Способ утилизации маслоокалиносодержащих отходов

 

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ МАСЛООКАЛИНОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ, включающий раздельное обезвоживание жидких отходов и шлама, сжигание жидких отходов .и обработку шлама газообразными продуктами сжигания, отличающийся тем, что, с целью получения из отходов товарного продукта - сырья для доменного и ферросплавного производств - железококса, сжигание обезвоженных жидких отходов ведут при коэффициенте расхода воздуха 0,70-0,95 и температуре отходящих продуктов сжигания 1150i 1520 С, а обработку обезвоженного шлама осуществляют противотоком при (Л температуре отходящих продуктов обработки 220-4 .

„„SU„„1151768

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

q g F 23 С 7/05

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3687939/29-33 (22) 09.01.84 (46) 23.04.85. Бюл. ¹ 15 (72) В.П.Ульянов, А.Г.Злобин, Г.С.Умнов, Л.А.Бекетова, Н.И.Жилина, Л.Д.Болотова, В.Я.Дмитриев, P.М.Грызлин и Г.И.Юрков (7 1) Всесоюзньш научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (53) 628.54(088.8) (56) 1. Патент Японии ¹ 51-33486, кл. 10 j 11, С 22 В 1/10, 1976 °

2, Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3505306/29-33, кл. F 23 G 7/00, 1982. (54) (57) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИАСЛООКАЛИНОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ, включающий раздельное обезвоживание жидких отходов и шлама, сжигание жидких отходов и обработку шлама газообразными продуктами сжигания, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью получения из отходов товарного продукта — сырья для доменного и ферросплавного производств — железококса, сжигание обезвоженных жидких отходов ведут при коэффициенте расхода воздуха 0,70-0 95 и температуре отходящих продуктов сжигания 1150о

1520 С, а обработку обезвоженного шлама осуществляют противотоком при температуре отходящих продуктов обработки 220-410 С.

1 1151

Изобретение относится к утилизации отходов, содержащих воду, масла и оксиды :железа и других металлов (например, окалину), металлургического и машиностроительного производств путем термической обра4 ботки и может быть использовано в доменном и ферросплавном производствах.

Известен способ утилизации масло- 10 окалиносодержащих отходов при добавлении их к аглошихте с последую.щей термической обработкой шихты во вращающейся печи. При этом масла отходов переходят в газовую фазу и их пспользуют как добавочное топливо (1j.

Однако данный способ характеризуется недостаточно эффективным использованием масел. 20

Наиболее близким по технической сущности и, достигаемому эффекту . к изобретению является способ утилизации маслоокалиносодержащих отходов, который заключается в том, что жидкпе маслоотходы обезвоживают до содержания в них горючих компонентов 30-95% с последующим их сжиганием при коэффициенте расхода воздуха

0,35-0,65 и температуре отходящих продуктов сжигания 950-1100 С, o6eso воженные маслоокалиносодержащие шламы обрабатывают продуктами сжига-. ния маслоотходов, газообразные продук. ты после восстановления оксидов металлов отводят и сжигают без подачи топлива, а тепло дымовых газов используют для обезвоживания маслоотходов j 2 J.

Полученный в результате осущест40 вленкя способа железный порошок предназначен для использования в порошковой металлургии.

Недостатком известного способа является узкая область применения:

45 он не позволяет получить сырье для доменного и ферросплавного производств.

Цель изобретения — получение из отходов товарного продукта — сырья для доменного и ферросплавного производств — железококса и расширение области применения способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу утилизации 55 маслоокалиносодержащих отходов, включающему раздельное обезвоживание жид" ких отходов и шлама, сжигание жидких

768 2 отходов и обработку шлама газообразными продуктами сжигания, сжигание обезвоженнык жидких отходов ведут при коэффициенте расхода воздуха

0,70-0,95 и температуре отходящих продуктов сжигания I150-1520 С, а обработку обезвоженного шлама осуществляют противотоком при температуре отходящих продуктов обработки

220-410 С.

Выполняют исследования влияния режимных параметров на процесс: температуры отходящих продуктов сжига-.. ния на различных стадиях и коэффициента расхода воздуха.

Исследованиям подвергают маслоокалиносодержащие отходы следующего состава.

Жидкие маслоотходы, Е:

4-85

Вода

Масла

Окалина

О, 1-10

Маслоокалиносодержащие шламы, %:

10-60

Вода

Масла 5-35

Окалина 10-70

Способ осуществляется следующим образом.

Жидкие маслоотходы и шлам из вторичных отстойников сточных вод го" рячей прокатки металлов загружают в два отдельные бака, нагревают при атмосферном давлении до 100 С и о выдерживают до прекращения интенсивного вьделения паров воды, после чего температуру поднимают до 120 С о и продукты вьдерживают до полного прекращения вьделения пара.

