CZ8885U1

CZ8885U1 - Apparatus for treating oiled scale and/or scale sludges

Info

Publication number: CZ8885U1
Application number: CZ19999490U
Authority: CZ
Inventors: Otmar Ing. Trytko; Petr Ing. Cintl; Dušan Ing. Kubík
Original assignee: Mittal Steel Ostrava A.S.
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 1999-07-13

Description

Zařízení na úpravu zaolejovaných okují a/nebo okujových kalůInstallations for the treatment of oily scale and / or scale sludge

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká zařízení pro úpravu zaolejovaných okují a okujových kalů tak, aby byly z tohoto materiálu odstraněny zbytky olejů a tuto surovinu s vysokým obsahem železa bylo možno opětovně využít jako součást vsázky pro výrobu surového železa či oceli.The invention relates to a device for treating oily scales and scale sludge to remove oil residues from the material and to reuse this high-iron feedstock as part of a batch for the production of pig iron or steel.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Při výrobě oceli kontilitím a výrobě válcovenských výrobků vzniká značné množství okují a okujových kalů, cca 3 až 4 % hmotn. z vyrobeného množství válcovenských výrobků. Část těchto okují a okujových kalů, cca 20 % hmotn., je znečištěna olejem, který je používán zejména do převodovek na válcovacích tratích a k mazání ostatních míst.In the production of steel by continuous casting and in the production of rolling products, a considerable amount of scale and scale sludge is produced, about 3 to 4 wt. from the produced quantity of rolling products. Some of these scales and scale sludge, about 20% by weight, are contaminated with oil, which is mainly used in gearboxes on rolling mills and for lubricating other locations.

Olejem znečištěné okuje a okujové kaly se dosud zpracovávaly v aglomerační vsázce, ovšem jen na té aglomeraci, kde je instalován mokrý způsob čištění spalin.Oil contaminated scales and scale sludge have so far been treated in an agglomeration charge, but only in the agglomeration where the wet flue gas cleaning process is installed.

U převážné většiny aglomerací je však instalován elektrostatický systém čištění spalin. Na těchto aglomeracích nelze zpracovávat zaolejované okuje a okujové kaly, neboť v důsledku zplynění olejových zbytků ajejich přechodu do spalin mohou způsobit požár elektrofiltru. Požadavky aglomeračních závodů, které jsou vybaveny elektrofiltry, jsou dány s ohledem na výši zbytků olejů (určuje se množstvím látek rozpustných v xylenu - LRX), maximální hodnotou LRX = 0,1 % hmotn.However, in most agglomerations, an electrostatic flue gas cleaning system is installed. Oiled scale and scale sludge cannot be processed on these agglomerations, as they can cause an electric filter fire due to the gasification of oil residues and their transition to the flue gas. The requirements of sinter plants equipped with electrofilters are given with respect to the amount of oil residues (determined by the amount of xylene-soluble substances - LRX), the maximum value of LRX = 0.1% by weight.

K odstranění olejových zbytků v různých materiálech existuje řada metod, které jsou však s ohledem na požadavky aglomeračních závodů málo účinné nebo vysoce nákladné. Např. použitím ultrazvuku se dosáhne snížení LRX pouze o 50 až 80 % hmotn., což je při vstupním obsahu LRX v okujích a okujových kalech 2 až 15 % hmotn. zcela nedostatečné.There are a number of methods for removing oil residues in various materials, but these are either ineffective or highly costly due to the requirements of the sinter plants. E.g. the use of ultrasound results in a reduction in LRX of only 50 to 80% by weight, which is 2 to 15% by weight with an LRX feed content of scales and scale sludge. completely inadequate.

Dalším způsobem zpracování zaolejovaných okují a okujových kalů je přidávat je do koksovací vsázky a vyrábět tzv. ferrokoks. Tento způsob však vyžaduje zpracování vyrobeného koksu výhradně pro metalurgické účely. Vzhledem k tomu, že část koksu se používá pro energetiku, bylo by pro praktickou aplikaci nutno vybudovat dvě zcela samostatné třídicí a dopravní linky, což by si vyžádalo enormně vysoké náklady.Another way of processing oily scale and scale sludge is to add it to the coke feed and produce so-called ferrocoke. However, this process requires treatment of the produced coke solely for metallurgical purposes. Given that some of the coke is used for the power industry, for practical applications, it would be necessary to build two completely separate sorting and conveying lines, which would entail enormously high costs.

