Способ утилизации маслоокалиносодержащих отходов Советский патент 1984 года по МПК F23G7/00 

со ---1

ю

Изобретение относится к утилизации отходов, содержащих воду, масла и оксиды металлов (например, окалину ), металлургического и машиностроительного производств 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 (20%), тщательно перемешивают смесь и вьщерживают ее в течение 15 сут. до образования сыпучего материала, а затем добавляют к аглошихте для спекания Ll.

Недостатки способа заключаются в том, что условия обезвоживания отходов (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 ((аслосодержащие шламы ), 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 вращаюдейся 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 использовать 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 маслоотходьг и маслоокалиносодержащие шламы нагревают при атмосферном давлении до 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 (300-350С ),отделяют 80-85% масла, а оставшийся пастообразный продукт подвергают вакуумной сушке от остатков масла

при температуре выше температуры конца кипения масла на 30-50°С, но не более 400с. Вакуумную перегонку и сушку проводят при остаточном давлении не выше 30 мм рт.ст.. ГЗ.

Недостатками известного способа являются образование нового маслоокалиносодержащего шлама (содержание масла до 2,3% ) и неиспользование окалины, что снижает эффективность 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 ,950-1100с, 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.

Способ может быть использован для маслоокалиносодержащих отходов.

Жидкие маслоотходы с содержанием, % :

Вода 4-85

Масло 5-95

Окалина О,-1-10

Маслоокалиносодержащие шламы с содержанием, %:

Вода 20-60

Масло 5-25

Окалина 10-70

Способ осу1дествляют следующим образом.

Жидкие маслоотходы нагревают при атмосферном давлении до 100-105с и путем простой перегонки (дистилляции ) отделяют воду до содержания горючих компонентов (масел 1 35-95%, а маслоокалиносодержащие шламы нагревают при атмосферном давлении до 100-105°С и выдерживают до прекращения интенсивного вьаделения паров воды, после чего температуру 5 поднимают до 120-125.С и полученный продукт вьщерживают до полного пре кращения вьщеления пара. Далее жидкие маслоотходы сжигают при коэффициенте расхода воздуха 0,35-0,65 и температуре отходящих продуктов сжигания 950-1100 а обезвоженные маслоокалиносодержащие шламы обрабатывают отходящим продуктами сжигания. Газообразные продукты после восстановления окси дов металлов (окалины ) отводят и сжигают без подачи топлива, а тепло дымовых газов (температура не менее 90Ос ) используют для удаления воды из исходных маслоокалиносодержащих отходов. Образующийся порошкообразный продукт содержит,%: 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, кальций 0,016, магний 6,012, алюми ний 0,06, титан 0,02. Приведенная последовательность операций позволяет создать оптимал ные условия для полного пиролиза м ,сел с образованием углеродсодержащих восстановителей (водород, оксид углерода, сажаJ, для восстановления металлов из оксидов (окалина ) и пол чить железный порошок, удовлетворяю щий требованиям и нормам ГОСТ 9849на железный порошок марки ПЖ5 и ПЖ6 Пример 1. Жидкие маслоотхо ды холодной прокатки, содержащие, % вода 67,9, масла 29,6, окалина 2,5 и шлам из вторичного отстойника сто ных вод горячей прокатки, содержащи %: вода 28,8, масла 6,7 и окалина 64,5, загружают в два отдельных бака в количестве, соответственно 200 кг и 500 кг. Маслоотходы нагревают при атмосферном давлении до 100°С и выпаривают воду до содержания горючих компонентов (масел I 35,3 а шлам нагревают при атмосферном давлении до и выдерживают до прекращения интенсивного выделения паров воды, далее температуру в баке под 5имают до 120с и продукт выдерживают до полного прекращения выделения пара. / Жидкие маслоотходы подают в циклонную печь с производительностью 50 кг/ч, куда одновременно вводят воздух с коэффициентом расхода 0,3 зах игают пилотную горелку ( топливо природный газ ) и поджигают маслоот ходы, после чего пилотную горелку отключают и сжигание маслоотходов ведут самостоятельно (без подачи топлива ) при температуре отходящих гпзов 950°С. Обезвоженный ишам загружают во вращающуюся печь с производительностью 100 кг/ч и обрабатывают в противотоке продуктами сгорания мас лоотходов без смешения с воздухом. Газообразные продукты, содержа1дие в основном продукты разложения ма- i сел, из вращающейся печи выводят в дожигательное устройство и сжигают самостоятельно (без подачи топлива). Тепло дымовых газов (температура не ниже 900°С J используют для удаления воды из исходных маслоотходов и щламов, Выход массы порошкообразного продукта, выгружаемого из вращакхцейся печи, по отношению к общей массе исходной окалины составляет 92,7%. Содержание восстановленного железа в порошке 96,4%. Пример 2. Жидкие маслоотходы холодной прокатки, содержащие, %: вода 26,4, масла 67,3 и окалина 6,3, и шлам из вторичных отстойников сточных вод горячей прокатки, содержащий,%: вода 35,7, масла 5,5 и окалина 58,8, загружают в два отдельных бака в количестве 200 кг и 500 кг. Маслоотходы и шлам нагревают при атмосферном давлении до и прекращении интенсивного вьщеления паров воды. Содержание горючих компонентов (масел ) в маслоотходах при этом составляет 94,7%. Затем температуру щлама пoдни 1aют до 120°С и продукт выдерживают до полного прекращения выделения пара. Жидкие маслоотходы подают в циклонную печь с производительностью 50 кг/ч, куда одновременно вводят воздух с коэффициентом расхода 0,65, зажигают пилотную горелку ( топливноприродный газ ) и поджигают маслоотходы, после чего пилотную горелку отключают и сжигание маслоотходов ведут самостоятельно (без подачи топлива ) при температуре отходящих газов 1100°С. Обезвоженный ишам загружают во вращающуюся печь с производительностью 100 кг/ч и обрабатывают в противотоке продуктами сгорания маслоотходов без смешения с воздухом. Газообразные продукты, содержащие в основном продукты разложения масел, из вращающейся печи выводят в дожигательное устройство и сжигают самостоятельно (без подачи топлива I. Тепло дымовых газов (темпера- тура не ниже 900с ) 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 90,4%. Содержание восстановленного железа в порошке 97,8%.. Результаты химического и гранулометрического анализов железных порошков (1 и 5 ) по предлагаемому ,.

