含油和铁氧化物的残余物的热处理方法技术

本发明专利技术涉及用多膛炉热处理含油和铁氧化物的再循环物的方法。所述的炉子具有若干重叠的层。将含油和铁氧化物的再循环物与固体还原剂混合并连续供给多膛炉，先置于顶层然后逐步转移至下面的层。再循环物在最上层被干燥。然后，油蒸发并热解，而所述的还原剂则与铁氧化物反应直接生成还原铁。之后，该直接还原的铁与还原剂的残余物一起在多膛炉的最低层处出料。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，所述的残余物以油性泥渣的形式存在，如来自钢厂的泥渣。在钢铁工业的轧钢厂中，存在大量的含车间铁氧化物的泥渣，这些泥渣是在净化来自连续铸造车间和轧机机组的冷却水期间产生的。这些泥渣受油或油脂的污染程度取决于铁成分的粒度。铁成分的粒度越细，油或脂含量越高。最细的部分(＜40μm)可能含油14％，是显著含油的。由于高含油量，难于将这些泥渣返回现有的的生产线。于是，就尝试在烧结厂利用这些泥渣。但是，在燃烧这些泥渣的过程中所测得的二氧芑(dioxin)的浓度如此之高，以致于这种类型的处理既不经济也不合乎生态学的要求。因此，这些泥渣就被堆积在人工湖中，从而给环境带来潜在的危险，因为油和其它残余物会进入地下水中。这些泥渣的典型成分如下表所示。表1 本文中，“油”一般应理解成主要是指轧制钢铁时所使用的润滑剂和油脂。因此，它们主要是烃类，并含有这些润滑剂所具有的各种常规添加剂。所以，本专利技术的任务是提出这种。根据本专利技术，这个问题可以在多膛炉中通过热处理含油和铁氧化物的残余物的方法来解决，所述的多膛炉具有若干一个比一个高的炉膛。将含油和铁氧化物的残余物与固体还原剂混合并连续供给多膛炉，先置于顶层炉膛然后逐步转移至下面的炉膛，含油和氧化铁的残余物在顶层炉膛被干燥，然后油蒸发并热解，而所述的还原剂则与铁氧化物反应直接生成还原铁，后者与还原剂的残余物一起在多膛炉的底炉膛处出料。本专利技术的重要优势是，可以从含油和铁氧化物残余物的重要成分中获得副产品。通过处理之后，铁可以返回钢铁厂的生产作业中；油被热解，而且所产生的热解气体被烧掉。因而，油贡献给了所需处理热的产生。灰分基本上由惰性材料如SiO2、Al2O3、MgO等组成，还可能剩下过量的还原剂。在本方法中，可以通过选择性的过程控制和连续的循环，供给泥渣型含油和铁氧化物的残余物，避免颗粒的结块。无论原料的密实度如何，本方法均提供细粒的最终产品。如果使用成灰还原剂，将是特别有利的。由于固态的最终产品是细粒状的，因此可以容易地从铁中分离出灰分。例如，这种分离可以在热状态通过筛分来进行。另一方面，冷却至700℃以下之后，可以通过磁性分离器从灰分和过量的还原剂中分离出还原铁。按这种办法得到的直接还原铁的质量实际上与还原剂的残余量无关。然后，所得到的铁可以加工成团块，或直接导入熔化炉(电炉等)并进一步处理。所产生的还原剂残余物可以与任何未使用过的还原剂一起用于独立的气化反应器，成灰成分作为液体炉渣被方便地分离，而所生成的原煤气作为燃烧气或还原气被用于多膛炉。因此，也可以使用灰分含量较高的廉价还原剂和/或使用过量较多的还原剂，以防止残余物的结块。使用过量的还原剂，便于残余物的处理，以分离和再使用未使用过的还原剂。例如，如果未使用过的还原剂以足够粗的粒状存在，这可以通过筛选残余物来完成。可以将未使用过的还原剂直接引入多膛炉。但是，部分所需的还原剂也可能沉积在炉子中较低的一个或多个炉膛上。这样，可以将粗粒还原剂(1-3mm)导入多膛炉中较高的炉膛而将细粒还原剂(＜1mm)导入多膛炉中较低的炉膛。因此，可以很大程度上避免粉尘与废气一起出炉，并通过在更低的炉膛引入细还原剂颗粒而加速反应的进行。通过加入粗粒的还原剂，降低了还原剂的消耗，因为在较高的炉膛中，小颗粒的还原剂通过与来自的废气中的H2O和CO2的反应很快地消耗掉。在较高的炉膛上，氧化气氛占优势。通过在较低炉膛选择性地供给还原剂，可以调整炉中的还原气氛至最佳浓度，从而获得较高的金属化度。将处理空间细分成不同的区域，固态物从顶部连续地向下移动，而气态物从炉底沿炉子向上传导。通过将处理空间细分成不同的区域，可以对不同区域甚至每个炉膛的处理条件进行测量，而且如果需要可以选择性地改变。