Способ прямого обезвоживания неорганических осадков посредством процесса барабанного типа и устройство для его осуществления Российский патент 2023 года по МПК C02F11/13 F26B3/24 

Область техники

Настоящее изобретение относится к технологии обработки твердых отходов / обезвоживания осадков, в частности к способу прямого обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком посредством процесса барабанного типа и устройству для его осуществления.

Предшествующий уровень техники

Наряду с экономическим развитием и быстрым ростом городского населения, а также с повышением степени очистки промышленных и бытовых городских сточных вод, количество осадка, образующегося на очистных сооружениях, увеличивается с каждым днем. В связи с относительной отсталостью технологии обработки осадков все более серьезный оборот приобретает положение, при котором города почти окружены канализационными осадками. Обезвоживание осадков является необходимым звеном для обеспечения их безвредности, сокращения объёмов и повторного использования осадков. После механического обезвоживания осадков с очистных сооружений содержание воды в них обычно составляет от 75% до 85%. При необходимости снизить содержание воды в осадках до 20% или меньшего значения, в традиционной технологии обезвоживания осадков обычно используется электрический или паровой нагрев, для которого характерен большой расход энергии, что приводит к высокой стоимости процесса обезвоживания осадков.

Среди существующих технологий обезвоживания осадков в технологии согласно патенту CN 200510048978.6 используется отходящее тепло котла;в CN 200510049554.1 и CN 200510049556.0 используется отходящее тепло топочного газа электростанции; а в патенте CN 200410052759.0 раскрывается устройство обезвоживания осадков с обратным потоком и регулируемой температурой, а также способ, согласно которому высушенный осадок, имеющий размер частиц более 4 мм, направляется потоком обратно и смешивается с влажным осадком, измельчается путём фрагментирования на более мелкие кусочки с помощью стальной проволочной сетки, а затем поступает во вращающуюся печь, тем самым повышая эффективность последующей сушки горячим воздухом. Однако этого невозможно достичь, если содержание воды в осадках слишком велико. В технологии, описанной в патенте CN 03155966.2, используется герметичный процесс отрицательного давления. Хотя каналы распространения различных вирусов, образующихся в процессе обработки осадка, перекрываются, утечки и распространения загрязненного воздуха и вирусов, переносимых им в рамках системного пространства во время движения системы, также можно избежать. Однако, поскольку все технологические устройства сосредоточены в мобильном оборудовании, его производительность обработки должна быть относительно низкой, и осуществлять непрерывные операции не представляется возможным.

С другой стороны, Китай, занимая ведущие позиции по производству стали, ежегодно производит почти 1 миллиард тонн стали. При этом ежегодно производится более 200 миллионов тонн металлосодержащего шлака. Тепловая энергия, содержащаяся в каждой тонне шлака, эквивалентна 60 килограммам кондиционного угля. Поскольку шлак обладает низкой теплопроводностью, технология рекуперации отходящего тепла шлака замедляет процесс, что приводит к потере огромного количества тепловой энергии.

Чтобы решить проблему высокой стоимости обезвоживания осадков традиционным способом, при котором эффективное использование отходящего тепла металлосодержащего шлака не представляется возможным, в настоящем изобретении предлагается технологический маршрут и способ его реализации для обезвоживания осадков с использованием отходящего тепла металлургического шлака.

Краткое описание

Задача настоящего изобретения заключается в создании способа и устройства для прямого обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком посредством процесса барабанного типа, в котором технология обработки использует смешивание шлака и осадков в определенном соотношении, тем самым решая за один этап две задачи: охлаждение и гранулирование шлака, а также обезвоживание неорганических осадков.

Для решения вышеуказанной задачи в настоящем изобретении применяется техническое решение, описанное ниже.

Способ обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком включает следующие стадии: смешивание шлака и осадков, отделение шлака от обезвоженных осадков после того, как содержание воды в осадках снизится до 3-15%.

Предпочтительно, массовое соотношение шлака к осадкам составляет 1,5-3.

Смешивание и обезвоживание предпочтительно осуществлять партиями, поточным или полупоточным добавлением.

Разделение металлосодержащего шлака и обезвоженных осадков предпочтительно выполнять за счет сочетания методов просеивания и центрифугирования. При этом, предпочтительно, чтобы разделение металлосодержащего шлака и обезвоженных осадков осуществлялось посредством просеивания при числе отверстий сита на один линейный дюйм не менее 60.