Обезноженные жидкие маслоотходы подают в циклонную печь, куда одновременно вводят воздух, зажигают пилотную горелку (топливо-природный гаэ)и поджигают распыленные маслоотходы

Изменение температуры отходящих продуктов сжигания маслоотходов "в пределах 1150-1520 С при определен"..;. ном значении коэффициента расхода воздуха 0,70 -0,95 ведут путем одновременного увеличения или снижения расходов воздуха, маслоотходов и природного газа.

1151768

Обезвоженный шлам загружают во вращающуюся .цилиндрическую горизонтальную герметически закрытую печь и обрабатывают в противотоке продуктами сжигания маслоотходов 5 при соответствующей температуре отходящих продуктов обработки в прео делах 220-410 С, которую поддерживают путем регулирования расходов шлама и отходящих продуктов сжигания 10 маслоотходов. Газообразные продукты обработки шламов, содержащие, в основном, пары легкокипящих фракций масел и газообразные продукты коксования из вращающейся печи отводят 15 в дожигательное устройство и сжигают самостоятельно — без подачи основного топлива. Тепло дымовых газов (температура не ниже 800 С) используют для удаления воды из ис. ходных маслоокалиносодержащих отходов.

Состав исходных и обезвоженных маслоокалиносодержащих отходов, условия сжигания обезвоженных масло- Z5 отходов и термической обработки обез воженных шламов с получением железококса по предлагаемому способу приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены результаты анализов химического состава, физико-механических свойств и гранулометрического- состава железококса, полученного по предлагаемому способу. В табл. 1 для сравнения приведены свойства стандартно . го железококса. рекомендуемого для использования в электротермических процессах.

Влажность предлагаемых желеэококсов не превышает 0,2Х выход летучих на горючую массу отсутствует.

Из приведенных данных видно, что полученный по предлагаемому способу железококс по физико-механическим свойствам, химическому и гранулометри45 ческому составу удовлетворяет современным требованиям, предъявляемым к восстановителям, применяемым в электротермических процессах, и может быть использован в качестве вос- 59 становителя в ферросплавном производстве. Ирисутствие в предлагаемом желеэококсе значительной доли восстановленного железа должно оказать благоприятное влияние на доменную 55 плавку, что позволяет использовать его в качестве добавки к сырью для доменных печей.

Как показали выполненные исследования, коэффициент расхода воздуха

0,70-0,95, при котором ведут сжигание обезвоженных жидких маслоотхюдов, дает возможность получить продукты сжигания, содержащие минимальное количество водорода и углерода (сажи), которые отрицательно влияют на создание структуры железококса.

Обработка обезвоженных маслоокалиносодержащих шламов отходящими про дуктами сжигания с температурой

1150- t520 С противотоком при темпео ратуре отходящих продуктов 220-4 10 С позволяет провести полный цикл кок-..-.. сования — от формирования вязкой массы тяжелых углеводородов (поликонденсации и полимериэации углеводородов), ее отвердения и упрочнения до получения необходимой термической устойчивости железококса.

Сжигание обезвоженных жидких маслоотходов при коэффициенте расхода воздуха менее 0,70 ведет к их пиролизу с образованием восстановителейводорода и сажи, которые восстанавливают оксиды металлов до свободных металлов, и, таким образом, вместо железококса образуется аморфный порошок металла. При увеличении . коэффициента расхода воздуха более 0,95 углеродсодержащие вещества окисляются с образованием углекислоты, которая вызывает деструкцию железококса.

Снижение температуры отходящих о продуктов обработки ниже 220 С ведет к запаздыванию отгонки легких углеводородов из шламов. При дальнейшем повьппении температуры шламов эти . углеводороды разлагаются с образова нием восстановителей (водорода и сажи), что отрицательно влияет на

Формирование пластической структуры

|пламов и, в конечном счете, ведет к образованию аморфного порошка.

Увеличение температуры более о

410 С ведет к быстрому вскипанию ,масел и выносу тяжелых углеводоро- дов в виде паров из зоны коксования, что приводит к уменьшению содержания углерода в коксующейся массе и нарушению процесса коксования.

