CN210945729U - 含油铜丝表面切削油热解脱附的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含油铜丝表面切削油热解脱附的装置：装置包括热解腔与冷却腔；所述的热解腔内充流动的氮气，含油铜丝设于空腔内进行热解；热解后的铜丝在冷却空腔内冷却；在无氧的氮气环境下，在热解腔中对含油铜丝进行热解脱附，热解温度保持在300℃～500℃，热解时间60分钟；热解过程中热解腔通入流动的氮气，脱附的切削油由流动的氮气吸附并排出；将热解脱附后的铜丝在冷却腔中进行冷却，冷却过程中冷却腔通入氮气保护防止氧化；冷却至100℃以下，冷却后的铜丝排出。采用热解脱附+冷却回收或尾气吸附技术处理含油铜丝，整个工艺过程属于高效清洁节能技术。

Description

含油铜丝表面切削油热解脱附的装置

技术领域

本实用新型涉及固体废弃物处理技术领域，尤其涉及一种含油铜丝表面切削油热解脱附的装置

背景技术

在铜件的切削加工过程中，为了能够减小铜材与切削刀具之间的磨损、增加加工效率、延长工具使用寿命，经常需要使用金属切削液来起到润滑以及冷却的作用。这种金属切削液一般由基础油添加多种助剂复配而成，具备优秀的润滑、冷却及防锈性能。具体可分为水溶性切削油和油性切削油。水溶性切削油又称可溶性油，加水稀释后成为乳化液，其基本组成包括矿物油、防腐剂、防锈剂、表面活性剂、水及其它添加剂。油性切削油主要是矿物油，是一种由不同碳氢化合物组成的混合物，根据烃类组成可大致分为三类石蜡基、环烷基及芳烃基等，其中石蜡基油所占比例较高。油性切削油一般由低粘度矿物油与添加剂复配制成，不需用水稀释可以直接使用，又叫做非可溶性油。

在铜的切削过程中，会有大量切削下来的剩余铜丝沾有这种油性的切削液，风干之后在铜丝表明形成一层薄薄的油层。由于这种油层多属于有机烃类物质，对环境及人体有害，这使得切削下来的铜丝价值大大降低，成为了切削过程中的废弃物。因此去除含油铜丝表明的切削油成为了提高整个铜件加工过程经济效益的关键。常用的去油方法为乳化去油法，即通过药剂使表面油污发生乳化、分散、渗透、增溶等作用形成可溶物，从而从金属表面脱去。但在这个过程中，一部分残液以及微小的油滴仍在物料表面滞留。并且整个过程会产生含油污水，又需要单独进行处理。另外，去油过程主要依靠人工进行清洗，容易造成效率低下、去油不彻底、质量不稳定等诸多问题。热解常用于化工过程中，在一些废弃物，例如含油污泥等，的处理过程中可以有效地脱除并回收废弃物中的有机组分。但对于含油铜丝尚未有通过热解的办法进行脱油处理。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，采用热解脱附+ 冷却回收或尾气吸附技术处理含油铜丝，整个工艺过程属于高效清洁节能技术。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种含油铜丝表面切削油热解脱附的装置：包括热解腔与冷却腔；所述的热解腔内充流动的氮气，含油铜丝设于空腔内进行热解；热解后的铜丝在冷却空腔内冷却；

所述的装置包括作为热解腔的热解段5、作为冷却腔的冷却段7与金属履带4；所述的热解段5包括进料段与加热段，进料段连通加热段，加热段与冷却段7直连；

所述的热解段5的进料段的上方设有进料口3；金属履带4的起始端设于进料口3下方；贯通热解段5与冷却段7，末端设于冷却段7的出料端；冷却段7的出料端下方设有出料口8；

所述的热解段5与冷却段7的连通处设有氮气进气口6，向热解段5与冷却段7内供氮气；

所述的热解段5的热解后氮气出气口2设于热解段5的进料端，且热解后氮气出气口2 向下倾斜；

所述的含油铜丝物料由进料口3连续投入，落在金属履带4上，由金属履带4带动含油铜丝物料向出料口8运动的同时在加热段进行热解脱附，脱附的切削油由流动的氮气吸附从热解后氮气出气口2排出；脱附后的铜丝进入冷却段7冷却，冷却后的铜丝由出料口8排出，同时所述的冷却段7的保护氮气由出料口8排出。