Предпочтительно, чтобы способ дополнительно включал этапы обработки остаточного газа и обработки остаточных осадков. При этом, в предпочтительном варианте, обработка остаточного газа включает очистку остаточного газа от пыли, сульфидов и органических соединений, образующихся во время обезвоживания осадков, посредством влажного щелочения и/или адсорбции активированным углём с последующим выводом остаточного газа, как только степень его очистки удовлетворяет норме выбросов, а обработка остаточных осадков включает промывку или увлажнение разбрызгиванием образующейся пыли, сбор пыли, смешивание пыли с осадками, подлежащими обезвоживанию, перемешивание и смешивание со шлаком для последующего обезвоживания.

Предпочтительно смешивание шлака и осадков осуществляют в барабане, в который помещены стальные шарики. При этом способ включает следующие операции:

транспортировку шлака и осадков к барабану со стальными шариками с помощью соответствующих устройств для транспортирования,

отделение шлака от обезвоженных осадков после того, как содержание воды в осадках снизится до 3 - 15%, посредством транспортировки смеси шлака и обезвоженных осадков в устройство разделения шлака и осадков устройством транспортировки шлака и осадков, расположенным на выходе из барабана,

обработку остаточного газа, при которой пыль, сульфиды и органические соединения, присутствующие в остаточном газе, образующемся во время обезвоживания осадков, из выпускного отверстия барабана поступают в устройство для обработки остаточного газа, и после обработки газ выводится через трубопровод, как только степень его очистки удовлетворяет норме выбросов,

смешивание пыли с осадками, подлежащими обезвоживанию, при котором пыль с пылегрязевого выхода устройства обработки остаточного газа поступает в устройство для смешивания остаточных осадков, где смешивается с осадками, подлежащими обезвоживанию,

транспортировку смеси пыли и остаточных осадков в барабан по трубопроводу для транспортировки осадков, подлежащих обезвоживанию.

В предпочтительном варианте первоначальное содержание воды в неорганических осадках составляет 70-99%, шлак и неорганические осадки объединяют путем добавления потока или полупотока, неорганические осадки обрабатывают в количестве 10-80 т/ч, а шлак - в количестве 30-120 т/час, после смешивания и обезвоживания смесь шлака и обезвоженных осадков имеет температуру 100-130°C, разница между содержанием воды в обезвоженных осадках и в неорганических осадках, подлежащих обезвоживанию, не превышает ±5%.

Кроме того, предлагается способ прямого обезвоживания неорганических осадков посредством процесса барабанного типа, который включает в себя следующие этапы:

1) смешивание неорганических осадков со шлаком в барабане для обезвоживания,

в котором шлак и осадки транспортируют в барабан с помощью соответствующих устройств для транспортировки с определенным соотношением потоков, где шлак и осадки смешиваются, обмениваются теплом, обезвоживаются, охлаждаются и разрушаются под действием вращения барабана и прокатки стальных шариков, в результате чего шлак охлаждается, а осадки обезвоживаются с последующей прямой выгрузкой, при этом неорганические осадки имеют начальное содержание воды 70-99%, а содержание воды после обезвоживания составляет 3-15%, причем соотношение шлака к осадкам составляет 1,5-3,0, а напор потока осадков составляет 10-80 т/ч,

2) отделение шлака от обезвоженных осадков,

в котором отделение шлака от обезвоженных осадков осуществляют посредством их разделения путем сочетания методов просеивания и центрифугирования,

3) обработка остаточного газа,

в которой очистку остаточного газа от пыли, сульфидов и органических соединений, образующихся во время обезвоживания осадков, осуществляют посредством влажной щелочной промывки и адсорбции активированным углём с последующим выводом газа, как только степень его очистки удовлетворяет норме выбросов,

4) обработка остаточных осадков,

в которой пыль, образующаяся при очистке остаточного газа, промывают или увлажняют разбрызгиванием, собирают и транспортируют с помощью конвейерного устройства в устройство для смешивания остаточных осадков, где пыль смешивается с первичными неорганическими осадками, перемешивается и затем регулярно подается в барабан с помощью грязевого насоса для последующего обезвоживания, при этом разница между значением содержания воды в остаточных осадках после смешивания и перемешивания и изначальным значением содержания воды в осадках не превышает ± 5%.

При этом, преимущественно, на этапе 2) шлак и обезвоженные осадки разделяют посредством просеивания, а устройство разделения шлака и осадков имеет не менее 60 отверстий сита на один линейный дюйм.