Снижение температуры отходящих продуктов сжигания обезвоженных мас1151768 б

s" ê0íå÷íîè счете, к превращению

его в аморфный. порошок. При повыше- нии температуры более 1520 С происходит выплав восстановленного жеТабли,ца 1

Состав исходных маслоокалиносодержащих отходов, Х

Условия получения железококса

Состав обезвоженных маслоокалиносодержащих OTxopos Х

Жидкие отходы

Жидкие отходы

Мас" Окала лины

Масла

Вода

ОкаВода ли"

Мас- Окала лины

Мас0icaлины ла ны

30,3 1,0 68,7 22,4 65,5 12,1 94,2 5э8 25,5 74,5 0,70 1150

220

62,3 5,9 31,8 35,0 10,7 54,3 94,8 5,2 76,6 23,4 0,95 1520

410

57,1 4,3 38,6 21,3 38,2 40,5 94,4 5,6 35,8 64,2 0,82 1350

320

29 ° 3 Оэб 70э1 25эб 28э2 46э2 95эО 5 ° О 47эб 52э4 Оэ70 1520

220

410

50 0 5 ° 2 448 34 7 356 297 948 52 49 4 506 075 t230

7t 3 4,1 24,6 20,9 53 7 25,4 94,6 5,4 28,0 72,0 0,70 . 1150

410

29э6 Зэ2 67 ° 2 27эЗ 41э9 ЗОэ8 93э2 бэ8 39э5 60э5 Оэ95 1520

220

43э2 бэ7 50 ° 1 31э9 20 ° 6 47э5 94э8 5э2 60э8 39э2 Оэ70 1520

410

54 5 4 1 41э4 28э4 44э5 27э 1 95эО 5 ° О 38э9 61э 1 Оэ85 1400

220

31 ° 5 2э9 65эб 20э4 61э3 18 ° 3 94эб 5э4 25эО

75,0 0 65 1150

220

43э4 4э5 52э 1 27э 7 42э 1 ЗОэ2 93э4 6эб 39э7 60эЗ 1эОО 1520

410

22,6 6,3 71 ° 1 31,4 21,9 46,7 92,1 7,9 58,9 41,1 0,70 1140

220

43,3 !

59,3 5,6 35,1 21,2 27,8 51,0 94,9 5,1

56, 7 О, 95 1530 410

I лоотходов ниже tt50 C ведет к снижению термической устойчивости железококса, к деструкции полукокса на низкомолекулярные вещества и, Козф-. фициент расхода воздуха

Температура отходящих продуктов сжи гания, Ос

Температура продуктов обработки шлама, эс

1151768

7 леза из пор железококса, что приводйт к возникновению больших пустот и нарушению его структуры (увеличению числа трещин).

Использование изобретения позволяет получить из отходов товарный продукт — сырье для доменного и ферросплавного производств — железококс .

ВыТрещиноваПоУдельное

Состав железококса, Е

Плотность хооо риoтос гь

O(кокса, г/см продук

Содерж ание

Fe0

Содержание немет тость держа- таИсКажу» щаяся по тинная ние общей отношеспособная иост

Ж сеществ (общее) ры се обезвоженноro ма

0,020 91,3

0,005 78,2 э7 69,8 0,30 0,80 2,10 33,1 0,537 55 3 88 3

29,2

30,4 47,6 3,2 18,4 0,36 2,15 5,49 78,4 1,704 62,4. 86,4

29,3 38,0 2,3 30,2 0,25 1,86 4,74 67,1 1,460 51,7 83,9

27 7 31 5 1 7 38 9 0 20 1 62 4 13 61 0 1 272 58 0 87 1

30,6 51,0 3,8 16,4 0,2 2, 18 5,70 81,9 1,781 63,5 86 ° 4

28,4 44,4 2,9 24,1 0,4 1,74 5,12 72,4 1,574 61,4 87,4

27,3 27,9 1,9 42,5 0,4 2,02 5,18 73,2 1,593 54,5 88,1

27,9 45,8 2,7 23,3 0,3 1,51 3,87 54,7 1,191 61,5 87,3

Об а р зуется;аморфньй порошок смеси металлов и оксидов металлов

То же

То же

Образуется твердая масса с нарушенной структурой (трещиноватость составляет оксидов

Si Ñà, Mg,Hn, Al,Ti (общее) углеродсодержащих веВосстановитель электросопротивление

Ом см

Структурнан прочность по

ВУХИНУ

Ж нию к общей масНе об-78,8 наруж.

Не об-75 3 наруж.

Оу005 83,1

0,023 89,6

0,015 86,8

0,003 76,4

0,015 86,!

