CN113862550A - 轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的系统和工艺 - Google Patents
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Abstract
公开了一种轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的系统和工艺。轧钢油泥和含铬尘泥经过计量在混合装置按一定比例混匀，一方面保证后续给料和在热解反应器的物料状态可控，另一方面根据特定钢铁产品中铁和铬等元素的相对比例定向调配。如需要，还可以在混合阶段添加少量的焦粉。通过上料装置将调配后的轧钢油泥和含铬尘泥混合物送至解耦系统的热解反应器中，根据停留时间、温度等调整油泥中废轧制油的裂解和缩聚的比例。裂解后的有机可燃气体在燃烧反应器燃烧后烟气经净化装置脱硫、脱硝处理，达标排放。热解反应器后续的固体产物经冷却、压球后作为原料进入钢厂转炉，亦或者进入熔融反应器，重新加入特定元素调配形成钢制品。
Description
技术领域
本发明涉及一种轧钢油泥和含铬污泥协同资源化利用的系统和工艺。
背景技术
轧钢油泥是钢厂钢板轧制过程中起润滑和冷却作用的轧制油经磁过滤装置吸附后产生的固液混合废物。固体组分中其主要成分是铁粉，其中Fe元素的含量在90％以上，另外液体组分为废轧制油和水。由于其具有毒性，属于国家危险废物，危险废物代码HW08废矿物油及含矿物油类废物。不同钢厂的生产工艺和管理水平会带来轧钢油泥含油率的不同，一般超过10％。目前钢厂通过将轧钢油泥添加至烧结的方式协同处理，但是由于烧结过程本身特性油泥中废轧制油的燃烧不完全，进而导致烧结风机运行故障。
在不锈钢的生产过程中也会产生含铬的尘泥，如含铬废水处理沉淀的含铬污泥及电弧炉粉尘等。该部分含铬尘泥中含有铬的氧化物，具有毒性，属于危险废物，危废代码HW23。含铬尘泥大多都由钢厂委外填埋处置，不仅增加钢厂运营成本，同时造成了资源浪费也占用了土地。
发明内容
本发明的实施例提出一种钢铁轧钢油泥和含铬尘泥的无害化、资源化协同利用系统和工艺，一方面利用解耦系统将轧钢油泥原有的毒性组分废轧制油转化为对系统有效的有机气体、焦，实现对系统的供热和对氧化铬的还原解毒，另一方面将轧钢油泥中的铁元素和含铬尘泥中的铬元素作为原料再利用，不仅减少了钢厂危废处置的费用，同时减少了其原料消耗。
根据实施例的一方面，提供一种轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的系统，包括：
混合装置，用于混合轧钢油泥和含铬尘泥；
计量装置，对所述混合装置混合的轧钢油泥和含铬尘泥进行计量；
热解反应器，用于在高温无氧氛围下使混合的轧钢油泥和含铬尘泥发生反应，在反应过程中轧钢油泥中的废轧制油一部分以气体形式析出并发生裂解产生有机可燃气体，另一部分废轧制油发生干馏缩聚反应产生以碳元素为主要组分的焦或半焦，使含铬尘泥中铬的氧化物在的高温还原氛围下被所述气体中的还原性气体、焦或半焦还原；
燃烧反应器，用于使裂解后的有机可燃气体燃烧；
烟气净化装置，用于对有机可燃气体燃烧后产生的烟气进行脱硫、脱硝处理；
冷却装置，用于将所述热解反应器后续的固体产物冷却；和/或
熔融反应器，用于将所述热解反应器后续的固体产物调配形成钢制品。
根据实施例的另一方面，提供一种轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的工艺，包括：
将轧钢油泥和含铬尘泥计量后在混合装置按比例混匀；
通过上料装置将调配后的轧钢油泥和含铬尘泥混合物送至解耦系统的热解反应器中，在所述热解反应器的高温无氧氛围下使混合的轧钢油泥和含铬尘泥发生反应，在反应过程中轧钢油泥中的废轧制油一部分以气体形式析出并发生裂解产生有机可燃气体，另一部分废轧制油发生干馏缩聚反应产生以碳元素为主要组分的焦或半焦，含铬尘泥中铬的氧化物在的高温还原氛围下被所述气体中的还原性气体、焦或半焦还原；