Устройство для прямого обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком посредством процесса барабанного типа, согласно изобретению, содержит:

барабан со стальными шариками внутри,

устройство для транспортировки шлака и осадков, вход которого соответствует выходу из барабана,

устройство разделения шлака и осадков, вход которого совмещен с выходом устройства для транспортировки шлака и осадков, а выходы соответствуют различным бункерам для хранения,

устройство для обработки остаточного газа, вход которого соединен с выпускным отверстием барабана посредством транспортировочного трубопровода,

устройство для смешивания остаточных осадков, входное отверстие которого соединено с пылегрязевым выходом устройства обработки остаточного газа посредством транспортировочного трубопровода, при этом остаточные осадки смешиваются с осадками, подлежащими обезвоживанию,

трубопровод транспортировки осадков, подлежащих обезвоживанию, соединяющий выход устройства для смешивания остаточных осадков с входом барабана; а также

грязевой насос, размещённый на трубопроводе транспортировки осадков, подлежащих обезвоживанию, для перекачки осадков в барабан.

Преимущественно, устройство разделения шлака и осадков использует процесс просеивания, при котором число отверстий сита на один линейный дюйм составляет не менее 60.

В настоящем изобретении используется процесс обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком с помощью оборудования барабанного типа. Шлак и неорганические осадки синхронно транспортируют в барабан в определенном соотношении посредством устройства транспортировки шлака и устройства транспортировки осадков, соответственно. Шлак и осадки полностью перемешиваются за счет вращения барабана. По завершении процессов переноса массы и теплообмена шлака и осадков получают холодный гранулированный шлак и обезвоженные осадки с необходимым содержанием воды. Устройство, описанное в настоящем изобретении, позволяет реализовать быструю, стабильную и непрерывную грануляцию шлака и обезвоживание осадков.

Особенности способа, согласно настоящему изобретению:

(1) Процесс обезвоживания неорганических осадков путем смешивания с горячим шлаком.

Шлак и осадки транспортируют в подходящий контейнер в определенном массовом соотношении с помощью соответствующих устройств для транспортировки. В контейнере предусмотрено соответствующее перемешивающее устройство для достижения полного перемешивания и контакта шлака и осадков. В предпочтительном варианте, сам контейнер может вращаться под действием внешнего привода.

Контейнер, предпочтительно, представляет собой барабан, в котором содержится определенное количество стальных шариков определенного размера. Шлак и осадки подвергаются физическим процессам, таким как смешивание, теплообмен, обезвоживание, охлаждение и дробление под действием вращающегося барабана и перемещающихся в нём стальных шариков, что создаёт необходимые условия для процессов охлаждения и гранулирования шлака, а также обеспечивает непосредственное обезвоживание осадков до целевого значения содержания воды в них.

На протяжении всего процесса обезвоживания шлак быстро охлаждается, а осадки быстро обезвоживаются в течение нескольких минут, а затем сразу выгружаются.

Обычно массовое соотношение шлака к осадкам в контейнере составляет 1,5-3. При величине массового соотношения шлака к осадкам в контейнере менее 1,5 необходимо обеспечить предварительную механическую сушку на площадке, чтобы контролировать содержание воды в исходных, преимущественно масло-жиросодержащих, осадках, поддерживая эту величину на уровне ниже 40%. Это серьезно повлияет на эффективность обезвоживания осадков, сделает непрерывное производство невозможным и значительно увеличит капиталовложения в оборудование. В результате преимущества процесса обезвоживания осадков с помощью оборудования барабанного типа становятся недостижимыми. При величине массового соотношения шлака к осадкам, превышающей 3, температура шлака и осадков будет слишком высокой. Если температура превышает 250°C, необходимо добавить воду для контроля этой величины. Это серьезно повлияет на выход обезвоженных осадков.

Для смешивания и обезвоживания шлак и осадки могут добавляться партиями, потоком или полупотоком. При смешивании и обезвоживании в периодическом режиме шлак и осадки добавляются в контейнер в массовом соотношении, указанном в описании настоящего изобретения. По завершении процесса обезвоживания смесь из шлака и осадков выливается, а следующая партия шлака и осадков подвергается перемешиванию и обезвоживания. Добавление потоком (поточное добавление) означает, что шлак и осадки непрерывно добавляются в контейнер с определенной скоростью потока, а смесь из обезвоженных шлака и осадков непрерывно выгружается из контейнера. Полупоточное добавление означает, что добавление шлака и/или осадков не является непрерывным. Вместо этого определенное количество шлака и/или осадков добавляется с интервалами в зависимости от состояния смеси в процессе смешивания и обезвоживания в контейнере.

