RU2296187C1 - Cleaning method of briquettes of water- and oil-containing metallic cuttings - Google Patents
Cleaning method of briquettes of water- and oil-containing metallic cuttings Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296187C1 RU2296187C1 RU2005127286/02A RU2005127286A RU2296187C1 RU 2296187 C1 RU2296187 C1 RU 2296187C1 RU 2005127286/02 A RU2005127286/02 A RU 2005127286/02A RU 2005127286 A RU2005127286 A RU 2005127286A RU 2296187 C1 RU2296187 C1 RU 2296187C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- briquettes
- working chamber
- products
- burning
- oil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано на заводах машиностроительной и металлургической промышленности при подготовке брикетов из металлической (преимущественно чугунной) стружки к дальнейшему горячему уплотнению и последующей переплавке.The invention relates to metallurgy and can be used in factories of machine-building and metallurgical industries in the preparation of briquettes from metal (mainly cast-iron) chips for further hot compaction and subsequent melting.
Актуальная проблема переработки металлической стружки требует решения ряда задач, одной из которых является процесс очищения ее от масла и СОЖ с соблюдением современных требований экологической безопасности.The actual problem of processing metal chips requires solving a number of problems, one of which is the process of cleaning it from oil and coolant in compliance with modern environmental safety requirements.
Известен способ очистки водомаслосодержащих брикетов из стружки, включающий нагрев брикетов в рабочей камере, подачу продуктов сгорания топлива с подачей воздуха в камеру дожигания с одновременной подачей дополнительного воздуха, дожигание и последующее использование продуктов дожигания на обогрев брикетов, дожигание продуктов горения ведут в две стадии в камере дожигания, состоящей из камеры предварительного дожигания и камеры окончательного дожигания, продукты горения подают в камеру предварительного дожигания с дозированным отбором их из нее, а при подаче дополнительного воздуха его делят на два потока, один из которых подают в пространство между окном отбора продуктов дожигания, направляемых на обогрев брикетов, и окном подачи их в камеру окончательного дожигания, продукты дожигания, используемые на обогрев брикетов, отбирают без избыточного кислорода, а их объем регулируют по температуре рабочей камеры.A known method of cleaning water-oil briquettes from chips, including heating the briquettes in the working chamber, supplying fuel combustion products with air supply to the afterburning chamber with simultaneous supply of additional air, afterburning and subsequent use of afterburning products to heat the briquettes, afterburning of combustion products are carried out in two stages in the chamber afterburning, consisting of a preburning chamber and a final afterburning chamber, the combustion products are fed into the preburning chamber with a dosed they are divided from it, and when additional air is supplied, it is divided into two streams, one of which is fed into the space between the window for selecting afterburning products sent for heating briquettes and the window for supplying them to the final afterburning chamber, afterburning products used for heating briquettes, selected without excess oxygen, and their volume is regulated by the temperature of the working chamber.
Недостатком данного способа является то, что при низкой концентрации кислорода воздуха в интервале температур 400-500°С термическое разложение углеводородов масла идет по несимметричной схеме с образование высокомолекулярных углеводородов, сажи и свободного углерода, например, разложение идет по реакции (1)The disadvantage of this method is that at a low concentration of oxygen in the air in the temperature range 400-500 ° C, the thermal decomposition of oil hydrocarbons proceeds according to an asymmetric scheme with the formation of high molecular weight hydrocarbons, soot and free carbon, for example, decomposition proceeds according to reaction (1)
так как дальнейшее окисление Сm-1Hn-4 по реакции (2)since the further oxidation of C m-1 H n-4 by reaction (2)
невозможно из-за недостатка кислорода воздуха, то преобладает реакция (3)impossible due to lack of oxygen, the reaction (3) prevails
Существует вероятность образования полициклических ароматических углеводородов, в том числе и канцерогенного бенз(а)пирена C20H12, элементарный состав которого близок к элементарному составу сажи - 95% углерода и 5% водорода.There is a likelihood of the formation of polycyclic aromatic hydrocarbons, including the carcinogenic benz (a) pyrene C 20 H 12 , the elemental composition of which is close to the elemental composition of soot - 95% carbon and 5% hydrogen.