所述的氮气进气口6包括两个通道。

所述的加热段通过外部加热装置加热，所述的冷却段7通过外部水冷装置冷却。

所述的热解后氮气出气口2向下倾斜30度，并在热解后氮气出气口2下方设有切削油收集器1。

所述的出料口8下方设有收集箱9，收集脱附后的铜丝。

所述的进料口3处设有水平挡板。

一种含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，包括热解腔与冷却腔；所述的热解腔内充流动的氮气，含油铜丝设于空腔内进行热解；热解后的铜丝在冷却空腔内冷却；

所述的装置包括作为热解腔的热解炉10与作为冷却腔的冷却炉20；所述的热解炉10 的热解密闭内腔11连通氮气进气口6与热解后氮气出气口2，热解后氮气出气口2连接活性炭吸附器12；含油铜丝设于密闭内腔中，进行热解脱附，脱附的切削油由循环的氮气吸附从热解后氮气出气口2排出；脱附后的铜丝与热解炉10一块放入所述的冷却炉20的冷却内腔21中冷却。

所述的热解炉10的热解密闭内腔11侧面四周设有加热器13，加热器13外设有保温层 14，整体的底部设有保温耐火砖15；加热器13与保温层14顶部设有纤维板层16，热解密闭内腔11的包括上盖17；

所述的氮气进气口6设于纤维板层16连通热解密闭内腔11。

所述的冷却炉20的冷却内腔21设于冷却箱体22中，冷却箱体22中还设有冷却水循环管23。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的一种含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，工艺采用热解脱附+冷却回收或尾气吸附技术。首先，采用的热解工艺使含油铜丝表面残留的切削油挥发，实现铜丝与粘附的切削油的分离，提高了铜件切削残料的价值。随后，挥发的切削油可以经过冷却再回收实现切削油的循环利用，或者直接被活性炭吸附以达到最基本的环保要求。工艺中热解的方式采用连续式和批次式两种，连续式设计为单向平推式地进料及热解，保证了连续的进料。过程无需人工操作，保证了系统的稳定性。批次式结构设计为开盖式炉箱，造价成本低，结构简单，便于工人操作。整个工艺过程属于高效清洁节能技术。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例一提供的含油铜丝热连续式解脱附切削油的装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的含油铜丝批次式热解脱附切削油的装置的热解炉结构示意图一；

图3为本实用新型实施例二提供的含油铜丝批次式热解脱附切削油的装置的热解炉结构示意图二；

图4为本实用新型实施例二提供的含油铜丝批次式热解脱附切削油的装置的冷却炉结构示意图。

图5为本实用新型实施例一提供的含油铜丝表面切削油热解脱附的方法的过程条件示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

实施例一

如图1所示，一种含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，本例为连续式，采用热解脱附+冷却回收技术，包括热解腔与冷却腔；所述的热解腔内充流动的氮气，含油铜丝设于空腔内进行热解；热解后的铜丝在冷却空腔内冷却。本例中的氮气可以采用其它惰性气体替代，只要惰性气体在高温下不与铜丝发生化学反应即可，本例为描述方便，仅描述氮气。

本例的所述的装置包括作为热解腔的热解段5、作为冷却腔的冷却段7与金属履带4；所述的热解段5包括进料段与加热段，进料段连通加热段，加热段与冷却段7直连；所述的热解段5的进料段的上方设有进料口3；所述的进料口3处设有水平挡板。水平挡板可以在不进料时可以密闭隔绝外部空气进去或内部烟气排出。

金属履带4的起始端设于进料口3下方；贯通热解段5与冷却段7，末端设于冷却段7的出料端；冷却段7的出料端下方设有出料口8。

所述的热解段5与冷却段7的连通处设有氮气进气口6，向热解段5与冷却段7内供氮气；所述的氮气进气口6包括两个通道。分别向热解段5与冷却段7供氮气，分离冷热两段，减少两段之间热量的互相影响；同时，避免热解挥发的切削油与热解后的铜丝的再接触。可同过调节进气口6的两路流量的比例和压力，避免两侧气体出口的倒流，同时也可以更有效地脱除物料上的切削油。

所述的热解段5的热解后氮气出气口2设于热解段5的进料端，且热解后氮气出气口2 向下倾斜；一般设置为向下约30°的倾角，方便切削油冷凝成为液体时的流动及收集。同时可根据实际工况在热解后氮气出气口2上另行设置风冷、水冷或其他冷却方式，使得由氮气带出的切削油得以冷却成液态。并在热解后氮气出气口2下方设有切削油收集器1，以便于冷凝回收的液体得以收集、储存及运输。

