶性六价铬对皮肤、呼吸道、眼睛及胃肠道均能造成不同程度的伤害。
露天堆放的大量铬渣经长期日晒雨淋，铬渣中有毒的Cr( VI) 经雨水或地表水溶解渗入地下，对周围环境和附近水资源造成严重的污染，给当地居民的身体健康造成极大的危害。
面对铬渣造成的日益严重的环境及社会问题，对其进行有效的治理已经迫在眉睫。
目前，铬渣解毒技术主要是通过还原剂将六价铬还原为三价铬。
根据还原过程中反应介质不同可分为干法解毒和湿法解毒。
本文将现有的几种解毒工艺进行了概括，并着重对其是否能运用于工业化处理的可行性进行了分析。
1 干法解毒工艺干法解毒工艺是指在高温条件下，利用还原性物质直接将铬渣中的Cr( VI) 还原为Cr( Ⅲ) 的工艺。
主要工艺技术方案有以下三种: 在制水泥过程中解毒，在烧结炼铁过程中解毒和利用回转窑设备解毒。
1．1 在制水泥过程中解毒1．1．1 技术简介在水泥生产的过程中，煅烧过程不完全燃烧而产生的CO 形成了还原环境，可使铬渣中Cr( VI) 被还原为Cr( Ⅲ) ，从而达到铬渣解毒目的。
此外，铬渣中存在硅酸二钙和铁铝酸钙，可用作水泥的凝胶成分，从而使铬渣在制水泥过程中解毒并得以重新利用。
1．1．2 可行性分析在制水泥过程中对铬渣进行还原解毒工艺，具有其明显的优势。
实践证明，铬渣作为水泥的矿化剂可提高生料的易烧性，降低烧成温度，水泥熟料凝结时间可缩短350min，促使物料液相提前出现，加速硅酸盐矿物的形成与稳定，提高熟料产量和质量。
同时由于铬渣替代了CaF2和部分原料，水泥成本降低。
铬渣解毒工艺
铬渣解毒生产主要工序如下：⑴铬渣、还原煤的破碎铬渣和还原煤由汽车运输至厂内铬渣和还原煤堆棚。
再由翻斗车送入破碎机喂料斗后入破碎机内进行破碎。
破碎机选用颚式破碎机PE500×750，破碎能力为35t/h。
破碎后的物料由皮带输送机、提升机送入烘干系统。
破碎系统除尘采用布袋收尘器。
⑵铬渣、还原煤的烘干及输送破碎后的铬渣或还原煤由皮带输送机运至烘干机上方的喂料仓，经圆盘给料机送至Φ2.4×18m回转式烘干机内进行烘干，烘干后由输送设备送至环垂式破碎机中进行破碎，破碎后的物料由皮带输送机、提升机分别送入铬渣和还原煤库中储存。
出烘干机的废气经收尘器净化后排入大气。
⑶铬渣及还原煤的储存设置2个Φ6×18m圆库，分别储存铬渣和还原煤，每个库顶分别设置一台袋收尘器。
库底各设置一台电子皮带秤进行配料，经过计量的物料由皮带输送机、提升机送至窑尾计量仓。
⑷煅烧解毒配合好的铬渣和还原煤经提升机送入窑尾计量仓。
混合料经仓下调速电子皮带秤计量后送入Φ4×80m回转窑内，铬渣和还原煤与高温气流逆向流动，产生较强的热交换，经干燥、预热进入高温段，由特殊的喷煤管形成的还原火焰加热至950℃以上，完成还原解毒，解毒后的含铬废渣经窑头下料口进入急冷设备中，用含硫酸的硫酸亚铁的水溶液进行急冷，然后通过链斗输送机送至解毒渣储库，最后由汽车运至解毒渣堆棚储存。
急冷产生的粉尘通过引风机引入陶瓷多管旋风除尘器-高效湿式除尘器净化。
窑尾废气在引风机作用下，经重力沉降室（安装换热器降温）将大颗粒的粉尘沉降后，一部分送入煤磨车间作为煤磨的烘干热源，一部分进入布袋收尘器净化，最后通过引风机入烟囱后排放。
⑸煤粉制备煅烧煤经锤式破碎机破碎后，由提升机送入原煤仓中。
通过圆盘喂料机送入Φ1.7×2.5m 球磨机中进行粉磨，出磨气体经过选粉机将粗颗粒收下，由输送设备送回磨头。
成品经过旋风收尘器和布袋收尘器收集后送入煤粉仓中储存，净化后的气体经风机排入大气。
铬渣处置技术
玉门同福化工铬渣处置方案一、铬渣的危害铬渣属于重金属危险固体废物，其中含有的六价铬（Cr+6）易溶且不稳定，具有强氧化毒性，铬污染是铅、砷、汞、铬、镉五大重金属污染之一。
当铬渣在露天堆放时，经长期雨水冲淋后大量的六价铬离子随雨水流失、渗入地表，从而污染地表水、地下水，也污染了江河、湖泊，进而危害农田、水产和人体健康。
