Способ парогазового обезжиривания стружки во вращающейся печи Советский патент 1985 года по МПК F27D13/00 

11

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам подготовки стружки перед ее переплавом в металлургическом агрегате

Цель изобретения - повышение качестна обезжиривания, сокращение вредных выбросов в окружающую атмосферу и экономия топлива.

Величина содержания в стружке воды при ее нагреве в диапазоне температур 150-450°С, определяемая по формуле : 4(4,6-0,01t)li- ,основана на экспериментальных данных. Эксперименты показывают, что увлажнение стружки при ее обезжиривании во вращающейся печи наиболее целесообразно производить в .диапазоне температур 150-450С, при которых наблюдается интенсивное испарение

всех фракций, .содержапщхсЯ в стружке органических включений.

Установлено, что наибольшая возможная степень замасленности стружки- составляет около 10%, а наименьшая - около 2%. Такимобразом, верхний предел содержания в нагреваемой стружке воды составляет около 9,5%, а- нижний - около 0,2% При содержании в нагреваемой стружке воды более 9,5% подвод тепла к стружке от теплоносителя и стенок . печи ухудшается, что вызывает за.медление подъема температуры стружки, замедление обезжиривания и увеличение объема отходящей из стружки избыточной воды. Снижение содержания воды в стружке до 0,2% и не менее обуславливает неполную очистку поверхности кусочков стружки от ос.татков органических включений, I OTOрые, в условиях подсосов во вращающуюся печь воздуха,при дальнейшем нагреве стружки до температуры порядка 600 С переходят в микрочастицы карбоидов, что значительно ухуд шает качество продукта.

Согласно экспериментальным данным при температуре стружки ниже ипарения с поверхности кусочков стружки-загрязненных ее углеводородов типа минеральных масел не происходит, в связи с чем увлажнение стружки при парогазовом обезжиривании целесообразно .начинать не ранее, чем температура кусочков стружки достигнет температуры начала испарения низкокипя1цих фракций. Также экспериментально дока202

зано, что в процессе нагрева стружки до температуры порядка 450°С все масла, загрязняющие кусочки стружки, испаряются-, и в стружке остается не более 2% (от исходного ) углеводородных остатков в виде асфальтенов, в связи с чем увлажнение . стружки по достижении температуры ее кусочков целесообразно прекращать. Ограничение температурного диапазона. в котором увлажняют стружку связано с необходимостью снижения расхода увлажняющей воды, сокращения при этом расхода теплоносителя и уменьшения расхода топливного газа при сохранении качества чистоты обезжиренной стружки.

В приведенной зависимости 4 (4,6-0,001-Ь) Тг есть процентное содержание воды в стружке, есть температура стружки в °С, г - есть степень замасленности стружки в % определена на основании экспериментальных данных. Установлено, что при увлажнении стружки во вращающейся барабанной печи путем разбрызгивания воды над кусочками стружки содержание в стружке воды зависит ат температуры стружки. Это объясняется тем, что вода в объеме стружки, нагретой до температуры свьше 150 С, находится в виде микрокапель диаметром порядка 0,5 мм, причем в зависимости от температуры кусочков стружки капли воды либо успевают полностью испариться с поверхности кусочков, либо, частично испарившись, скатываются и сливаются из стружки. .Эксперименты показывают, что при увлажнении стружки, нагретой до температуры порядка 460°С и вьше, в условиях достаточно интенсивного подвода к ней тепла от стенок печи и теплоносителя вся вводимая в стружку вода испаряется, т.е. содержание воды в стружке можно принимать равным нулю. В соответствии с вьш1еуказанным, уровень процентного содержания воды в нагреваемой от 150 до стружке может быть представлен в виде приближенной линейной зависимости (4,6-0,001t), в которой температура t нагретой стружки по дпине печи дана в с.

