公布日：2023.10.27
申請日：2023.07.24
分類號(hào)：C22B7/00(2006.01)I;C22B7/02(2006.01)I;C22B1/24(2006.01)I;C21B13/00(2006.01)I;C22B19/38(2006.01)I;C22B19/30(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法及系統(tǒng)，采用原料預(yù)處理、混料、制球、轉(zhuǎn)底爐直接還原、煙氣處理等工序處理含油污泥，通過轉(zhuǎn)底爐直接還原使得含油污泥中的油充分燃燒，有效利用了含油污泥的組分，最終實(shí)現(xiàn)鐵、鋅的回收，不僅解決含油污泥脫水困難、含油組分及鐵元素回收難等問題，而且極大的減少轉(zhuǎn)底爐煙氣中VOCs的含量，使VOCs能達(dá)標(biāo)排放。
權(quán)利要求書
1.一種轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法，其特征在于，包括以下步驟：S1，原料預(yù)處理，將鋼鐵廠含油污泥、高鈣除塵灰和水混合均勻后靜置一定時(shí)間，得到預(yù)混料；S2，原料混勻，將所述預(yù)混料與含鐵鋅塵泥、壓球輔料及水混合均勻后得到混勻料；S3，制球，將所述混勻料通過壓球工序制成球團(tuán)，并將所述球團(tuán)靜置一段時(shí)間；S4，轉(zhuǎn)底爐直接還原，所述步驟S3獲得的球團(tuán)由振動(dòng)布料器送入到轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，在轉(zhuǎn)底爐轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，依次經(jīng)過加熱段、還原一區(qū)、還原二區(qū)、還原三區(qū)、還原四區(qū)和出料段，使得所述球團(tuán)充分還原后獲得DRI球團(tuán)；S5，煙氣處理，所述還原過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)余熱回收后進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐煙氣除塵器中除塵后得到氧化鋅粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S1中：所述鋼鐵廠含油污泥的含水率為20～40wt％，含油率為3～8wt％；和/或所述高鈣除塵灰中CaO含量為9～15wt％；和/或所述高鈣除塵灰與含油污泥的重量比6～10：1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S1中：所述靜置時(shí)間為36～72h；和/或所述預(yù)混料的含水率為25～35wt％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S2中：所述預(yù)混料占所述預(yù)混料與含鐵鋅塵泥總量的30～50wt％，所述含鐵鋅塵泥占所述預(yù)混料與含鐵鋅塵泥總量的50～70wt％；所述壓球輔料占所述預(yù)混料與含鐵鋅塵泥總量的3～6wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S2中：所述含鐵鋅塵泥包括高爐除塵灰、含鋅冷軋污泥、瓦斯泥；和/或所述壓球輔料采用粘合劑材料；和/或所述混勻料的含水率為10～13wt％；和/或所述混合料中TFe：45～55％，Zn：2～5％，C：5～13％，CaO：3～7％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述壓球工序制成的球團(tuán)靜置24～48h后，含水率小于3wt％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S4中：所述轉(zhuǎn)底爐爐底的料層厚度為2～3層；和/或所述轉(zhuǎn)底爐的加熱段、還原一區(qū)、還原二區(qū)、還原三區(qū)、還原四區(qū)和出料段內(nèi)均配置有富氧氣燒嘴，通過調(diào)節(jié)閥門將所述轉(zhuǎn)底爐各區(qū)段的氧氣含量控制在為5～25wt％；和/或所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的最高還原溫度小于1280℃，加熱區(qū)的溫度為1100～1180℃，所述還原一區(qū)的溫度為1150～1240℃；和/或所述DRI球團(tuán)經(jīng)螺旋出料器排出后進(jìn)入到冷卻筒冷卻至200℃以下，經(jīng)篩分后送至成品倉。