六价铬离子对人体健康危害极大，对人体的消化道、呼吸道、皮肤和粘膜都有危害，更甚者铬有强致癌作用，铬致癌的主要部位是肺。
二、我市铬渣堆存现状我市原河西化工有限责任公司于1986年投资建设的年产5000吨盐生产线，是甘肃省最早建成的铬盐生产企业，由于该生产线生产规模较小，工艺落后，产生的铬渣污染严重，自2007年以来市县两级环保部门关停了该公司铬盐生产线，责令其进行治理，同福公司累计投资150万元，对铬渣堆存场部分堆存铬渣地面进行了硬化，修建了防风墙，并覆盖防雨布580平方米，但由于铬渣治理技术要求高、资金需求大，企业自身无力承担，至目前该公司铬渣堆存量经酒泉市环保局认定为5万吨左右，如不进行及时处理将严重威胁东镇土壤、地下水及周边群众的健康安全。
三、铬渣解毒工艺技术方案俄罗斯、美国、包括巴西、南非、这些铬盐生产大国，至今也没有找到一个真正经济、有效、实用的技术。
我国研发的各种铬渣解毒利用的技术有三四十种，企业先后采用的技术也不下几十种。
但是，我国各地堆存的铬渣仍在迅速增长，铬渣对环境的污染还在加重。
造成这种状况的原因之一是现有部分技术仍存在一定缺陷，如解毒不彻底，有二次污染；跨行业使用困难；解毒及综合利用成本过高；综合利用产品没有市场等。
从二十世纪七十年代开始，我国安排铬渣治理科研课题数十个，大部分通过了成果鉴定，但因其存在技术、经济上的多种弊端，至今未能实现产业化或推广应用。
目前国内具有典型性、代表性的铬渣处臵利用技术大体分为干法、湿法两种解毒方法其次为封闭式贮存。
（一）干法处理方案1、处理技术。
一种用于铬渣干法固定解毒的解毒方法[发明专利]
![一种用于铬渣干法固定解毒的解毒方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3a5f7f80a98271fe900ef93b.png)
专利名称：一种用于铬渣干法固定解毒的解毒方法专利类型：发明专利
发明人：刘承帅,廖长忠,施凯闵,李芳柏,陶亮
申请号：CN201310655095.6
申请日：20131206
公开号：CN103691727A
公开日：
20140402
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种用于铬渣干法固定解毒的解毒方法。
它是将零价铁与三氧化二铁按照物质的量比为1：1～1.25的混合物，与CrO按照物质的量比为≥40:60、或与铬渣按照质量比为≥10:90混合均匀后压实，或者将草酸亚铁与铬渣按照质量比≥10:90混合均匀后在≥200Bar压力下压实，压实体在厌氧气氛中900～1200℃煅烧成烧结体而实现铬渣干法固定解毒。
使用本发明的工艺在铁基还原固定剂与铬渣混合压实煅烧后，铬以低毒的三价铬形式存在于压实体中，压实体对铬的固定以玻璃化熔融方式发生，铬以尖晶石晶体结构态形式固定于压实体中，稳定效果好；同时，铁以还原态
Fe(II)的形式存在于同一晶体结构中，在长时间的环境暴露中能防止铬氧化成毒性Cr(VI)，并且尖晶石结构体性质非常稳定，因此不会产生二次污染。
申请人：广东省生态环境与土壤研究所
地址：510650 广东省广州市天源路808号
国籍：CN
代理机构：广州科粤专利商标代理有限公司
代理人：刘明星
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铬渣干法解毒处理
一、铬渣回转窑干法解毒处理
1.铬渣回转窑干法解毒处理主要反应：
2C +O2 2CO↑
2Na2CrO4 + 3CO 2NaCrO2 + Na2CO3 + 2CO2↑
2CaCrO4 + 3 CO Ca(CrO2)2 + Ca O +3CO2↑
4Na2CrO4 + 3C 4NaCrO2 + 2Na2CO3 + CO2↑
4CaCrO4 + 3 C 2Ca(CrO2)2 + 2Ca O +3CO2↑ .