Установлено также, что введение в замасленную стружку воды и водяных паров значительно интенсифицирует очистку поверхности кусочков 3 стружки от масел, жиров и прочих органических включений, причем кол чество вводимой в стружку воды дол но соответствовать степени загрязн ния стружки маслами. Как показьшают эксперименты, чем больше замаслена стружка, тем больше в нее должно быть введено воды. В то же время с целью снижения расхода топ ливного газа и ускорения процесса обезжиривания, количество вводимой стружку воды должно быть минимальным. В результате обработки опытны данных была получена зависимость, связывающая оптимальное содержание в стружке воды с температурой стру ки и степенью ее замасленности. Способ осуществляют следующим образом.. Увлажнение стружки производят путем подачи на нее оборотной воды очистки дымовых газов при нагреве в диапазоне температур 150-450 С. держание в стружке воды поддержива в зависимости от температуры ее на рева и степени замасленности, определяя по формуле Ч (4,6-0,01t) Т Например, при температуре струж ки и степени ее замасленност равной 9% содержание в ней воды це лесообразно поддерживать на уровне 6%, а при температуре стружки и степени ее замасленност 4% - на уровне 2%. При увлажнении стружки, нагрето до температуры 150-450 С, вода при соприкосновении с кусочками стружки нагревается и кипит, причем, вследствие большой разности температур, процесс нагрева и кипе ния имеет характер микровзрывов. Такое увлажнение обусловливает выс кую скорость очистки поверхности стружки от масел, жиров и прочих органических включений. Большая часть воды и масел при этом испаряется, образующиеся пары смешиваются с теплоносителем и удаляются из печи в виде дымовых газов. Неиспарившаяся вода, загрязненная маслами, перемещается вместе с стружкой в зону более высоких температур, где испаряется, способствуя окислению остатков органичес ких включений, содержащихся в мйкр 204 трещинах кусочков стружки, до двуокиси углерода. Дальнейший нагрев стружки с повышением ее температуры до протекает в условиях окисления ее поверхности кислородом и водяным паром, входящими в состав теплоносителя. При этом, благодаря катали- зирующему влиянию металлической поверхности кусочков стружки . никеля, железа и пр. происходит полная очистка стружки от неокислившихся . углеродсодержащих микрочастиц. Нагретую до температуры стружку выгружают из печи. При парогазовом обезжиривании стружки в увлажняющую ее воду могут быть введены поверхностно-активные вещества, способствующие интенсификации процесса очистки кусочков стружки от масложировых загрязнений. Приме р.Обезжириваемую стружку увлажняют и нагревают противотокам до 600 газообразным теплоносителем - продуктами сгорания топлива; при этом образующиеся горючие компоненты сжигают вне печи, а отходящие дымовые гады после термообезжиривания очищают водой. Длина барабана вращающейся печи 10 м, внутренний диаметр 1,4 м. При сжигании образующихся горючих компонентов и увлажнении стружки используют оборотную воду от очистки дымовых газов, содержащую около 2,0% масел, уловленных в результате очистки дымовых газов. Сжигание образующихся горючих компонентов производят путем испарения оборотной воды в продуктах сгорания природного газа в количестве 0,115 кг на 1 м газа. Состав теплоносителя - продуктов сгорания топлива, об.%: 51 COj; 42,2 Н,0; 49,6 3.1 Oi температура теплоносителя 700 С. Содержание воды в стружке в диапазоне температур ее нагрева 150-450 С поддерживают в зависимости от температуры и степени замасленности согласно формуле1/(4,С-O.oUiYr которой г 3,6%, или после подтановки и преобразования 8,74,019t, где (или в кг воды на 100 кг стружки). При температуре стружки 160С соержание в ней воды поддерживают

около 0,059 кг/кг, при температуре стружки - около 0,002 кг/кг, а в промежутке между 150 С и 450°С прямо пропорционально температуре нагрева. Длина зоны увлажнения стружки в барабане около 6 м. Скорость перемещения стружки в барабане в процессе термообезжиривания 0,23 м/мин. По выходе стружки из печи производят химический анализ загрязйен- ности стружки и степени угара металла. По данным химанализа содержание в стружке углеродсодержащих остатков не обнаружено, степень угара металла составляет 0,021%.

Удельный расход природного газа равняется 0,16 м /кг при средней производительности термообезжиривания 2500 кг/ч.

Использование данного способа парогазового обезжиривания стружки во вращающейся печи позволяет по сравнению с существующими способами повысить качество продукта за счет полного удаления углеродсодержащих остатков и уменьшенного окисления металла; сократить расход топлива,

например природного газа; сократить вредные выбросы в окружающую среду.

СПОСОБ ПАРОГАЗОВОГО ОБЕЗЖИРИВАНИЯ СТРУЖКИ ВО ВРАЩАКЩЕЙСЯ ПЕЧИ, включающий ее увлажнение, наг-рев противотоком до 600°С продуктами сгорания топлива, сжигание вне печи образующихся горючих компонентов и очистку дымовых газов водой. отличающийся тем, что, с целью повышения качества обезжиривания , сокращения вредных выбросов в окружающую атмосферу и экономии топлива, при сжигании об- . раззтощихся горючих компонентов и .увлажнении стружки используют оборотную воду от очистки дымовых газов, а в диапазоне Нагрева стружки 150450 С содержание в ней воды поддерживают в зависимости от температуры и степени замасленности согласно зависимости i 4