Способ утилизации маслоокалиносодержащих отходов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5}) 23 6 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3505306/29-33 (22) 22.10.82 (461 07.05.84. Бюл. Ф 17 (72) В.П.Ульянов, А.Г.Злобин, Г.С.Умнов. В.А.Холодный, Л.В.Нода, Н.И.Свищев, A.C.Coòíè÷åíêo, В.Я.Дмитриев и Г.Б.Беремблюм (71) Всесоюзный 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.Колесанов Ф.Ф., Кравцов В.M., Горский Л.A. Использование подготовленной замасленной окалины прокатных цехов в агломерационной шихте. Бюллетень ЦНИИИ и ТЭИчермет., Р 9, 1974, с. 37-38.

2. Патент Японии 9 51-33486, кл. 10 J 11, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 778739, кл. В 01 )) 1/00, 1980 (прототип ).

„„SU„„1090972 А (54 ) (57 ) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИАСЛООКАЛИНОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ, преимущественно жидких маслоотходов и маслоокалиносодержащих шламов, путем обезвоживания их дистилляцией, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности утилизации за счет получения железного порошка, а также сокращения энергозатрат, жидкие маслоотходы обезвоживают до содержания в них горючих компонентов 35-95Ъ с последующим их сжиганием при коэффициенте расхода воздуха 0,35-0,65 и температуре отходящих продуктов сжигания 950-1100 С, обезвоженные маслоокалиносодержащие шламы обрабатывают продуктами сжигания маслоотходов, газообразные продукты после восстановления оксидов металлов отводят и сжигают без подачи топлива, а тепло дымовых газов используют для обезвоживания жидких маслоотходов.

1090972

Изобретение относится к утилизации отходов, содержащих воду, масла и оксиды металлов (например, окалину ), металлургического и машиностроительного производстн путем термической обработки отходов и может быть использовано в порошковой металлургии.

Известен способ утилизации замасленной окалины прокатных цехов путем ее подготовки и добавки к спекающейся аглошихте. К замасленной окалине, содержащей около 15% масел и 25% воды, добавляют негашенную известь (20Ú), тщательно перемешивают смесь и выдержинают ее н течение 15 сут. до образования сыпучего материала, а затем добавляют к аглошихте для спекания 1.1).

Недостатки способа заключаются в том, что услония обезвоживания от ходов (добавление извести ) не позволяют восстановить оксиды металлов (окалину ) и получить железный порошок, что снижает эффективность утилизации. К тому же используют крупную и.среднюю по величине окалину (маслосодержащие шламн ), а мелкодисперсная переходит во всплывающие масла (маслоотходы ) и отстойные воды и не используется.

Известен также способ утилизации маслосодержащих отходов путем добавления их к аглошихте и термической обработки шихты во вращаюЧцейся печи. При этом масла отходов переходят в газовую фазу и используются как добавочное топливо (2 ).

Недостатком указанного способа является то, что условия термической обработки шихты не позволяют использонать масла для восстановления оксидов металлов (окалину) и получить железный порошок, что снижает эффективность утилизации отходов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ разделения и повторного использования отходов металлургической промышленности, например маслоотходов и шламов, содержащих воду, масла и окалину, заключающийся в том, что мас.лоотходы и маслоокалиносодержащие шламы нагревают при атмосферном давлении до 100 С и путем простой перегонки отделяют 80-85% воды, затем оставшийся продукт подвергают сушке от остаточной влаги при

120 С и атмосферном давлении. После отделения воды из оставшегося продукта путем вакуумной перегонки до температуры, равной температуре конца кипения масла (300-3500C ), отделяют 80-85% масла, а останшийся пастообраэный продукт подвергают вакуумной сушке от остатков масла

Способ осуществляют следующим образом.

Жидкие маслоотходы нагревают при атмосферном давлении до 100-105 С и путем простой перегонки (дистилляции ) отделяют воду до содержания горючих компонентов (масел ) 35-95%, а маслоокалиносодержащие шламы нагревают при атмосферном давлении до 100-105 С и выдерживают до прео крашения интенсивного выделения паров воды, после чего температуру поднимают до 120-125 С и полученный о при температуре выше температуры конца кипЕния масла на 30-50 С, но не более 400 С. Вакуумную перегонку о и сушку проводят при остаточном данлении не выше 30 мм рт.ст. ГЗ).

5 Недостатками известного способа являются образование нового маслоь окалиносодержащего шлама (содержание масла до 2,3Ъ ) и неиспользование окалины, что снижает эффектин)(j ность утилизации, условия разделения продуктов, которые не позволяют получить железный порошок, большие энергозатраты на отгонку воды и масел, а также сложность проведения технологического процесса отгонки масел.