8.一種用以執(zhí)行如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括混料池，用以將鋼鐵廠含油污泥、高鈣除塵灰和水充分混合獲得預(yù)混料；混料機(jī)，用以將預(yù)混料、含鐵鋅塵泥、壓球輔料和水混合均勻獲得混勻料；壓球機(jī)，用以將混勻料通過壓球工藝壓制成球團(tuán)；該壓球機(jī)通過皮帶與所述混料機(jī)連接；轉(zhuǎn)底爐，用以將球團(tuán)進(jìn)行還原處理獲得DRI球團(tuán)；所述轉(zhuǎn)底爐的入料口設(shè)有用以將球團(tuán)均勻分布在轉(zhuǎn)底爐環(huán)形爐床上的振動(dòng)布料器；該轉(zhuǎn)底爐的爐膛內(nèi)部依次設(shè)有加熱段、還原一區(qū)、還原二區(qū)、還原三區(qū)、還原四區(qū)和出料段，所述加熱段、還原一區(qū)、還原二區(qū)、還原三區(qū)、還原四區(qū)和出料段內(nèi)均配置有富氧燒嘴；所述出料段設(shè)有用以將DRI球團(tuán)排出的螺旋出料器；余熱回收系統(tǒng)，用以將所述轉(zhuǎn)底爐還原處理過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行余熱回收；該余熱回收系統(tǒng)與所述轉(zhuǎn)底爐的煙氣出口連接；轉(zhuǎn)底爐煙氣除塵器，用以將余熱回收系統(tǒng)降溫后的煙氣進(jìn)行除塵處理以獲得煙氣中的氧化鋅粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的系統(tǒng)，其特征在于，所述富氧燒嘴與氧氣管道連接，所述氧氣管道上設(shè)有用以調(diào)節(jié)氧氣流量的調(diào)節(jié)閥門。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的系統(tǒng)，其特征在于，還包括冷卻筒、篩分設(shè)備和成品倉；所述冷卻筒與所述轉(zhuǎn)底爐出料段設(shè)置的螺旋出料器連接，該冷卻筒用以將DRI球團(tuán)冷卻；所述篩分裝置用以將冷卻后的DRI球團(tuán)進(jìn)行篩分處理以獲得DRI球團(tuán)成品；所述成品倉用以存儲(chǔ)冷卻后的DRI球團(tuán)。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法及系統(tǒng)，不僅能有效利用含油污泥的組分，最終實(shí)現(xiàn)鐵、鋅的回收，解決含油污泥脫水困難、含油組分及鐵元素回收難等問題，而且極大的減少轉(zhuǎn)底爐煙氣中VOCs的含量，使VOCs能達(dá)標(biāo)排放。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明第一方面提供了一種轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法，包括以下步驟：
S1，原料預(yù)處理，將鋼鐵廠含油污泥、高鈣除塵灰和水混合均勻后靜置一定時(shí)間，得到預(yù)混料；
S2，原料混勻，將所述預(yù)混料與含鐵鋅塵泥、壓球輔料及水混合均勻后得到混勻料；
S3，制球，將所述混勻料通過壓球工序制成球團(tuán)，并將所述球團(tuán)靜置一段時(shí)間；
S4，轉(zhuǎn)底爐直接還原，所述步驟S3獲得的球團(tuán)由振動(dòng)布料器送入到轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，在轉(zhuǎn)底爐轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，依次經(jīng)過加熱段、還原一區(qū)、還原二區(qū)、還原三區(qū)、還原四區(qū)和出料段，使得所述球團(tuán)充分還原后獲得DRI球團(tuán)；
S5，煙氣處理，所述還原過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)余熱回收后進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐煙氣除塵器中除塵后得到氧化鋅粉，除塵后的煙氣經(jīng)脫硫脫硝達(dá)標(biāo)后排放。
優(yōu)選地，所述步驟S1中：
所述鋼鐵廠含油污泥的含水率為20～40wt％，含油率為3～8wt％；和/或
所述高鈣除塵灰中CaO含量為9～15wt％；和/或
所述高鈣除塵灰與含油污泥的重量比6～10：1。
優(yōu)選地，所述步驟S1中：
所述靜置時(shí)間為36～72h；和/或
所述預(yù)混料的含水率為25～35wt％。
優(yōu)選地，所述步驟S2中：
所述預(yù)混料占所述預(yù)混料與含鐵鋅塵泥總量的30～50wt％，所述含鐵鋅塵泥占所述預(yù)混料與含鐵鋅塵泥總量的50～70wt％；所述壓球輔料占所述預(yù)混料與含鐵鋅塵泥總量的3～6wt％。
優(yōu)選地，所述步驟S2中：
所述含鐵鋅塵泥包括高爐除塵灰、含鋅冷軋污泥、瓦斯泥；和/或
所述壓球輔料采用粘合劑材料；和/或
所述混勻料的含水率為10～13wt％；和/或
所述混合料中TFe：45～55％，Zn：2～5％，C：5～13％，CaO：3～7％。
優(yōu)選地，所述步驟S3中，所述壓球工序制成的球團(tuán)靜置24～48h后，含水率小于3wt％。