Обычно, когда смешивание и обезвоживание осуществляются в режиме поточного добавления, напор шлака, поступающего в барабан, составляет 30-120 т/ч, напор обезвоживаемых неорганических осадков составляет 10-80 т/ч, а соотношение шлака к неорганическим осадкам составляет 1,5-3,0.

Как правило, исходное содержание воды в неорганических осадках (не обезвоженных каким-либо образом) составляет 70-99%, а целевое содержание воды после обезвоживания составляет 3-15%.

(2) Процесс отделения шлака от осадков.

После охлаждения и обезвоживания шлак и осадки полностью смешиваются друг с другом, и их необходимо разделить, чтобы облегчить последующее использование ресурсов. Обычно металлосодержащий шлак и обезвоженные осадки заметно различаются по физическим свойствам. Основные различия заключаются в плотности, размере частиц и прочих подобных характеристиках. В описываемом изобретении используется комбинация просеивания и центрифугирования для отделения металлосодержащего шлака от обезвоженных осадков. Поскольку размеры частиц металлосодержащего шлака и обезвоженных осадков различаются, по меньшей мере, на один порядок величины, в настоящем описании, предпочтительно, используется процесс просеивания, при котором число отверстий сита на один линейный дюйм составляет не менее 60, обычно 80-100.

(3) Процесс обработки остаточного газа.

Остаточный газ, образующийся при сушке осадков с помощью процесса барабанного типа, содержит пыль, сульфиды и другие вещества, вредные для окружающей среды. Следовательно, остаточный газ перед выбросом требует очистки для обеспечения экологичности процесса. Процесс очистки остаточных газов включает влажное щелочение и адсорбцию активированным углем в целях достижения безвредности выбросов для окружающей среды.

(4) Процесс очистки остаточных осадков.

В процессе обработки шлака и осадков в барабане образовывается большое количество пара и пыли, при этом пыль переносится паром в устройство для обработки остаточного газа. Пыль собирается в устройстве для обработки остаточного газа после промывки или смачивания путём разбрызгивания, а затем перемещается с помощью транспортировочного устройства, например, грязевого насоса, в устройство для смешивания остаточных осадков, где она смешивается с первичными осадками и перемешивается. С помощью грязевого насоса её регулярно отправляют в барабан, где она обезвоживается, тем самым позволяя достичь нулевого сброса необезвоженных осадков. Содержание воды в остаточных осадках после смешивания и перемешивания не должно чрезмерно отличаться от содержания воды в первичном осадке, чтобы не влиять на эффективность последующей транспортировки и обезвоживания осадков. Как правило, разница в содержании воды не должна превышать ± 5%.

Благоприятные эффекты применения настоящего изобретения включают:

По сравнению с существующей технологией обезвоживания осадков с использованием источника тепла остаточных газов от электростанции и т.д., настоящее изобретение позволяет эффективно использовать высокую теплоту шлака в соответствии с различными требованиями (заданное значение содержания воды) и обеспечивать быстрое, устойчивое и непрерывное прямое обезвоживание неорганических осадков и отделение шлака от осадков. Это способствует последующему использованию ресурсов гранулированного шлака и порошка измельченных осадков, так что добавленная стоимость обезвоженных осадков увеличивается. Что касается доступности технологического оборудования, в настоящем изобретении используется барабанная технология, используемая для обработки горячего металлосодержащего шлака. Такое технологическое оборудование имеет простую конструкцию и отличается удобством в эксплуатации.

Описание чертежей

На Фиг. 1 представлена блок-схема способа прямого обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком посредством процесса барабанного типа.

На Фиг. 2 схематично представлена конструкция устройства для прямого обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком посредством процесса барабанного типа.

Подробное описание

Как показано на Фиг. 1, способ прямого обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком посредством процесса барабанного типа включает в себя следующие этапы:

1) Смешивание неорганических осадков со шлаком в барабане для обезвоживания.