所述的含油铜丝物料由进料口3连续投入，落在金属履带4上，由金属履带4带动含油铜丝物料向出料口8运动的同时在加热段进行热解脱附，脱附的切削油由流动的氮气吸附从热解后氮气出气口2排出；脱附后的铜丝进入冷却段7冷却，冷却后的铜丝由出料口8排出，同时所述的冷却段7的保护氮气由出料口8排出。所述的出料口8下方设有收集箱9，收集脱附后的铜丝。

所述的加热段通过外部加热装置加热，所述的冷却段7通过外部水冷装置冷却。外部加热装置与外部水冷装置均属于本领域的公知技术，不再赘述。

具体的热解脱附方法，参考图1所示，包括：

步骤A、在无氧的氮气环境下，在热解腔中对含油铜丝进行热解脱附，热解温度保持在300℃～500℃，热解时间60分钟；热解过程中热解腔通入流动的氮气，脱附的切削油由流动的氮气吸附并排出；

具体的，所述的步骤A包括：

步骤A11、向含油铜丝表面切削油热解脱附装置的热解段5与冷却段7中通入氮气进行吹扫，将热解段5与冷却段7中的空气排出；通入氮气的流量要大于1L/min，氮气吹扫的持续时间大于30分钟；这一过程保证窑炉内形成惰性气氛。目的在于避免氧气的存在使炉内的铜丝在热解时发生氧化反应变成氧化铜，使得处理后的铜丝价值再次下降。氮气由氮气进气口6进入，氮气进气口6为双通道的进气口，两个通道可各自连接惰性气体并调节流量及压力，以适应整个系统压力变化。

步骤A12、在持续的氮气吹扫下，从热解段5的进料段的进料口3加入含油铜丝物料，含油铜丝物料落在金属履带4上，并随金属履带4向出料端运动；同时，氮气持续吹扫，排出含油铜丝物料带入的空气；

油铜丝物料通过进料口3连续加入物料，物料无需前处理，直接送入竖直的进料口3 即可。进料口3设有水平挡板，在不进料时可以密闭隔绝外部空气进去或内部烟气排出。物料由于重力自然下落至金属履带4并随之顺指针向前推移传送。在刚落至金属履带附近，有一段空间没有加热，这一段就是进料段，目的是为了保证氮气可以在一个较低的温度下将装料时混入的空气吹扫出去，防止空气中的氧在高温下迅速与铜发生氧化反应。根据实际工况调整进料速度，使物料的热解可以连续进行。氮气的吹扫方向与物料的前进方向相反，逆流接触使热解的挥发分得以更好地去除。

步骤A13、在氮气持续吹扫下，含油铜丝物料进入到热解段5的加热段，运动过程中加热段内的热解温度保持在300℃～500℃；含油铜丝物料在加热段的停留时间保持在60分钟以上；同时，氮气的吹扫方向与含油铜丝物料的运动方向相反，将热解的切削油挥发分带出，由热解后氮气出气口2排出；

这里通过加热段外部的加热装置使含油铜丝物料在加热段中加热并分解其附着的切削油。图5所示，两种切削油的处理过得结果，热解温度保持在300℃比较理想。因不同的切削油热解温度会有不同，但是过高的温度(例如500℃以上)反而会降低切削油的脱除率，原因可能是高温造成了金属与切削油的化学反应，使得切削油无法脱附。加热段的加热方式采用外部加热，加热段为固定段，内部靠金属履带4顺时针转动推送物料。图 5所示，含切削油的铜丝在加热段内的停留时间保持在60分钟即可有效脱除绝大部分切削油。

这里排出的热解的切削油挥发分在热解后氮气出气口2通过风冷、水冷或其他冷却方式，使得由氮气带出的切削油得以冷却成液态。且热解后氮气出气口2设置为向下约30°的倾角，方便切削油冷凝成为液体时的流动及收集，本例由热解后氮气出气口2处设置切削油收集器1，以便于冷凝回收的液体得以收集、储存及运输。

步骤B、将热解脱附后的铜丝在冷却腔中进行冷却，冷却过程中冷却腔通入氮气保护防止氧化；冷却至100℃以下，冷却后的铜丝排出。

具体的，所述的步骤B包括：

步骤B11、金属履带4将热解脱附后的铜丝送入在冷却段7中进行冷却，冷却过程中冷却段7通入氮气保护防止氧化；

冷却段7外部采用水冷方式进行，同时由氮气进气口6进入的常温氮气一部分会进入冷却段7，实现加速冷却的作用。物料在经过热解段5之后，直接进入冷却段7，实现热解和冷却一体化。