Další způsob odstranění LRX z okují a okujových kalů je pomocí odmašťovacích přípravků, např. AQUASOL. Tyto přípravky jsou však na bázi alifatických uhlovodíků, jejichž ppužití je ekologicky krajně nevýhodné a mnohdy dokonce zakázané, přičemž náklady na tento způsob jsou vysoké. Likvidace olejových zbytků z okují a okujových kalů pomocí enzymů je taktéž pro potřeby aglomeračních závodů málo účinná. Při této metodě se dosáhne snížení LRX o cca 80 % hmotn., což znamená na konečnou hodnotu 0,6 až 0,8 % hmotn. Tato hodnota je pro zpracování na aglomeraci s elektrofiltry zcela nedostatečná.Another way to remove LRX from scale and scale is by using degreasers such as AQUASOL. However, these preparations are based on aliphatic hydrocarbons, the use of which is extremely environmentally disadvantageous and often even prohibited, and the cost of this process is high. The disposal of oil residue from scale and scale sludge by enzymes is also less effective for sinter plants. This method results in a reduction in LRX of about 80% by weight, which means a final value of 0.6 to 0.8% by weight. This value is completely insufficient for processing on agglomeration with electrofilters.

Nejúěinnější metodou odstranění LRX z okují a okujových kalů je termický způsob prováděný ve spalovně. Tato metoda je účinná a při její aplikaci se dosáhlo snížení hodnot LRX pod požadovaných 0,1 % hmotn. Výstavba spalovny je však vysoce nákladná. Vstupní surovina je ve vyzděné rotační peci vystavena působení teploty 800 až 950 °C, čímž dojde ke zplynění a oxidaci uhlovodíků. Zařízení je však energeticky značně náročné, taktéž investičně a při provozovaných teplotách často dochází k nalepování upravovaného materiálu na vyzdívku. Dále dochází v důsledku vysokých teplot k oxidaci oxidu železnatého FeO na oxid železitý Fe2O₃, který je při dalším zpracování na aglomeraci či vysokých pecích náročnější na spotřebu elektrické energie o cca 15 %.The most efficient method of removing LRX from scale and scale sludge is the thermal process performed in the incinerator. This method is effective and, when applied, reduced the LRX values below the desired 0.1 wt%. However, the construction of an incinerator is highly costly. The feedstock is exposed to a temperature of 800 to 950 ° C in the bricked rotary kiln, thereby gasifying and oxidizing the hydrocarbons. However, the equipment is very energy intensive, as well as investment and operating temperatures often adhere to the treated material on the lining. Furthermore it occurs due to high temperatures for the oxidation to FeO iron oxide Fe2O _3, which on further processing to agglomeration or blast furnaces demanding power consumption by about 15%.

- 1 CZ 8885 Ul- 1 CZ 8885 Ul

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Nevýhody dosavadního stavu do značné míry odstraňuje zařízení pro úpravu zaolejovaných okují a/nebo okujových kalů, které podle tohoto technického řešení obsahuje sušárnu, která je opatřena hořákem a uspořádána pro vytvoření teploty 250 až 600 °C, a dospalovací komoru, přičemž sušárna a dospalovací komora jsou vzájemně spojeny vedením pro přivedení spalin ze sušárny do dospalovací komory a dospalovací komora je uspořádána pro likvidaci zbytkových uhlovodíků oxidací při teplotě 700 až 950 °C.Disadvantages of the prior art are largely eliminated by an oily scale and / or scale sludge treatment apparatus which, according to the present invention, comprises an oven which is equipped with a burner and arranged to provide a temperature of 250 to 600 ° C, and an afterburning chamber. they are interconnected by a line for feeding the flue gas from the dryer to the afterburning chamber, and the afterburning chamber is arranged to destroy residual hydrocarbons by oxidation at a temperature of 700 to 950 ° C.