С помощью соответствующих устройств для транспортировки шлак и осадки в определенном соотношении направляют в барабан, где они смешиваются, обмениваются теплом, обезвоживаются, охлаждаются и разрушаются за счет вращения барабана и прокатки стальных шариков, в результате чего шлак охлаждается, а осадки обезвоживаются с последующей прямой выгрузкой. Неорганические осадки имеют начальное содержание воды 70-99%, а итоговое (целевое) значение содержания воды после обезвоживания находится в диапазоне 3-15%. Соотношение потока шлака к неорганическим осадкам составляет 1,5-3,0. Масса обезвоживаемых неорганических осадков составляет 10-80 т/ч.

2) Отделение шлака от обезвоженных осадков.

Металлосодержащий шлак и обезвоженные осадки разделяют посредством комбинации методов просеивания и центрифугирования.

3) Обработка остаточного газа.

Очистку остаточного газа от пыли, сульфидов и органических соединений, образующихся во время обезвоживания осадков, осуществляют за счёт методов влажного щелочения и адсорбции активированным углём, с последующим выводом газа, когда он соответствует норме выбросов.

4) Обработка остаточных осадков.

В процессе обработки шлака и осадков в барабане образуются пар и пыль. Пыль переносится паром в устройство для обработки остаточных газов, где она промывается или увлажняется методом разбрызгивания, а затем собирается. Затем пыль транспортируется с помощью транспортировочного приспособления к устройству для смешивания остаточных осадков, где пыль смешивается с первичным осадком, перемешивается, а затем регулярно подаётся в определённом количестве в барабанное устройство с помощью транспортировочного приспособления, такого как грязевой насос, для последующего обезвоживания, за счёт чего достигается нулевой выброс необезвоженных осадков. Содержание воды в остаточных осадках после смешивания и перемешивания не должно чрезмерно отличаться от содержания воды в первичном осадке - разница этих величин не должна превышать ± 5%.

Предпочтительно, чтобы на этапе 2) для отделения шлака от осадков применялся процесс просеивания при числе отверстий сита на один линейный дюйм не менее 60.

Как показано на Фиг. 2, конструкция устройства для прямого обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком посредством процесса барабанного типа включает в себя: барабан 1, в который помещается некоторое количество стальных шариков; устройство 2 для транспортировки шлака и осадков, вход которого соответствует выходу из барабана 1; устройство 3 разделения шлака и осадков, вход которого совмещен с выходом устройства 2 для транспортировки шлака и осадков, а выходы соответствуют различным бункерам для хранения; устройство 4 для обработки остаточного газа, вход которого соединен с выпускным отверстием барабана 1 посредством транспортировочного трубопровода; устройство 5 для смешивания остаточных осадков, входное отверстие которого соединено с пылегрязевым выходом устройства 4 обработки остаточного газа посредством транспортировочного трубопровода, при этом выход устройства 5 для смешивания остаточных осадков соединён с входом барабана 1 посредством трубопровода транспортировки влажных осадков и грязевого насоса.

Предпочтительно, в устройстве 3 разделения шлака и осадков используют процесс просеивания, при котором число отверстий сита на один линейный дюйм составляло бы не менее 60.

В настоящем изобретении использован процесс обработки горячего шлака с помощью оборудования барабанного типа. Расплавленный шлак 100 и неорганические осадки синхронно транспортируют в барабан 1 в определенном соотношении посредством устройства для транспортировки шлака и устройства транспортировки осадков, соответственно. Шлак и осадки полностью перемешиваются за счет вращения барабана. По завершении процессов переноса массы и теплообмена шлака и осадков получают холодный гранулированный шлак и обезвоженные осадки с необходимым содержанием воды. Оборудование, описанное в настоящем изобретении, позволяет реализовать быструю, стабильную и непрерывную грануляцию шлака и обезвоживание неорганических осадков.

Рабочий процесс осуществляют следующим образом.

Металлосодержащий горячий шлак 100 непрерывно подается из ванны во вращающийся барабан 1. В тоже время неорганические осадки с помощью устройства транспортировки осадков транспортируется с заданной скоростью потока от места, где он образуется, в барабан 1. Под совместным воздействием корпуса барабана 1 и стальных шаров в барабане 1 шлак и водосодержащие осадки полностью перемешиваются. По завершении процесса тепломассообмена шлак гранулируется, а осадки обезвоживаются. Затем осадки 200 транспортируется с помощью герметичного устройства 2 для транспортировки шлака и осадков в устройство 3 разделения шлака и осадков для последующей обработки. Разделенные материалы поступают в разные бункеры для хранения в соответствии с составом и классификацией. Остаточный газ, образующийся при обезвоживании осадков в барабане, очищается устройством 4 обработки остаточного газа и выпускается, как только степень его очистки удовлетворяет норме выбросов, применяемым к выбросам данной категории. Остаточные осадки, образующиеся в устройстве 4 обработки остаточного газа, поступают на вход устройства 5 для смешивания остаточных осадков посредством грязевого насоса, смешиваются с осадком из источника, равномерно перемешиваются мешалкой и закачиваются в определенной концентрации посредством грязевого насоса в трубопровод транспортировки необезвоженных осадков, по которому он направляется в барабан 1.