優(yōu)選地，所述步驟S4中：
所述轉(zhuǎn)底爐爐底的料層厚度為2～3層；和/或
所述轉(zhuǎn)底爐的加熱段、還原一區(qū)、還原二區(qū)、還原三區(qū)、還原四區(qū)和出料段內(nèi)均配置有富氧氣燒嘴，通過調(diào)節(jié)閥門將所述轉(zhuǎn)底爐各區(qū)段的氧氣含量控制在為5～25wt％；和/或
所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的最高還原溫度小于1280℃，加熱區(qū)的溫度為1100～1180℃，所述還原一區(qū)的溫度為1150～1240℃；和/或
所述DRI球團(tuán)經(jīng)螺旋出料器排出后進(jìn)入到冷卻筒冷卻至200℃以下，經(jīng)篩分后送至成品倉。
本發(fā)明的第二方面提供了一種用以執(zhí)行如本發(fā)明第一方面所述的轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法的系統(tǒng)，包括
混料池，用以將鋼鐵廠含油污泥、高鈣除塵灰和水充分混合獲得預(yù)混料；
混料機(jī)，用以將預(yù)混料、含鐵鋅塵泥、壓球輔料和水混合均勻獲得混勻料；
壓球機(jī)，用以將混勻料通過壓球工藝壓制成球團(tuán)；該壓球機(jī)通過皮帶與所述第混料機(jī)連接；
轉(zhuǎn)底爐，用以將球團(tuán)進(jìn)行還原處理獲得DRI球團(tuán)；所述轉(zhuǎn)底爐的入料口設(shè)有用以將球團(tuán)均勻分布在轉(zhuǎn)底爐環(huán)形爐床上的振動(dòng)布料器；該轉(zhuǎn)底爐的爐膛內(nèi)部依次設(shè)有加熱段、還原一區(qū)、還原二區(qū)、還原三區(qū)、還原四區(qū)和出料段，所述加熱段、還原一區(qū)、還原二區(qū)、還原三區(qū)、還原四區(qū)和出料段內(nèi)均配置有富氧燒嘴；所述出料段設(shè)有用以將DRI球團(tuán)排出的螺旋出料器；
余熱回收系統(tǒng)，用以將所述轉(zhuǎn)底爐還原處理過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行余熱回收；該余熱回收系統(tǒng)與所述轉(zhuǎn)底爐的煙氣出口連接；
轉(zhuǎn)底爐煙氣除塵器，用以將余熱回收系統(tǒng)降溫后的煙氣進(jìn)行除塵處理以獲得煙氣中的氧化鋅粉；
脫硫脫硝裝置，用以將除塵后的煙氣進(jìn)行脫硫脫硝處理。
優(yōu)選地，所述富氧燒嘴與氧氣管道連接，所述氧氣管道上設(shè)有用以調(diào)節(jié)氧氣流量的調(diào)節(jié)閥門。
優(yōu)選地，還包括冷卻筒和成品倉；所述冷卻筒與所述轉(zhuǎn)底爐出料段設(shè)置的螺旋出料器連接，該冷卻筒用以將DRI球團(tuán)冷卻篩分處理以獲得DRI球團(tuán)成品；所述成品倉用以存儲(chǔ)冷卻后的DRI球團(tuán)。
本發(fā)明所提供的一種轉(zhuǎn)底爐協(xié)同處置含油污泥的方法及系統(tǒng)，還具有以下幾點(diǎn)
有益效果：
1、由于含油污泥含水率較高為20～40％左右，與廢油形成油水混合物，為污泥的脫水和使用帶來了較大的困難，不能直接作為含鐵原料使用；本發(fā)明采用預(yù)混料工序?qū)⒑臀勰嗯c高鈣除塵灰預(yù)混料，該工序能夠有效利用含有污泥中的水，充分消解高鈣除塵灰，防止球團(tuán)在直接還原過程中爆裂；節(jié)省原料烘干工序，保證預(yù)混料連續(xù)穩(wěn)定供料，節(jié)約能源介質(zhì)消耗，避免烘干過程中揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的溢出；除此之外，高鈣除塵灰的氧化鈣能夠有效抑制二噁英前驅(qū)物的生成，保證轉(zhuǎn)底爐煙氣二噁英達(dá)標(biāo)排放；
2、本發(fā)明取消傳統(tǒng)工藝中的烘干工序，避免烘干過程中VOCs生成；
3、本發(fā)明采用富氧轉(zhuǎn)底爐直接還原工序，使得含油污泥中有機(jī)物在加熱段和還原一區(qū)能夠充分燃燒，極大減少轉(zhuǎn)底爐煙氣中VOCs的含量，VOCs能達(dá)標(biāo)排放；油泥中有機(jī)物燃燒為維持轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)溫度提供能量，節(jié)約煤氣消耗；
4、本發(fā)明能有效利用含油污泥的組分，最終實(shí)現(xiàn)鐵、鋅的回收，解決含油污泥脫水困難、含油組分及鐵元素回收難等問題；
5、采用本發(fā)明方法及系統(tǒng)，產(chǎn)品的金屬化率可達(dá)90％以上，脫鋅率可達(dá)92％以上；
6、本發(fā)明的系統(tǒng)協(xié)同處置鋼鐵廠危廢含油污泥，結(jié)合富氧燃燒技術(shù)，既能保證還原過程中煙氣VOCs和二噁英達(dá)標(biāo)排放，又能提高轉(zhuǎn)底爐熱效率，降低能耗。
（發(fā)明人：張夢露;余志友;劉安治;曹志成;吳佩佩;付曉燕）