步骤B12、铜丝冷却至100℃以下，随金属履带4运动到冷却段7的出料端，落入下方的出料口8。

具体的，铜丝冷却至100℃以下在氮气的保护下经过物料出口端8排出，最后由收集箱9收集并运输。物料出口端8角度同样设置为向下约30°，便于热解后铜丝的收集。

本例中，从热解后氮气出气口2到物料出口端8，整个炉内都保持无氧的状态。物料出口端8主要收集物料，同时还伴有一定量氮气的排出。热解后氮气出气口2主要排出冷却的切削油，同时还有一定量的氮气。热解段5和冷却段7之间温度的差异，热解后氮气出气口2的压力会略小于物料出口端8的压力，因此氮气在热解后氮气出气口2的流量略高于物料出口端8。可同过调节进气口6的两路流量的比例和压力，避免两侧气体出口的倒流，同时也可以更有效地脱除物料上的切削油。

实施例二

如图2至4所示，一种含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，本例为批次式，采用热解脱附+尾气吸附技术，包括热解腔与冷却腔；所述的热解腔内充流动的氮气，含油铜丝设于空腔内进行热解；热解后的铜丝在冷却空腔内冷却。本例中的氮气可以采用其它惰性气体替代，只要惰性气体在高温下不与铜丝发生化学反应即可，本例为描述方便，仅描述氮气。

所述的装置包括作为热解腔的热解炉10与作为冷却腔的冷却炉20；所述的热解炉10 的热解密闭内腔11连通氮气进气口6与热解后氮气出气口2，热解后氮气出气口2连接活性炭吸附器12；含油铜丝设于密闭内腔中，进行热解脱附，脱附的切削油由循环的氮气吸附从热解后氮气出气口2排出；脱附后的铜丝与热解炉10一块放入所述的冷却炉20的冷却内腔21中冷却。

所述的热解炉10的热解密闭内腔11侧面四周设有加热器13，加热器13外设有保温层 14，整体的底部设有保温耐火砖15；加热器13与保温层14顶部设有纤维板层16，热解密闭内腔11的包括上盖17；可以通过打开上盖17投入物料。所述的氮气进气口6设于纤维板层16连通热解密闭内腔11。

所述的冷却炉20的冷却内腔21设于冷却箱体22中，冷却箱体22中还设有冷却水循环管23。

具体的热解脱附方法，参考图2至4所示，包括：

步骤A、在无氧的氮气环境下，在热解腔中对含油铜丝进行热解脱附，热解温度保持在300℃～500℃，热解时间60分钟；热解过程中热解腔通入流动的氮气，脱附的切削油由流动的氮气吸附并排出；

具体的，所述的步骤A包括：

步骤A21、在常温下将含油铜丝物料装入热解炉10的热解密闭内腔11，由氮气进气口6通入氮气进行吹扫，排出热解密闭内腔11内的空气；

具体的，打开上盖17，将含油铜丝在常温下装入热解密闭内腔11内，关闭上盖17将热解密闭内腔11密封。从两侧氮气进气口6通入氮气，排出热解密闭内腔11内的空气。

步骤A22、开启加热器13，使热解密闭内腔11内的热解温度保持在300℃～500℃；保持60分钟以上；同时，氮气的持续吹扫，将热解的切削油挥发分带出，由热解后氮气出气口2排出；由热解后氮气出气口2排出的热解的切削油，通过连接活性炭吸附器12；经过活性炭吸附器12实现有害气体的吸收。

步骤B、将热解脱附后的铜丝在冷却腔中进行冷却，冷却过程中冷却腔通入氮气保护防止氧化；冷却至100℃以下，冷却后的铜丝排出。

具体的，所述的步骤B包括：

步骤B21、将装的热解脱附后的铜丝的热解密闭内腔11整体放入冷却炉20中冷却；经过热解后的铜丝，其表面吸附的切削油基本被脱除。在这一过程中需保持热解密闭内腔11内的氮气存在的无氧环境。

步骤B22、铜丝冷却至100℃以下，取出热解密闭内腔11，再取出铜丝。

冷却过程中，铜丝随热解密闭内腔11一同降温，降至100℃后，打开顶盖取出脱附了切削油后的铜丝。含油铜丝通过填料-换气-加热-冷却的过程，实现切削油的脱附以及铜丝的高值化回收。在这一过程中在高温期间最好保持热解密闭内腔11内的氮气存在的无氧环境。