Пример 1.

Согласно технологии комплексного гранулирования металлосодержащего шлака и обезвоживания неорганических (преимущественно, масло-жиросодержащих) осадков с помощью оборудования барабанного типа на сталеплавильном заводе, установка с одним барабаном обрабатывала 180000 тонн высокотемпературного металлосодержащего шлака в год. В процессе обработки металлосодержащего шлака осадки с содержанием воды 80% закачивались в барабанное устройство. Вода, содержащаяся в осадках, использовалась для охлаждения высокотемпературного металлосодержащего шлака, в то время как тепло металлосодержащего шлака использовалось для обезвоживания осадков. Целевое содержание воды в осадках было установлено на уровне 3%. Соотношение потоков шлака и осадков, подаваемых в барабан, составляло 1,9:1,0. Данная технология позволила производить обезвоживание 95000 тонн неорганических осадков ежегодно. После быстрой обработки, такой как охлаждение и обезвоживание в барабане, смесь из шлака и осадков (при температуре 100-130°C) напрямую направлялась в устройство разделения шлака и осадков с помощью устройства для транспортировки. Осадки обезвоживали до содержания воды около 3%. Весь процесс занял всего 5 минут. После полного теплообмена в барабане металлосодержащий шлак и обезвоженные осадки непрерывно выгружались из нижней части устройства разделения шлака и осадков. После просеивания и центрифугирования гранулированный шлак и порошок из измельченных осадков были отправлены в разные бункеры для хранения в ожидании доставки потребителям грузовым автотранспортом.

Пример 2.

В процессе обработки металлосодержащего шлака неорганические (масло-жиросодержащие) осадки с содержанием воды 70% закачивались в барабанное устройство. Вода, содержащаяся в осадках, использовалась для охлаждения высокотемпературного металлосодержащего шлака, в то время как тепло металлосодержащего шлака использовалось для обезвоживания осадков. Целевое содержание воды в осадках было установлено на уровне 15%. Соотношение потоков шлака и осадков, подаваемых в барабан, составляло 1,5:1,0. После быстрой обработки, такой как охлаждение и обезвоживание в барабане, смесь из шлака и осадков (при температуре 100-130°C) напрямую направлялась в устройство разделения шлака и осадков с помощью устройства для транспортировки. Осадки обезвоживали до содержания воды около 3%. Весь процесс занял всего 5 минут. После полного теплообмена в барабане металлосодержащий шлак и обезвоженные осадки непрерывно выгружались из нижней части устройства разделения шлака и осадков. После просеивания и центрифугирования гранулированный шлак и порошок из осадков были отправлены в разные бункеры для хранения в ожидании доставки потребителям грузовым автотранспортом.

Пример 3.

В процессе обработки металлосодержащего шлака неорганические (масло-жиросодержащие) осадки с содержанием воды 95% закачивались в барабанное устройство. Вода, содержащаяся в осадках, использовалась для охлаждения высокотемпературного металлосодержащего шлака, в то время как тепло металлосодержащего шлака использовалось для обезвоживания осадков. Целевое содержание воды в осадках было установлено на уровне 3%. Соотношение потоков шлака и осадков, подаваемых в барабан, составляло 3,0:1,0. После быстрой обработки, такой как охлаждение и обезвоживание в барабане, смесь из шлака и осадков (при температуре 100-130°C) напрямую направлялась в устройство разделения шлака и осадков с помощью устройства для транспортировки. Осадки обезвоживали до содержания воды около 3%. Весь процесс занял всего 5 минут. После полного теплообмена в барабане металлосодержащий шлак и обезвоженные осадки непрерывно выгружались из нижней части устройства разделения шлака и осадков. После просеивания и центрифугирования гранулированный шлак и порошок из осадков были отправлены в разные бункеры для хранения в ожидании доставки потребителям грузовым автотранспортом.

Пример 4.