Цель изобретения — повышение эффективности утилизации за счет получения железного порошка, а также сокращение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу утилизации маслоокалиносодержащих отходов, преимущественно жидких маслоотходов и маслоокалиносодержащих шламов, путем обезвоживания их дистилляцией жидкие маслоотходы обезвоживают до содержания в них горючих компонентов 35-95% с последующим их сжиганием при коэффициенте расхода воздуха 0,35-0,65 и температуре отходящих продуктов сжигания

950-1100 С, обезноженные маслоокао линосодержащие шламы обрабатывают продуктами сжигания маслоотхо35 дов, газообразные продукты после восстановления оксидов металлов отводят и сжигают без подачи топлива, а тепло дымовых газов используют для обезвоживания жидких мас4)3 лоотходов.

Способ может быть использован ,цля маслоокалиносодержащих отходон.

Жидкие маслоотходы с содержанием, %:

Вода 4-85

Масло 5-95

Окалина 0,1-10

Маслоокалиносодержащие шламы с содержанием, Ъ:

Вода 20-60

Масло 5-25

Окалина 10-70

1090972

)О

50 продукт выдерживают до полного прекращения выделения пара.

Далее жидкие маслоотходы сжигают при коэффициенте расхода воздуха 0,35-0,65 и температуре отходящих продуктов сжигания 950-1100 С, а обезноженные маслоокалиносодержащие шламы обрабатывают "отходящими продуктами сжигания. Газообразные продукты после восстановления оксидов металлов (окалины 1 отводят и сжигают без подачи топлива, а тепло дымовых газов (температура не о менее 900 С 1 используют для удаления воды из исходных маслоокалиносодержащих отходов. .15

Образующийся порошкообразный продукт содержит,t: восстановленное железо 96,4-97,8, углерод 0,07, кремний 0,20-0,44, марганец 0,420 55 сера 0.01-0.02. фосфор 0.02. 20 кальций 0,016, магний 0,012, алюминий 0,06, титан 0,02.

Приведенная последовательность операций позволяет создать оптимальные условия для полного пиролиза ма- 25 ,сел с образованием углеродсодержа1 щих восстановителей (водород, оксид углерода, сажа ), для восстановления леталлов иэ оксидов (окалина ) и получить железный порошок, удовлетворяющий требованиям и нормам ГОСТ 9849-74 на железный порошок марки ПЖ5 и ПЖ6.

Пример 1. Жидкие маслоотходы холодной прокатки, содер>кащие, Ъ: вода 67,9, масла 29,6, окалина 2,5, и шлам из вторичного отстойника сточных вод горячей прокатки, содержащий„

Ъ: вода 28,8, масла 6,7 и окалина

64,5, загружают в два отдельных бака в количестве, соответственно

200 кг и 500 кг. Иаслоотходы нагре- 40 вают при атмосферном давлении до

100 С и выпаривают ноду до содержао ния горючих компонентов (масел )35,3%, а шлам нагревают при атмосферном давлении до 100 С и выдерживают до 45 прекращения интенсивного выделения паров воды, далее температуру в баке подуимают до 120 С и продукт о выдерживают до полного прекращения ныделения пара.

Жидкие маслоотходы подают в циклонную печь с производительностью

50 кг/ч, куда одновременно вводят воздух с коэффициенто л расхода 0,35 зажигают пилотную горелку (топливоприродный газ 1 и поджигают маслоотходы, после чего пилотную горелку отключают и сжигание маслоотходов ведут самостоятельно (без подачи топлива ) при температуре отходящих газов 950 С. 60

Обезноженный шлам загружают во вращающуюся печь с производительностью 100 кг/ч и обрабатывают в противотоке продуктами сгорания маслоотходов без смешения с воздухом. 65

Газообразные продукты, содержащие в основном продукты разложения масел, из вращающейся печи выводят в до>кигательное устройство и сжигают самостоятельно (без подачи топлива).

Тепло дымовых газов (температура не ниже 900 C ) используют для удаления воды из исходных маслоотходов и шламов.

Выход массы порошкообразного продукта,выгружаемого из вращающейся печи, по отношению к общей массе исходной окалины составляет 92,7Ъ.

Содержание восстановленного железа в порошке 96,4Ъ.

Пример 2. Жидкие маслоотходы холодной прокатки, содержащие, вода 26,4, масла 67,3 и окалина

6,3, и шлам иэ вторичных отстойников сточных вод горячей прокатки, содержащий,Ъ: нода 35,7, масла 5,5 окалина 58,8, загружают в дна отдельных бака в количестве 200 кг и 500 кг. Маслоотходы и шлам нагревают при атмосферном давлении до о

100 С и прекращении интенсивного выделения паров воды. Содержание горючих компонентов (масел ) в маслоотходах при этом составляет 94,7Ъ.

Затем температуру шлама поднимают о до 120 С и продукт выдерживают до полного прекращения выделения пара.

1 !

Жидкие маслоотходы подают в циклонную печь с производительностью

50 кг/ч, куда одновременно вводят воздух с коэффициентом расхода 0,65, зажигают пилотную горелку (топливноприродный гаэ ) и поджигают ласлоотходы, после чего пилотную горелку отключают и сжигание маслоотходов ведут самостоятельно (без подачи топлива ) при температуре отходящих газов 1100 С.

