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吉建斌

 
 
 

日志

 
 

钢厂污泥脱油处理技术  

2018-06-08 16:14:39|  分类: 工业和生活垃圾处 |  标签: |举报 |字号 订阅

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翻译:吉建斌

 铁泥(Iron Sludge)脱油(Deoiling

随着环保法规的日益严厉、原材料供应的日趋紧张、以及金属制品售价的不断提高,采取适当工艺对冶金业废渣进行处理并回收利用其中的有价成分,目前已变得越来越有吸引力了。含油污泥和染油金属碎屑是冶金业废渣之一。目前的技术已经可以在不干扰钢铁生产主工艺过程的前提下实现对炼钢废渣中铁元素进行高效回收的目标。

Paul Wurth公司是一家钢铁业工程设计及技术工艺供应商,与Lhoist公司(一家氧化钙和氧化镁基化学品专业生产企业)合作研究开发了一个低温型火法冶金创新性技术工艺过程。

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现状:专业性解决方案的缺失

统计数据(普遍规律)表明,对于年产量为4到8百万吨钢产品的整体炼钢厂,其油泥和含油废渣的年产量在1到2万吨之间。

由于这些含油废料会产生二恶英类污染物,故无法在烧结工序加以二次利用。采用转化炉(converter)进行回收利用时,要求先对废料进行相应处置(压块成型),而且二次应用于转化工序时还可能对转化工艺造成干扰并影响钢产品质量(含硫问题)。经由其它特定的加工工艺进行后处理,又几乎无可避免地要求采取高温条件(热分解过程)。若是采取填埋处置,这些含油废料又会增加炼钢厂运营成本,且同时存在环境隐患问题。

Paul Wurth - Lhoist工艺解决方案

Paul Wurth公司与Lhoist公司的冶金专家和化学专家通力合作,开发成功了一个添加石灰助剂的低温工艺过程,该工艺过程可为炼钢产业提供一个高效、经济的针对性解决方案。

该工艺联合应用了放热化学反应过程和可控氧化工艺过程,使得油泥所含的碳氢化合物成分能够被彻底摧毁,同时回收油泥中有价值的铁矿组分并能够可靠地回用到烧结工序。

Paul Wurth - Lhoist脱油(PLD)*工艺的核心,是将炼钢厂铁泥与特种石灰(见Lhoist公司产品目录)一起在Paul Wurth炉内实现均匀混合。

注*:PLD工艺已申请发明专利,目前正在专利审核中。

在特殊设计的低温多膛炉(Multiple Hearth Furnace,MHF)装置中,在可控式混合装置作用下,添加的石灰助剂与铁泥中含有的水分发生化学反应,同时使物料温度得以快速提升,再经过后继约1个小时的完全氧化作用(炉温维持在<500水平),铁泥中含有的有机组分被转化成CO2和H2O。该工艺过程仅需要在开炉阶段供应补充能源(正常运行时,多膛炉维持在自热平衡操作工况。译者注)。

排出的工艺尾气采用合理安排的烟气处理装置系统进行净化处理。

与一定比率碳酸钙和氢氧化钙相混合的氧化铁则从多膛炉底部排出,进入后继回收利用工序。

Paul Wurth - Lhoist脱油工艺参考数据

关键特征:

设计有钢质外壳的紧凑型多膛炉(MHF)装置

多膛炉设计有5?6层炉床结构

多膛炉的内径(直径)为3.5?4米

采取符合卡车运输要求的炉子设计型式(撬装式设计。译者注)

质量平衡概要数据:

油泥输入量:2.5万吨/年(典型数值)

输入组分分析结果(典型数值,湿基):2?20%油分;10?35%水分;35?60%Fe;2?5%

石灰投用量:5?20%

固体物输出量:大约2.5万吨/年

固体物输出形态:干燥、可流动性粉末

固体物的残留油分:<0.2%

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上图中: Oil oxidation:油分氧化反应(放热量);Iron oxidation:铁元素氧化反应(放热量);CaO hydratation + carbonatation:氧化钙水合反应和碳酸盐化反应(放热量);Fuel gas:辅助燃气燃烧反应(放热量);Heat losses:热能损失(量);Water vaporisation:水分蒸发(耗热量);Solid sensible heat:固相物料显热(升温耗热量);Gas sendible heat:气相产物显热(升温耗热量)。

设计处理能力为每小时4吨油泥(新产生)的多膛炉装置之热能平衡参数

输入原料组成:4%油品+20%水分+10%氧化钙

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环境技术:废弃物处理

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上图中:Oily sludge含油(铁)泥;Lime:石灰;MHF:多膛炉;Sinter plant:烧结装置;Deoiled iron oxide:脱油后的氧化铁;Gas treatment:烟气处理;Dust:粉尘。

Paul Wurth - Lhoist脱油工艺之优势

可简便地整合到通用型炼钢厂工艺流程之中

投加到热处理炉的原料废弃物不需要进行特别预处理

能够很好地适应原料污泥成分的较大幅度波动

从炉内卸出的是高品级的氧化铁产物

脱油处理后的氧化物可输送/处置性能良好,可简便地回用于烧结工序

不干扰/不影响炼钢厂的其它生产工艺条件

- 不对钢铁产品的硫含量产生扰动效应

消除了铁泥的环保处置/填埋费用,消除了对环境的潜在危害

不产生需要进行填埋处置的剩余物

完全消除了油泥带来的异味气体污染

VOC排放浓度能够完全符合欧盟排放法规

处理铁泥所需的炉温较低

能源消耗少

- 除了开炉过程以及进料中油类成分过低的工况之外,正常运行时无需消耗辅助/外加能源

炉子的维修维护操作相当简便

- 采用的多膛炉是由钢质外壳包裹的、带有隔热衬层的特殊结构

- 轻型基座(light foundation)即可满足炉子的安装要求

允许采用简便、弹性化的工艺管理模式

炉子采用的是带有轻质隔热内衬材料的“多炉膛式(multiple hearth)”设计理念

每层炉膛的温度检测和控制均可单独设置、实施

固体物料在炉内的停留时间易于调节和控制

Paul Wurth - Lhoist脱油工艺的应用领域

除了所有整体式炼钢厂产生的含油污泥和残渣之外,PW-L脱油工艺还有极大的可能被应用于非铁金属熔炼产业的副产物处理,以及应用于石油炼制产业的副产物处理过程,甚至应用于染污土壤的修复过程。

这一工艺还可应用于石油化学产业催化剂的再生过程。

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