Температура в камере окончательного дожигания недостаточна для полного окисления продуктов сгорания технологического топлива и углеводородов масла (Патент RU №2170882, кл. F 23 G 5/00, С 22 В 1/14 от 16.12.99).The temperature in the final afterburner is insufficient for the complete oxidation of the combustion products of the process fuel and oil hydrocarbons (Patent RU No. 2170882, CL F 23
Известен также способ очистки водомаслосодержащей стружки из легированной стали, включающий нагрев стружки в рабочей камере, подачу продуктов сгорания топлива с подачей воздуха в камеру дожигания с одновременной подачей дополнительного воздуха, поэтапное дожигание и последующее использование продуктов дожигания на обогрев стружки.There is also a method of cleaning water-oil-containing shavings from alloy steel, including heating the shavings in the working chamber, supplying fuel combustion products with air supply to the afterburning chamber with simultaneous supply of additional air, stage-by-stage afterburning and subsequent use of afterburning products for heating the chips.
Так как горелка REKUMAT работает с повышенным коэффициентом избытка воздуха, то на входе в рабочую камеру и в самом ее начале образуется некоторый избыток кислорода воздуха, который в интервале температур 500-550°С подвергает окислению парообразные углеводороды масла. Окисление углеводородов масла сопровождается выделением тепла и повышением их температуры. Внедрение кислорода в молекулы углеводородов способствует симметричному их расщеплению и препятствует образованию высокомолекулярных соединений. Возможна следующая реакция для метана:Since the REKUMAT burner operates with a higher coefficient of excess air, a certain excess of atmospheric oxygen is formed at the entrance to the working chamber and at the very beginning of it, which in the temperature range 500-550 ° C oxidizes vaporous oil hydrocarbons. The oxidation of oil hydrocarbons is accompanied by heat and their temperature increase. The incorporation of oxygen into hydrocarbon molecules promotes their symmetrical cleavage and prevents the formation of high molecular weight compounds. The following reaction is possible for methane:
Образовавшийся формальдегид (СН2О) уже при температуре 300°С распадается на простые горючие составляющиеThe resulting formaldehyde (CH 2 O) already decomposes at a temperature of 300 ° C into simple combustible components
Недостаток кислорода воздуха в других частях рабочей камеры не позволяет в полной мере подавить процессы расщепления. Поэтому продолжается образование высокомолекулярных углеводородов, сажи и свободного углерода по реакциям (1) и (3), а также возможно образование канцерогенных веществ по реакции (6)The lack of air oxygen in other parts of the working chamber does not fully suppress the splitting processes. Therefore, the formation of high molecular weight hydrocarbons, soot, and free carbon continues according to reactions (1) and (3), and the formation of carcinogens by reaction (6) is also possible
Низкая температура в камере дожигания 850°С недостаточна для полного дожигания продуктов сгорания, обеспечивающего соблюдение современных экологических норм (см. Термическая очистка масляной спиральной стружки /GASWARME INTERNATIONAL/ 1997 г. №7/8 - стр.356-357 - нем.)The low temperature in the afterburner of 850 ° C is insufficient to completely burn off the combustion products, ensuring compliance with modern environmental standards (see Thermal cleaning of oil spiral chips / GASWARME INTERNATIONAL / 1997 No. 7/8 - pp. 356-357 - German)
Цель изобретения - глубокая очистка брикетов из стружки от масла и СОЖ, обеспечение высокой санитарно-гигиенической эффективности процесса и минимального расхода топлива. Цель достигается тем, что в способе очистки брикетов из водомаслосодержащей металлической стружки (преимущественно чугунной), включающем нагрев брикетов в рабочей камере, подачу продуктов сгорания топлива с добавлением воздуха в камеры дожигания, предварительное и окончательное дожигание и последующее использование продуктов предварительного дожигания на нагрев брикетов, нагрев брикетов в рабочей камере происходит при постоянном присутствии водяных паров за счет непрерывной подачи сырых брикетов, в рабочую камеру подают дополнительный воздух позонно по вихревой траектории поперечно-переменного направления, а окончательное дожигание ведется при температуре 1000-1100°С.The purpose of the invention is the deep cleaning of briquettes from chips from oil and coolant, ensuring high sanitary and hygienic efficiency of the process and minimum fuel consumption. The goal is achieved in that in a method for cleaning briquettes from water-oil-containing metal shavings (mainly cast iron), which includes heating the briquettes in the working chamber, supplying fuel combustion products with the addition of air to the afterburning chambers, preliminary and final afterburning, and subsequent use of preliminary afterburning products to heat the briquettes, briquettes are heated in the working chamber with the constant presence of water vapor due to the continuous supply of raw briquettes, an additional filler is fed into the working chamber The air is perpendicular along a vortex trajectory of a transversely variable direction, and the final afterburning is carried out at a temperature of 1000-1100 ° С.