способу приведены соответственно в табл.1 и 2. В табл. 1 для сравнения даны требования ГОСТ 9849-74 на железный порошок марки ПЖ5 и ПЖб

Таблица 1

Влажность предлагаемых порошков не превЕлшает 0,2%. Предлагаемые порошки не имеют посторонних примесей и комков.

Из приведенных данных видно, что полученные по предлагаемому способу порошки удовлетворяют требованиям ГОСТ 9849-74 по всем элементам и гранулометрическому составу (согласно нормы их можно отнести к среднему классу по гранулометрическому составу) и их можно использовать в порошковой металлургии.

Удаление воды из жидких маслоотходов до повьаиения концентрации горючих компонентов не ниже 35% повышает их теплотворную способность не менее, чем до 4 тыс.ккал/кг,

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 мальное количество углеродсодержащих восстановителей ( водород, оксид углерода и сажа К Снижение коэффициента расхода воздуха ниже 0,35 ведет к прекращению горения маслоотходов. Увеличение коэффициента расхода воздуха вьш1е 0,65 приводит к увеличению содержания кислорода в продуктах сжигания, что снижает степень восстановления оксидов металлов. Обработка обезвоженных маслоокалиносодержащих шламов отходящими продуктами сжигания с температурой gSO-llOO C позволяет термически разложить масла шламов на углеродсодержащие восстановители (подород, оксид углерода, сажа) и восстановить оксиды металлов до свободных металлов. Удаление воды из маслоока;линосодержащих шламов позволяет про

изводить полнглй пиролиз масел на углеродсодержащие восстановители, поддерживать высокую температуру продуктов пиролиза, необходимую для ведения процесса восстановления оксидов металлов. Осуществление предлагаемого способа позволяет значительно повысить эффективность утилизации маслоокалиносодержащих отходов путем восстановления входящих в их состав оксидов металлов (окалины получить железный порошок с содержанием восстановленного железа до 98% 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 сотав маслоокалиносодержащих отходов.