燃烧裂解后的有机可燃气体；
对有机可燃气体燃烧后产生的烟气进行脱硫、脱硝处理；
将所述热解反应器后续的固体产物冷却、压球返回钢厂转炉，或者将固体产物送入熔融反应器，重新加入特定元素调配形成钢制品。
在一些实施例中，有机可燃气体在所述燃烧反应器中燃烧为所述热解反应器提供热量。
在一些实施例中，所述热解反应器的温度500～900℃。
在一些实施例中，所述热解反应器的氧气含量＜3％。
在一些实施例中，在混合阶段添加焦粉。
本发明实现钢铁工艺中产生的危险废物轧钢油泥和含铬尘泥的无害化和资源化。利用热解反应器中的高温氛围将轧钢油泥中废轧制油裂解和缩聚，分别形成可燃气体、碳元素等，进而为热解反应提供热量以及后续含铬氧化物的解毒提供还原物质。后续将轧钢油泥中的铁以及铬元素作为原材料应用于钢铁冶炼中。本发明为钢铁工业环保协同发展提供了一条鲜明的技术路线。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1为本发明一实施例提供的一种轧钢油泥和含铬尘泥协同资源化利用的系统示意图。
具体实施方式
本发明通过协同利用轧钢油泥中的铁元素、含油物质和含铬尘泥中的铬元素生产不锈钢的原材料，实现钢铁行业两种危险废物的无害化和资源化。图1示出了一种轧钢油泥和含铬尘泥协同资源化利用的系统。如图1，轧钢油泥和含铬尘泥协同资源化利用的系统包括计量装置、混合装置、上料装置、解耦系统(含热解反应器、燃烧反应器)、烟气净化装置、固渣冷却装置、压球装置或是熔融反应器。
轧钢油泥和含铬尘泥经过计量在混合装置按一定比例混匀，一方面保证后续给料和在热解反应器的物料状态可控，另一方面根据特定钢铁产品中铁和铬等元素的相对比例定向调配。如需要，还可以在混合阶段添加少量的焦粉。通过上料装置将调配后的轧钢油泥和含铬尘泥混合物送至解耦系统的热解反应器中，根据停留时间、温度等调整油泥中废轧制油的裂解和缩聚的比例。裂解后的有机可燃气体在燃烧反应器燃烧后烟气经净化装置脱硫、脱硝处理，达标排放。热解反应器后续的固体产物经冷却、压球后作为原料进入钢厂转炉，亦或者进入熔融反应器，重新加入特定元素调配形成钢制品。
在解耦系统的热解反应器的高温无氧氛围下，轧钢油泥中的废轧制油一部分以气体形式析出，其中的碳链断裂分解成为有机物质，如H2、CH4、CO等具有一定热值的气体组分；另一部分废轧制油发生干馏缩聚反应产生以碳元素为主要组分的焦或半焦(固态)。气体组分在解耦系统的燃烧反应器中燃烧，为热解反应器提供热量。另一方面，含铬尘泥中铬的氧化物在热解反应器的高温还原氛围下被还原性气体和半焦等还原，实现铬的解毒。在热解反应器中剩余的固体可经过冷却、压球返回钢厂转炉，也可以直接通过外部加设的熔融反应器熔融获得特定钢铁产品，亦或两者兼有。
其中，轧钢油泥中含油量为5～40％，TFe含量为30％～60％，含铬尘泥中铬含量0.5％～10％。
物料入料要求：通过合适的配比控制入炉混合物料的水分、黏度及表观密度等，例如将混合物料中液体组分比例控制在50％以下。
铁和铬的还原要求：通过配比使样品中碳氧比1.3～2.0，即样品中1.3<[(工业分析后固定碳+可能添加焦粉)的总质量/12]：[1.5*铁的质量/56+1.5*铬的质量/52]<2.0。
热解反应器的温度控制在500℃～900℃，停留时间30min～120min，热解反应器的氧气含量＜3％。燃烧反应器的温度控制在1100℃以上，这个是规范要求，只要大于这个值即可，必要时可加入钢厂煤气、天然气等作为辅助燃料，并保证烟气停留时间＞2s。
通过烟气净化装置使排放烟气中各项污染物排放指标满足《危险废物焚烧控制标准》要求。
若采用冷却后压块的方式，可采用间接冷却，保证冷却装置内O2含量＜3％，冷却后球体温度＜120℃，压球后抗压强度＞800N。
本发明通过解耦系统消除轧钢油泥和含铬尘泥的毒性，且将轧钢油泥中对钢铁工艺有利元素铁、含铬污泥中对钢铁有利元素铬高效利用，实现两种危险废物的资源化。