1151768 юа эв аа «аа

Условия получения железококса

Состав исходных маслоокали носодержащих отходов, Й

Состав обезвожеиных маслоокалиносодержащих отходов, Жидкие отходы

° « ° ф фФюею ВВВююВ идкие тходы

Масла

В д

Окалины

Мас» ла

ОкаВода ли асОкалиИас- Окала лины ла ны

1

° » ЮЮЮЮЮ ФЮ ЮФ ЮВ

41,3 2,5 56,2 30,9 19,2 49,9 92,8 7,2 61,7 38,3 0,70 1150 420

65,7 7,1 27,2 21,7 18,7 59,6 94,7 5,3 53,6 46,4 0,95 1520 210

72,3 3,9 23,8 27,2 19,4 53,4 93,3 6,7 58,4 41,6 0,70 1520 420

54,9 5,7 39,4 34,0 40, 1 25,9 91,7 8 ° 3 45,9 54в 1 0,95 1520 210

24,6 1,2 74,2 33,5 43,5 23,0 93,2 6,8 43,5 56,5 0,65 1520 220

78,4 20,6 20,.8 58,6 94,4 5,6 49,8 50,2 1,00 1520 220

19,8 1,8

Стандартный железококс для электротермических производств

Коэффициент расхода воздуха

Темпера- тура отходящих, продук тов сжи- гания, ОС

Темпера тура продуктов обработки шлама, юс

1151768

Продолжение табл.1

Состав железококса, Ж

ВыТрещиноватость

Пористость

Плотность кокса, г/см

Восстановитель хад про" дукта

Fe0

СоF.ец,т держа-

ИсКажущаяся по тинная ние общей серы отношеспособная иост

% нию к общей масществ (общее) се обеэноженноro ма

Образуется твердая масса с малым содержанием углерода (0,9 вес.7)

Образуется аморфный порошок смеси металлов и оксидов металла

Образуется твердая масса с малым содержанием углерода (0,7 вес.Х) Образуется аморфный порошок смеси металлов и оксидов металлов

То же

То же

Общее со- Не бо- Не ме- Не бо- 0,75держание лее нее лее 2,50 железа не 15 10 2 ролее 75

1,66,0

Не Не 48-65 Не ниже менее ме26 0 250 нее

Не более

О,1

Содержание оксидов

Si,Ñà, Мд,11п, А1, Ti (общее)

Содержание углеродсодер» жащих веУдельное электросопротивление

Ом см

Структурйай прочНОСТЬ по

ВУХИНу . Х

1151768 сО л л л о

СЧ м

СО а ° л о м О СЧ СО а

СЧ л а л л ф

СЧ сс ф ! о

l и

СЧ о

f л л л л о л сЧ л ч» л л л

О сч

СО СО Л м л л л л м м

СО со л

СЧ л л о ю м

СО л ч о

4О СЧ л л ь л а сч а м

Щ

СЧ

t о

МР СО О

Ч СЧ

О, л л л и СЧ л GQ a и О СЧ - О л О

И сЧ О с1 СЧ 1

СО О

CO л а о о О 4О 3 Я:) л

СЧ 00 л. ф л О л

4О Л 1

СО а л

СЧ СЧ

4» ф СС\ л

a a СО LO Ch ч—

Ch LO л л л » с ) л м л М л л М ц,) л т о

М л а (11 ф и о л л л

М С4 СЧ О а- О о л

СГ3

O О л а л СЧ

СЧ QQ О М СЧ л л л

СЧ

СО л

CO и

СС\

cU

4Q Л л э л

% о л О о м л

00 ° I a о о о сч.Ф,О л Л

° 1 СЧ л о о л м

О л л л СО ъ» сч со м

СЧ о л а

СЧ

О л СЧ л СЧ л

СЧ

СИ л

СЬ

o Irl г л лО о сч е ал <

1 М м (U

И х

Ф

I ссъ м сч л а л

% л л л о л СЧ

СЧ а- М м Ф л л

Щ Ch ч» м о

f о о О л

1 cd

Р,1О

0 Х и

Р) & Р3 1

E 1О X о

СЧ .I сч

I о î î о

СЧ СЧ б СЧ СЧ

o o o е СЧ .ч б м 3

D

СЧ и о е о o o

СЧ мъ м

o o o o о сЧ З!

1 о

1 л

l л

1 Ю л сч о

Ch СО л л л о о о л о а

Л Л Сп Со л л л л о о о о

Ю л л ь

СО

l СЧ х ( а

+ I o

40 о

„1

< I

0

0

0)

I о ч

m и ! ч

О

0 Б

1 О

111

I cd ц(Р,о

&4 Р.

I

Е I

Е 0 а g

1дс

I cUФ

0 са м а м сч о е о л л л л л л а л л сч о о с1 м о сч со

О - Л 4О!

С3

Х 0 и0Х х а х

0f:e х Е

О И

С6 д 1 mù .а Р Ф

1- 1. 0 аоrf; сб а

&ю оmх у

0 м

1 -Ю

Ц

1 С

1 0

1 !

1 Х

I

1 65

1

1Ф

I !

1,а

1П

I