В процессе обработки металлосодержащего шлака был принят периодический режим подачи, при котором неорганические (масло-жиросодержащие) осадки с содержанием воды 80% закачивались в барабанное устройство. Вода в осадках использовалась для охлаждения высокотемпературного металлосодержащего шлака, в то время как тепло металлосодержащего шлака использовалось для обезвоживания осадков. Целевое содержание воды в осадках было установлено на уровне 3%. Массовое соотношение шлака и осадков, подаваемых в барабан, составляло 1,9:1,0. После быстрой обработки, такой как охлаждение и обезвоживание в барабане, смесь из шлака и осадков (при температуре 100-130°C) напрямую направлялась в устройство разделения шлака и осадков с помощью устройства для транспортировки приспособления. Осадки обезвоживали до содержания воды около 3%. Весь процесс занял всего 5 минут. После полного теплообмена в барабане металлосодержащий шлак и обезвоженные осадки непрерывно выгружались из нижней части устройства разделения шлака и осадков. После просеивания и центрифугирования гранулированный шлак и порошок из осадков были отправлены в разные бункеры для хранения в ожидании доставки потребителям грузовым автотранспортом.

Группа изобретений относится к технологии обработки твердых отходов, в частности к способу прямого обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком посредством процесса барабанного типа и устройству для его осуществления. Способ включает смешивание неорганических осадков со шлаком в барабане для обезвоживания. Шлак и осадки транспортируют в барабан с помощью устройств транспортировки с соотношением потоков, где шлак и осадки смешиваются, обмениваются теплом, обезвоживаются, охлаждаются и разрушаются под действием вращения барабана и прокатки стальных шариков, в результате чего шлак охлаждается, а осадки сушатся с последующей прямой выгрузкой. При этом неорганические осадки имеют начальное содержание воды 70-99%, а содержание воды после обезвоживания составляет 3-15%. Соотношение шлака к осадкам составляет 1,5-3,0, а напор потока осадков составляет 10-80 т/ч. Затем осуществляют отделение шлака от обезвоженных осадков посредством их разделения путем сочетания методов просеивания и центрифугирования. Далее проводят обработку остаточного газа, при которой очистку остаточного газа от пыли, сульфидов и органических соединений, образующихся во время обезвоживания осадков, осуществляют посредством влажной щелочной промывки и адсорбции активированным углём с последующим выводом газа, как только степень его очистки удовлетворяет норме выбросов. Также осуществляют обработку остаточных осадков, при которой пыль, образующуюся при очистке остаточного газа, промывают или увлажняют разбрызгиванием, собирают и транспортируют с помощью конвейерного устройства в устройство для смешивания остаточных осадков, где пыль смешивается с первичными неорганическими осадками, перемешивается и затем регулярно подается в барабан с помощью грязевого насоса для последующего обезвоживания. При этом разница между значением содержания воды в остаточных осадках после смешивания и перемешивания и изначальным значением содержания воды в осадках не превышает ±5%. Группа изобретений позволяет решить за один этап две задачи: охлаждение и гранулирование шлака и обезвоживание неорганических осадков, при этом эффективно используется высокая теплота шлака, обеспечивается быстрое, устойчивое и непрерывное прямое обезвоживание неорганических осадков и отделение шлака от осадков. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком, включающий следующие этапы: смешивание шлака и осадков, разделение шлака и обезвоженных осадков после того, как содержание воды в осадках снизится до 3-15%, при этом шлак и осадки смешивают в барабане, в который помещены стальные шарики.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что массовое соотношение шлака к осадкам составляет 1,5-3.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шлак и обезвоженные осадки разделяют за счёт сочетания методов просеивания и центрифугирования.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно включает этапы обработки остаточного газа и обработки остаточных осадков.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что:

обработка остаточного газа включает очистку остаточного газа от пыли, сульфидов и органических соединений, образующихся во время обезвоживания осадков, посредством влажного щелочения и/или адсорбции активированным углём с последующим выводом газа, как только степень его очистки удовлетворяет норме выбросов,

обработка остаточных осадков включает промывку или увлажнение разбрызгиванием образующейся пыли, сбор пыли, смешивание пыли с осадками, подлежащими обезвоживанию, перемешивание и смешивание со шлаком для последующего обезвоживания.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он включает следующие операции:

транспортировку шлака и осадков к барабану со стальными шариками с помощью устройств для транспортировки,