通过安装于每个炉膛的耙子，使含油和铁氧化物的残余物连续地循环并逐步地转移至下面的炉膛。通过连续的循环，可以防止还原剂和含油和铁氧化物的残余物结块。循环速率取决于很多因素，如耙子的几何形状、各层的厚度等。炉膛上的含油和铁氧化物的残余物、还原剂和任何还原铁宜每1-3分钟至少循环一次，其结果是很大程度上防止了结块。可以将含氧的气体注入炉膛，所需要的热量必须通过燃烧过量的生产气体来提供。使用至少250℃的含氧气体是有利的。另外，可以在多膛炉的最低炉膛上注入气态还原剂。这确保了氧化物的还原更彻底。根据进一步优选的实施方案，用燃烧器加热炉子中的一个或多个炉膛。为了不至于因加热系统的废气降低炉子较低部分的还原气体的浓度，这种情况下也可以间接地即通过辐射供给能量。根据另一优选的实施方案，气体于一个或多个炉膛从多膛炉中排出。随后，可以让这些热气体通过CO2洗涤塔，以减少气体的量并增加气体的还原电势，或者让这些热气体通过其中存在碳的附加反应器，以便热气体中存在的二氧化碳依据Boudouard平衡与碳反应形成一氧化碳，从而增加气体的还原电势。之后，使富含一氧化碳的气体返回多膛炉。如果需要，可以在炉子的较低部分的一个或多个炉膛中加入添加剂。这种情况下，在加入添加剂炉膛的上面的炉膛排出气体是有利的。根据一优选的实施方案，气体在一特定的炉膛下面从多膛炉中排出，然后在该炉膛上面再注入多膛炉中。可以将含碳和金属的铁氧化物粉尘或泥渣于该炉膛导入炉中。一旦它们达到一定的温度(约900℃)，重金属氧化物就开始与还原剂反应，由此，所生成的重金属蒸发并与废气一起从多膛炉中出料。重金属在其生成的炉膛上排出是有利的，并单独处理而不同于其它废气。然后将废气氧化，例如在后燃烧室氧化，重金属转化成重金属氧化物，之后该重金属氧化物可以用过滤设备从废气中分离出来。来自电炉或转炉钢厂的含重金属的粉尘和泥渣的典型成分如下表所示。表2 多膛炉可以在特定的过压下操作，以获得进一步增加的产率。与直径约50m的水封的转炉相比，这种操作在多膛炉上可以很容易地实现，多膛炉仅在驱动轴上有小的密封。这种情况下，必须提供进料和出料的气压阀。根据本专利技术的另一方面，提出了多膛炉在含油和铁氧化物残余物的热处理方面的用途。进一步优选的实施方案列于从属权利要求中。下面将借助于附图，描述本专利技术的一个实施方案。附图说明图1是用于热处理含油和铁氧化物残余物的多膛炉的剖面图。图1示出了多膛炉10的剖面图，所述的多膛炉带有若干个(此处为12个)上下排列的炉膛12。这些自立的炉膛12以及炉壳14、炉盖16和炉底18均由耐火材料制成。在炉子10的炉盖16上，提供了出口20和开口22。通过出口20可以排出炉中的气体，通过开口22可以将含油和铁氧化物的残余物与还原剂的混合物装填至顶炉膛上。轴24安装于炉子的中央，在所述的轴24上装有遍布每个炉膛的耙子26。所述的耙子26按这样的方式设计，以使它们在一个炉膛上先由外向里移动材料，然后在下面的炉膛上由里向外移动材料，以便从顶部向下传送材料通过炉子10。将含油和铁氧化物的残余物与固体还原剂如褐煤焦炭、石油焦炭或煤在炉子10的外面混合，然后将含油和铁氧化物的残余物与还原剂的混合物装填于顶炉膛。由于该混合物粘稠方面的一致性，因此用泵(未示出)将其导入多膛炉中。含油和铁氧化物的残余物也可以在与固体还原剂混合之前或之后于炉子之外进行预干燥。将含油和铁氧化物的残余物与还原剂的混合物装填于炉子10的第一炉膛之后，用耙本文档来自技高网...

【技术保护点】
含油和铁氧化物的残余物于多膛炉中的热处理方法，所述的多膛炉具有若干互为上下的炉膛，将该含油和铁氧化物的残余物与固体还原剂混合并连续导入多膛炉，先于顶炉膛展开然后逐步转移至较低的炉膛，该含油和铁氧化物的残余物在顶炉膛干燥，然后所含的油蒸发并热解，而所述的还原剂则与铁氧化物反应生成直接还原铁，后者与还原剂的残余物一起在多膛炉的底炉膛处出料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯汉斯曼，罗曼弗里登，马克索尔维，
申请(专利权)人：保尔沃特公司，
类型：发明
国别省市：LU[卢森堡]