Обезноженный шлам загружают во вращающуюся печь с производительностью 100 кг/ч и обрабатывают в протинотоке продуктами сгорания маслоотходов беэ смешения с воздухо л. Газообразные продукты, содержащие в основном продукты разложения масел. из вращающейся печи выводят в дожигательное устройство и сжигают самостоятельно (беэ подачи топлива 1. Тепло дымовых газов (температура не ниже 900 С ) используют для удаления воды иэ исходных маслоот,ходов и шламон.

Выход массы порошкообраэного продукта, выгружаемого иэ вращающейся печи, по отношению к общей массе исходной окалины составляет

90,4Ъ. Содержание восстановленного железа в порошке 97,8Ъ..

Результаты химического и гранулометрического анализов железных порошков (1 и p< ) по предлагаемому

1090972 ния даны требования ГОСТ 9849-74 на железный порошок марки ПЖ5 и ПЖ6. способу приведены соответственно в табл.1 и 2. В табл. 1 для сравнеТ а б л и ц а 1

Содержание, Ъ

Элементы

Требования ГОСТ 9849-74

Железный порошок, полученный по предлагаемому способу

6-й порошок на ПЖ6 на ПЖ5.I-й порошок

97,8

96 4

Железо

Углерод

Кремний

Не менее 97,0, Не менее 96,0

0,07

0,44

Марганец

Не более 0,02

Не более 0,08

Не более 0,02

Т а б л и ц а 2

Выход фракции, Ъ, при размере частиц, мм

Менее 0,43

До 0,20

Менее 0,20

До 0,15

Менее 0,15

До 0,10

Менее 0,10

До 0,060

15-30

30 — 50

10-30

0-10 но нормы их можно отнести к среднему классу по гранулометрическому составу) и их можно испольэовать в порошковой металлургии.

Удаление воды иэ жидких маслоотходов до повышения концентрации горючих компонентов не ниже 35Ъ повышает их теплотворную способность не менее, чем до 4 тыс.ккал/кг, Влажность предлагаемых порошков не превышает 0,2Ъ. Предлагаемые порошки не имеют посторонних примесей и комков. 60

Иэ приведенных данных видно, что полученные по предлагаемому способу порошки удовлетворяют требованиям

ГОСТ 9849-74 по всем элементам и гранулометрическому составу (согласСера фосфор

Кальций

Магний

Алюминий

Титан

0,55

0,02

0,02

0,016

0,012

0,08

0,02

0,07

0,20

0,42

0,01

0,02

0,016

0,012

0,06

0,02

Не более 0,10

Не более 0,25

Не более 0,60

Не более 0,03

Не более 0,03

Не более 0,02

Не более 0,25

Не более 0,45

Не более 0,70

Не более 0,05

Не более 0,05

Не более 0,02

ffe более 0,02

Не 0,08

Не более 0,02

1090972

Составитель Т.Лепахина

Редактор О.Бугир Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.Огар

Заказ 3048/36 Тираж 532 Подписное

HHHHIil Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 что позволяет сжигать их самостоятельно, без добавления основного топлива. Сжигание маслоотходов при коэффициенте расхода воздуха 0,350,65 дает возможность получить продукты сжигания, содержащие макси- 5 мальное количество углеродсодержащих восстановителей (водород, оксид углерода и сажа 1. Снижение коэффициента расхода воздуха ниже 0,35 ведет к прекращению горения маслоотходов. Увеличение коэффициента расхода воздуха выше 0,65 приводит к увеличению содержания кислорода в продуктах сжигания, что снижает степень восстановления оксидов ме- )5 таллов. Обработка обезвоженных маслоокалиносодержащих шламов отходящими продуктами сжигания с темперао. турой 950-1100 < позволяет термически разложить масла шламов на углеродсодержащие восстановители (водород, оксид углерода, сажа) и восстановить оксиды металлов до свободных металлов. Удаление воды из маслоока линосодержащих шламов позволяет производить полный пиролиз масел на углеродсодержащие восстановители, поддерживать высокую температуру продуктов пиролиза, необходимую для ведения процесса восстановления оксидов металлов. Осуществление предлагаемого способа позволяет значи— тельно повысить эффективность утилизации маслоокалиносодержащих отходов путем восстановления входящих в их состав оксидов металлов (окалины)

J получить железный порошок с содержанием восстановленного железа до 98Ъ, повысить экономичность способа путем утилизации железного порошка в порошковой металлургии, кроме того,существенно сократить энергозатраты путем использования в качестве углеродсодержащих восстановителей масел, входящих в состав отходов, тепла дымовых газов на удаление из отходов воды дистилляцией,а также упростить технологический процесс отгонки масел,их пиролиз и восстановление оксидов металлов, входящих в состав маслоокалиносодержащих отходов.