另外，在所述的步骤B22冷却过程中，将另一个热解密闭内腔11放入热解炉10，执行步骤B21，两个热解密闭内腔11交替使用。

由于在步骤B22，在热解密闭内腔11移出热解炉10时，热解炉10依旧维持高温。为了更好地提高热量的利用率，另准备一个装好铜丝样品的热解密闭内腔11。当一批铜丝完成热解并被移出热解炉10时，另一批装好样品并置换好惰性气体的热解密闭内腔11立即装入热解炉10中。实现了热量的连续高效利用，避免热解炉10降温升温带来的能耗以及时间损失，实现接近连续的批次热解。

综上所述，本专利与传统的去除金属表面切削油的方式相比，本工艺利用了热解的方式将含油铜丝表明的切削油进行分离脱除。这既保证了含油铜丝处理后的质量，又大大提高了处理效率，同时还可以回收利用分离出的切削油。两种不同的设备实现了连续及批次的处理条件，可根据具体需求在较低的人工费以及较低的造价设备费中进行选择。另外，整个工艺过程没有废水产生，废气经过部分冷凝回收后产量也大大减少，处理成本降低。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，其特征在于：包括热解腔与冷却腔；所述的热解腔内充流动的氮气，含油铜丝设于空腔内进行热解；热解后的铜丝在冷却空腔内冷却；

所述的装置包括作为热解腔的热解段(5)、作为冷却腔的冷却段(7)与金属履带(4)；所述的热解段(5)包括进料段与加热段，进料段连通加热段，加热段与冷却段(7)直连；

所述的热解段(5)的进料段的上方设有进料口(3)；金属履带(4)的起始端设于进料口(3)下方；贯通热解段(5)与冷却段(7)，末端设于冷却段(7)的出料端；冷却段(7)的出料端下方设有出料口(8)；

所述的热解段(5)与冷却段(7)的连通处设有氮气进气口(6)，向热解段(5)与冷却段(7)内供氮气；

所述的热解段(5)的热解后氮气出气口(2)设于热解段(5)的进料端，且热解后氮气出气口(2)向下倾斜；

所述的含油铜丝物料由进料口(3)连续投入，落在金属履带(4)上，由金属履带(4)带动含油铜丝物料向出料口(8)运动的同时在加热段进行热解脱附，脱附的切削油由流动的氮气吸附从热解后氮气出气口(2)排出；脱附后的铜丝进入冷却段(7)冷却，冷却后的铜丝由出料口(8)排出，同时所述的冷却段(7)的保护氮气由出料口(8)排出。

2.根据权利要求1所述的含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，其特征在于，所述的氮气进气口(6)包括两个通道。

3.根据权利要求1或2所述的含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，其特征在于，所述的加热段通过外部加热装置加热，所述的冷却段(7)通过外部水冷装置冷却。

4.根据权利要求1或2所述的含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，其特征在于，所述的热解后氮气出气口(2)向下倾斜30度，并在热解后氮气出气口(2)下方设有切削油收集器(1)。

5.根据权利要求1或2所述的含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，其特征在于，所述的出料口(8)下方设有收集箱(9)，收集脱附后的铜丝。

6.根据权利要求1或2所述的含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，其特征在于，所述的进料口(3)处设有水平挡板。

7.一种含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，其特征在于：包括热解腔与冷却腔；所述的热解腔内充流动的氮气，含油铜丝设于空腔内进行热解；热解后的铜丝在冷却空腔内冷却；

所述的装置包括作为热解腔的热解炉(10)与作为冷却腔的冷却炉(20)；所述的热解炉(10)的热解密闭内腔(11)连通氮气进气口(6)与热解后氮气出气口(2)，热解后氮气出气口(2)连接活性炭吸附器(12)；含油铜丝设于密闭内腔中，进行热解脱附，脱附的切削油由循环的氮气吸附从热解后氮气出气口(2)排出；脱附后的铜丝与热解炉(10)一块放入所述的冷却炉(20)的冷却内腔(21)中冷却。

8.根据权利要求7所述的含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，其特征在于，所述的热解炉(10)的热解密闭内腔(11)侧面四周设有加热器(13)，加热器(13)外设有保温层(14)，整体的底部设有保温耐火砖(15)；加热器(13)与保温层(14)顶部设有纤维板层(16)，热解密闭内腔(11)的包括上盖(17)；

所述的氮气进气口(6)设于纤维板层(16)连通热解密闭内腔(11)。

9.根据权利要求7所述的含油铜丝表面切削油热解脱附的装置，其特征在于，所述的冷却炉(20)的冷却内腔(21)设于冷却箱体(22)中，冷却箱体(22)中还设有冷却水循环管(23)。

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