Výhodné provedení zařízení spočívá vtom, že sušárna je vytvořena jako rotační bezvyzdívková pec.A preferred embodiment of the device consists in that the dryer is designed as a rotary lining-free furnace.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické řešení bude blíže vysvětleno za pomoci výkresů konkrétních příkladů provedení, na kterých představuje obr. 1 technologické schéma zařízení podle vynálezu a obr. 2 schéma dospalovací komory.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be explained in more detail with reference to the drawings, in which: FIG.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Odstranění olejových zbytků z okují a okujových kalů se provádí tak, že směs okují a okujových kalů (viz obr. 1) o vlhkosti 1 až 15 % hmotn. a obsahu LRX 0,5 až 15 % hmotn. se dávkuje vstupem 8 suroviny do nízkoteplotní sušárny i, která je v daném příkladu provedení vytvořena jako sušící pec. Ta je tvořená bezvyzdívkovou rotační pecí. V nízkoteplotní sušárně 1 je instalován hořák nebo hořáky 2, ve kterém, resp. ve kterých, se spaluje plyn a/nebo olej a pomocí něho se tak zajišťuje teplota 450 °C. Při této teplotě se zplyňují olejové zbytky, které zčásti shoří. Část zplyněných uhlovodíků, které v nízkoteplotní sušárně 1 neshoří, se ve spalinách přes přívod 10 spalin vede do dospalovací komory 4 (viz obr. 2), kde je teplota 700 až 800 °C.The removal of oil residues from the scale and scale sludge is carried out by mixing the scale and scale (see FIG. 1) with a moisture content of 1 to 15% by weight. and an LRX content of 0.5 to 15 wt. is fed by feeding raw material 8 into a low-temperature drier 1, which in the present embodiment is designed as a drying oven. It consists of a wallless rotary kiln. In the low-temperature dryer 1, a burner or burners 2 are installed in which, respectively, the burner (s). in which gas and / or oil is burned to provide a temperature of 450 ° C. At this temperature, oil residues are gasified and partially burned. A portion of the gasified hydrocarbons, which do not burn in the low-temperature dryer 1, is fed to the afterburner chamber 4 (see FIG. 2), where the temperature is 700 to 800 ° C.

Na výstupu ze sušárny I je instalována komora 18 nepřímého ohřevu, která je vybavená hořákem 11, který slouží k předehřátí dávkovaného materiálu. V tomto prostoru dochází vlivem poklesu rychlosti k zachycení hrubého úletu z hořlavých zplodin, čímž napomáhá zařízení 14 na zachycení prachu. Prach je odstraňován z tohoto prostoru vynášecím zařízením. Hořák 16 slouží ke stabilizaci plamene.An indirect heating chamber 18 is provided at the outlet of the dryer 1, which is equipped with a burner 11 for preheating the feed material. In this space, due to the decrease in velocity, the coarse dust from the combustible fumes is trapped, thereby assisting the dust collecting device 14. Dust is removed from this space by a discharge device. The burner 16 serves to stabilize the flame.

Vlastní dospalovací komora 4 je tvořena válcovým tělesem 12, které je opatřeno přívodem 10 spalin, vyzdívkou 17 a hlavním hořákem 3 a případně stabilizačním hořákem 13. Hlavní hořák 3 zajišťuje potřebnou teplotu pro spálení zbytkových uhlovodíků. Funkce vedlejšího, stabilizačního hořáku 13 je pak, jak napovídá již jeho název, stabilizační.The afterburning chamber 4 is formed by a cylindrical body 12, which is provided with a flue gas inlet 10, a lining 17 and a main burner 3 and optionally a stabilizing burner 13. The main burner 3 provides the necessary temperature for the combustion of residual hydrocarbons. The function of the secondary stabilizing burner 13 is then, as its name suggests, stabilizing.

Zde dojde vzhledem k vysoce oxidační atmosféře k jejich dokonalému shoření. Za výstupem 15 spalin z dospalovací komory 4 se spaliny chladí v chladiči 5 a dočišťují ve filtru 6. Potom se vedou odvodem 7 spalin do komína. Okuje a okujové kaly, které se zbavují LRX, se za výstupem 9 suroviny z nízkoteplotní sušárny X chladí a transportují se na skládku či přímo odváží ke zpracování na aglomeraci. Okuje a okujové kaly je možno po jejich úpravě a zbavení zaolejovaných zbytků briketovat či peletizovat a dále využít jako vysokopecní či aglomerační vsázku.Here, due to the highly oxidizing atmosphere, they will burn perfectly. After the flue gas outlet 15 from the afterburning chamber 4, the flue gas is cooled in a cooler 5 and afterwards cleaned in a filter 6. They are then led through a flue gas outlet 7 to the chimney. The scale and scale sludge that is disposed of LRX is cooled down after the outlet 9 of the raw material from the low temperature dryer X and transported to a landfill or directly weighed for agglomeration treatment. Scales and scale sludges can be briquetted or pelletised after their treatment and removal of oily residues and further used as a blast furnace or agglomeration charge.