отделение шлака от обезвоженных осадков после того, как содержание воды в осадках снизится до 3-15%, посредством транспортировки смеси шлака и обезвоженных осадков в устройство разделения шлака и осадков устройством транспортировки шлака и осадков, расположенным на выходе из барабана,

обработку остаточного газа, при которой пыль, сульфиды и органические соединения, присутствующие в остаточном газе, образующемся во время обезвоживания осадков, из выпускного отверстия барабана поступают в устройство для обработки остаточного газа, и после обработки газ выводится через трубопровод, как только степень его очистки удовлетворяет норме выбросов, а отделенная пыль поступает на пылегрязевой выход,

смешивание пыли с осадками, подлежащими обезвоживанию, при котором пыль с пылегрязевого выхода устройства обработки остаточного газа поступает в устройство для смешивания остаточных осадков, где смешивается с осадками, подлежащими обезвоживанию,

транспортировку смеси пыли и остаточных осадков в барабан по трубопроводу для транспортировки осадков, подлежащих обезвоживанию.

7. Способ по п. 3, отличающийся тем, что шлак и обезвоженные осадки разделяют посредством просеивания, при этом устройство разделения шлака и осадков имеет не менее 60 отверстий сита на один линейный дюйм.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание и обезвоживание осуществляют партиями, поточным или полупоточным добавлением.

9. Способ прямого обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком посредством процесса барабанного типа, включающий следующие этапы:

1) смешивание неорганических осадков со шлаком в барабане для обезвоживания,

в котором шлак и осадки транспортируют в барабан с помощью устройств транспортировки с соотношением потоков, где шлак и осадки смешиваются,

обмениваются теплом, обезвоживаются, охлаждаются и разрушаются под действием вращения барабана и прокатки стальных шариков, в результате чего шлак охлаждается, а осадки сушатся с последующей прямой выгрузкой, при этом неорганические осадки имеют начальное содержание воды 70-99%, а содержание воды после обезвоживания составляет 3-15%, при этом соотношение шлака к осадкам составляет 1,5-3,0, а напор потока осадков составляет 10-80 т/ч,

2) отделение шлака от обезвоженных осадков,

в котором отделение шлака от обезвоженных осадков осуществляют посредством их разделения путем сочетания методов просеивания и центрифугирования,

3) обработка остаточного газа,

в которой очистку остаточного газа от пыли, сульфидов и органических соединений, образующихся во время обезвоживания осадков, осуществляют посредством влажной щелочной промывки и адсорбции активированным углём с последующим выводом газа, как только степень его очистки удовлетворяет норме выбросов,

4) обработка остаточных осадков,

в которой пыль, образующаяся при очистке остаточного газа, промывают или увлажняют разбрызгиванием, собирают и транспортируют с помощью конвейерного устройства в устройство для смешивания остаточных осадков, где пыль смешивается с первичными неорганическими осадками, перемешивается и затем регулярно подается в барабан с помощью грязевого насоса для последующего обезвоживания, при этом разница между значением содержания воды в остаточных осадках после смешивания и перемешивания и изначальным значением содержания воды в осадках не превышает ±5%.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что на этапе 2) шлак и обезвоженные осадки разделяют посредством просеивания, при этом устройство разделения шлака и осадков имеет не менее 60 отверстий сита на один линейный дюйм.

11. Устройство для прямого обезвоживания неорганических осадков горячим шлаком посредством процесса барабанного типа, содержащее:

барабан со стальными шариками внутри,

устройство для транспортировки шлака и осадков, вход которого соответствует выходу из барабана,

устройство разделения шлака и осадков, вход которого совмещен с выходом устройства для транспортировки шлака и осадков, а выходы соответствуют бункерам для хранения,

устройство для обработки остаточного газа, вход которого соединен с выпускным отверстием барабана посредством транспортировочного трубопровода,

устройство для смешивания остаточных осадков, входное отверстие которого соединено с пылегрязевым выходом устройства обработки остаточного газа посредством транспортировочного трубопровода, при этом остаточные осадки смешиваются с осадками, подлежащими обезвоживанию,

трубопровод транспортировки осадков, подлежащих обезвоживанию, соединяющий выход устройства для смешивания остаточных осадков с входом барабана; а также

грязевой насос, размещённый на трубопроводе транспортировки осадков, подлежащих обезвоживанию, для перекачки осадков в барабан.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что устройство разделения шлака и осадков использует процесс просеивания, при котором число отверстий сита на один линейный дюйм составляет не менее 60.