На фиг.1 изображен продольный разрез в вертикальной плоскости устройства для осуществления способа.Figure 1 shows a longitudinal section in the vertical plane of the device for implementing the method.
На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 2 is a section aa in figure 1.
Устройство содержит окно загрузки 1, окно выгрузки 2, рабочую камеру 3, нижние камеры предварительного дожигания 4, горелки 5, нижние рециркуляционные каналы 6, чередующиеся с верхними рециркуляционными каналами 7,сводовые каналы 8, сводовые камеры окончательного дожигания 9, огнеупорные насадки 10, каналы отвода продуктов сгорания в атмосферу 11, воздушные коллектора 12, вводы воздуха 13, конвейер 14.The device comprises a loading window 1, an unloading window 2, a working chamber 3, lower pre-combustion
Рабочая камера 3 находится в разогретом до 800°С состоянии. Уровень температуры поддерживается за счет сжигания топлива в горелках 5.The working chamber 3 is in a state heated to 800 ° C. The temperature level is maintained by burning fuel in
Водомаслосодержащие брикеты непрерывно подаются в рабочую камеру 3 конвейером 14.Water-oil briquettes are continuously fed into the working chamber 3 by conveyor 14.
На входном участке происходит интенсивный нагрев брикетов, испарение влаги и нагрев паров воды, газификация и окисление углеводородов масла, их горение в центральной части рабочей камеры.Intensive heating of briquettes, evaporation of moisture and heating of water vapor, gasification and oxidation of oil hydrocarbons, their burning in the central part of the working chamber, takes place at the entrance section.
Дальнейшее движение брикетов происходит в среде продуктов горения.Further movement of briquettes occurs in the environment of combustion products.
Присутствие водяных паров как в горючей смеси, так и в продуктах сгорания положительно сказывается на процессе горения и, в первую очередь, на скорости распространения пламени, так как они создают высокую концентрацию активных центров - атомов и радикалов. Появление в зоне пламени атомарного водорода Н и гидроксина ОН во много раз ускоряет реакцию окисления и горения углеводородов масла в результате развития реакции по цепочечно-тепловому механизму. Ускоряющее действие водяных паров в процессе горения окиси углерода объясняется суммарной реакциейThe presence of water vapor both in the combustible mixture and in the combustion products has a positive effect on the combustion process and, first of all, on the flame propagation velocity, since they create a high concentration of active centers - atoms and radicals. The appearance of atomic hydrogen H and hydroxine OH in the flame zone accelerates the oxidation and combustion of oil hydrocarbons many times as a result of the development of the reaction by a chain-thermal mechanism. The accelerating effect of water vapor during the combustion of carbon monoxide is explained by the total reaction
в результате которой возникает легковоспламеняющийся водород. Последующее гомогенное окисление водорода приводит к образованию радикалов ОН и атомов Н и О, обуславливающих как развитие цепей основной реакцииas a result of which flammable hydrogen occurs. Subsequent homogeneous oxidation of hydrogen leads to the formation of OH radicals and H and O atoms, which determine the development of chains of the main reaction
иand
так и их разветвленияand their branching
илиor
Этим и объясняется повышение скорости горения СО.This explains the increase in the burning rate of CO.
Оставшийся в брикетах углерод может сгореть в результате реакцииThe carbon remaining in the briquettes may burn out as a result of the reaction
для прохождения которой необходимо наличие водяных паров вблизи крекингующих молекул углеводородов масла. Так как пары воды всегда присутствуют в достаточном количестве, то даже без сгорания Н2 в Н2O будет гарантировано сгорание С в СО, а затем СО в CO2.to pass which requires the presence of water vapor near the cracking molecules of oil hydrocarbons. Since water vapor is always present in sufficient quantity, even without the combustion of H 2 in H 2 O, combustion of C in CO and then CO in CO 2 will be guaranteed.