Toto zařízení a na něm prováděný způsob byly laboratorně, poloprovozně i provozně ověřeny. Při termogravimetrické analýze a dále laboratorními zkouškami v keramické peci bylo zjištěno, že vlhkost a olejové podíly vytékají do teplot 250 °C. Okolo 300 °C nastává degradace vysokomolekulámích organických látek, okolo 500 °C dochází k rovnováze obou procesů - dohořívání organických látek a oxidace oxidu železnatého FeO. Při laboratorních zkouškách v keramické peci, kdy byl vzorek zaolejovaných okují a okujových kalů vystaven vzrůstající teplotěThis equipment and the method performed on it have been verified by laboratory, pilot plant and operational. During thermogravimetric analysis and laboratory tests in a ceramic furnace it was found that moisture and oil fractions leak up to 250 ° C. Around 300 ° C degradation of high-molecular organic substances occurs, around 500 ° C there is a balance of both processes - burning of organic substances and oxidation of iron oxide FeO. In laboratory tests in a ceramic furnace where a sample of oily scale and scale sludge was exposed to an increasing temperature

-2CZ 8885 Ul a analyzován, bylo dosaženo obdobných výsledků jako při termogravimetrické analýze, což dokazují následující hodnoty:And analyzed, similar results were obtained as in thermogravimetric analysis, as evidenced by the following values:

teplota temperature LRX LRX °C Noc: 2 ° C % hmotn. % wt. 0 0 2,2 2.2 200 200 1,2 1,2 300 300 0,7 0.7 400 400 <0,1 <0.1

Taktéž byl prokázán příznivý vliv nízké teploty při odolejování okují a okujových kalů na obsah It has also been shown to have a beneficial effect of low temperature on de-oiling of scale and scale sludge on content FeO. FeO. 550 900 550 900 teplota (°C) temperature (° C) 400 400 FeO (% hmotn.) FeO (wt.%) 35,48 35.48 26,69 0,57 26.69 0.57 Fe₂O₃ (% hmotn.)Fe ₂ O ₃ (wt.%) 57,25 57.25 66,44 85,12 66.44 85.12

Výše popsané zařízení (obr. 1 a 2), na kterém se odstraní LRX, je tedy určeno zejména pro úpravu okují a okujových kalů v hutních závodech a to tak, že tato surovina může být opětovně využita při výrobě surového železa ěi oceli vzhledem k tomu, že se jedná o surovinu s vysokým obsahem Fe (70 až 72% hmotn.) a nízkým obsahem Si (1 až 2 % hmotn.). Upravené okuje a okujové kaly na uvedeném zařízení obsahují méně než 0,1 % hmotn. LRX, takže je možno je využít velice výhodně jako součást aglomerační vsázky i v těch aglomeracích, které jsou vybaveny elekrofiltty. Toto zařízení je možno použít pro odstranění LRX i z jiných materiálů, např. zemina apod.The above described apparatus (Figs. 1 and 2), on which the LRX is removed, is therefore intended, in particular, for the treatment of scale and scale sludge in metallurgical plants so that the raw material can be reused in the production of pig iron and steel. The composition according to claim 1, characterized in that it is a raw material having a high Fe content (70 to 72% by weight) and a low Si content (1 to 2% by weight). The treated scales and scales on said apparatus contain less than 0.1 wt. LRX, so that they can be used very advantageously as part of the sinter batch even in those agglomerations which are equipped with electrofiltres. This device can be used to remove LRX from other materials such as soil, etc.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

Apparatus for treating oily scale and / or scale sludge, characterized in that it comprises a drying chamber (1), which is provided with a burner (2) and arranged to produce a temperature of 250 to 600 ° C, and an afterburning chamber (4), the drier (1) and the afterburning chamber (4) are connected to each other by a conduit for introducing flue gas from the drier (1) to the afterburning chamber (4), which is arranged to destroy residual hydrocarbons by oxidation at 700 to 950 ° C.

Device according to claim 1, characterized in that the dryer (1) is designed as a rotary lining-free furnace.