Claims (10)
1.一种轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的系统，其特征在于，包括：
混合装置，用于混合轧钢油泥和含铬尘泥；
计量装置，对所述混合装置混合的轧钢油泥和含铬尘泥进行计量；
热解反应器，用于在高温无氧氛围下使混合的轧钢油泥和含铬尘泥发生反应，在反应过程中轧钢油泥中的废轧制油一部分以气体形式析出并发生裂解产生有机可燃气体，另一部分废轧制油发生干馏缩聚反应产生以碳元素为主要组分的焦或半焦，使含铬尘泥中铬的氧化物在的高温还原氛围下被所述气体中的还原性气体、焦或半焦还原；
燃烧反应器，用于使裂解后的有机可燃气体燃烧；
烟气净化装置，用于对有机可燃气体燃烧后产生的烟气进行脱硫、脱硝处理；
冷却装置，用于将所述热解反应器后续的固体产物冷却；和/或
熔融反应器，用于将所述热解反应器后续的固体产物调配形成钢制品。
2.根据权利要求1所述的轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的系统，其特征在于，有机可燃气体在所述燃烧反应器中燃烧为所述热解反应器提供热量。
3.根据权利要求1所述的轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的系统，其特征在于，所述热解反应器的温度500～900℃。
4.根据权利要求1所述的轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的系统，其特征在于，所述热解反应器的氧气含量＜3％。
5.根据权利要求1所述的轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的系统，其特征在于，在混合阶段添加焦粉。
6.一种轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的工艺，其特征在于，包括：
将轧钢油泥和含铬尘泥计量后在混合装置按比例混匀；
通过上料装置将调配后的轧钢油泥和含铬尘泥混合物送至解耦系统的热解反应器中，在所述热解反应器的高温无氧氛围下使混合的轧钢油泥和含铬尘泥发生反应，在反应过程中轧钢油泥中的废轧制油一部分以气体形式析出并发生裂解产生有机可燃气体，另一部分废轧制油发生干馏缩聚反应产生以碳元素为主要组分的焦或半焦，含铬尘泥中铬的氧化物在的高温还原氛围下被所述气体中的还原性气体、焦或半焦还原；
燃烧裂解后的有机可燃气体；
对有机可燃气体燃烧后产生的烟气进行脱硫、脱硝处理；
将所述热解反应器后续的固体产物冷却、压球返回钢厂转炉，或者将固体产物送入熔融反应器，重新加入特定元素调配形成钢制品。
7.根据权利要求6所述的轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的工艺，其特征在于，有机可燃气体在所述燃烧反应器中燃烧为所述热解反应器提供热量。
8.根据权利要求6所述的轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的工艺，其特征在于，所述热解反应器的温度500～900℃。
9.根据权利要求6所述的轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的工艺，其特征在于，所述热解反应器的氧气含量＜3％。
10.根据权利要求6所述的轧钢油泥与含铬尘泥协同资源化利用的工艺，其特征在于，在混合阶段添加焦粉。
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2021
- 2021-10-29 CN CN202111273918.XA patent/CN113862550A/zh active Pending
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