2.铬渣在回转窑中的解毒反应有两个主要影响因素：
（1）温度决定反应速度；
（2）氧化或还原气氛决定化学反应的方向。
控制温度和还原气氛能有效控制铬渣解毒的化学反应过程。
3.主要工艺过程
（1）铬渣破碎
铬渣破碎至一定细度。
为控制有毒烟尘，该工段需配置收尘器。
见图1。
图1 铬渣回转窑干法解毒铬渣破碎工艺流程图
（2）铬渣粉碎
为加速化学反应速度，需控制入窑铬渣的粒度。
铬渣中较高的水分，会使粉碎效率和回转窑煅烧效率降低，因此铬渣应先烘干后粉碎，也可采用烘干粉碎机，简化工艺流程。
见图2。
图2 铬渣粉碎烘干工艺流程图
（3）还原煅烧及冷却
粉碎铬渣与一定比例的还原煤混合后，进入回转窑还原煅烧。
在冷却还原机内，炙热的铬渣被喷淋的冷却水急剧冷却到约200 C°～300 C°。
经解毒并冷却的铬渣，其Cr(Ⅵ)的含量低于国家标准的限植。
见图3。
图3 铬渣回转窑还原煅烧及冷却
回转窑干法解毒最大的优势是能够利用铬盐厂原有设备，一次性投资少，处理成本相对较低。
缺点是回转窑运行时，在窑体后半段高温状态的废料残渣中的低熔点物体部分呈半熔融状态，易附着于窑体内壁形成瘤体。
由于回转窑生产连续运行，瘤体无法清理。
结瘤到一定程度，严重时可导致焚烧系统无法运行。
而且回转窑通常处于负压、高度过氧状态，回转窑热效率相对其他炉型较低，造成焚烧系统煅烧产生的烟气量偏大，为防止二次污染，需要增加除烟除尘设备，系统运行成本偏高，但解毒后铬渣可以做为水泥混合材、彩色水泥和水泥砂浆等，资源综合利用水平较高。
二、铬渣立窑干法解毒处理
1. 立窑干法解毒主要反应:
2C＋O2 = 2CO
2Na2CrO4＋3CO = 2NaCrO2＋Na2CO3＋2CO2
2CaCrO4＋3CO = CaCr2O4＋CaO＋3CO2
2.决定解毒效果主要有4个因素：
（1）还原气氛，铬渣与煤混磨、成球，使煤与铬渣中的Cr(Ⅵ)接触更紧密，微观还原气氛更有利于解毒。
（2）温度，随着温度升高，还原速度以指数方式迅速增大。
（3）铬渣及煤的粒度，铬渣的解毒速度与铬渣粒径的平方成反比，铬渣粒度越小还原越快。
（4）冷却方式，为了防止逆反应，必须严格控制已解毒渣的冷却方式。
3. 主要工艺过程
铬渣、煤和粘土计量后送入铬渣生料磨，磨至一定的粒度。
磨后生料进入均化库，经稳料装置后，送成球系统。
生料控制水料比，进入立窑。
采用暗火操作，控制湿料层厚。
在预热带，炉料逐渐脱水、干燥、升温至1000℃，炉料中的煤开始形成CO，使铬渣中Cr(Ⅵ)逐渐还原。
见图4。
图4 铬渣立窑干法解毒工艺流程
4. 工程关键技术
铬渣立窑干法解毒工艺与水泥生产工艺相似，但工艺参数略有不同，其关键技术有：（1）铬渣生料水分及粒度控制。
（2）为降低解毒渣硬度，生料中加入少量添加剂。
（3）投料量、温度、风量、湿料层厚需要严格控制。
（4）急冷方式及用水量：前期采用喷淋，后期采用含高压水雾的冷风直接冷却塔盘和解毒渣及二次急冷罐喷淋解毒渣。
（5）立窑干法解毒过程中产生污染的场所有煅烧、粉磨、运输、加料、出料和储存；。