В рабочую камеру 3 через вводы 13 производится позонная подача дополнительного воздуха по вихревой траектории поперечно-переменного направления. На границах зон между противоположно направленными потоками относительная скорость движения равна сумме скоростей потоков, что создает повышенную турбулентность, приводит к выравниванию полей давлений, концентрации кислорода и позволяет улучшить подвод окислителя к брикетам, максимально заполнить их поры. Наличие окислителя и быстрый нагрев создают благоприятные условия термического разложения углеводородов масла по симметричной схеме с максимальным выходом летучих и минимальным выходом твердого остатка (сажи и углерода).Into the working chamber 3 through the
Для каждой зоны установлен свой коэффициент расхода воздуха α, значение которого изменяется в пределах 0,85-1,4.Each zone has its own air flow coefficient α, the value of which varies between 0.85-1.4.
В центральной части рабочей камеры 3 за счет горения парообразных углеводородов масла выделяется значительное количество тепла, которое расходуется на нагрев брикетов, футеровки рабочей зоны и конвейера 14. Теплопередача идет за счет лучеиспускания пламени и физического тепла продуктов сгорания. Это позволяет перевести горелки 5 на частичный уровень мощности, уменьшив расход топлива через них. Продукты сгорания масла, периодически проходя по нижним и верхним рециркуляционным каналам 6 и 7, нижним камерам предварительного дожигания 4, сводовым каналам 8, поступают в сводовые камеры окончательного дожигания 9, где при температуре 1000-1100°С происходит окончательное дожигание на огнеупорных насадках 10. Очищенные продукты дожигания поступают в атмосферу.In the central part of the working chamber 3, due to the combustion of vaporous hydrocarbon oils, a significant amount of heat is generated, which is spent on heating the briquettes, lining the working area and the conveyor 14. Heat transfer is due to radiation of the flame and physical heat of the combustion products. This allows you to transfer the
В процессе горения органических соединений происходят реакции окислительно-восстановительного типа, в результате которых могут быть вновь синтезированы полициклические ароматические углеводороды из топлива и углеводородов масла, являющиеся канцерогенными веществами. В описанном способе это практически исключено, потому что отсутствуют частицы сажи, на которых адсорбируются канцерогены, кислород имеется в избытке и отсутствуют условия для пиролиза, окончательное дожигание при температуре 1000-1100°C позволяет произвести качественное дожигание горючих компонентов, в том числе и бенз(а)пирена.In the process of burning organic compounds, redox reactions occur, as a result of which polycyclic aromatic hydrocarbons from fuel and oil hydrocarbons, which are carcinogens, can be synthesized again. In the described method, this is practically excluded, because there are no soot particles on which carcinogens are adsorbed, oxygen is in abundance and there are no conditions for pyrolysis, the final afterburning at a temperature of 1000-1100 ° C allows for high-quality afterburning of combustible components, including benz ( a) pyrene.
Пример осуществления способа:An example implementation of the method:
Очистке подвергались брикеты из чугунной стружки плотностью 4,2...4,6 г/см3, ⌀ 150 мм, высотой 130±5 мм, с содержанием масла 2,2%, воды 1,8%. Температура в рабочей камере составляла 800...825°С. Температура в нижних камерах предварительного дожигания составляла 900...950°С, а в сводовых камерах окончательного дожигания - 1000-1100°С.Briquettes made of cast-iron shavings with a density of 4.2 ... 4.6 g / cm 3 , ⌀ 150 mm, height 130 ± 5 mm, oil content 2.2%, water 1.8% were cleaned. The temperature in the working chamber was 800 ... 825 ° C. The temperature in the lower chambers of the preliminary afterburning was 900 ... 950 ° С, and in the vault chambers of the final afterburning was 1000-1100 ° С.
Нагрев брикетов осуществлялся при их непрерывной подаче в рабочую камеру с позонной подачей дополнительного воздуха, регулируемой по температуре и совпадающей по направлению с чередующимися репиркуляцинными потоками в соответствующей зоне, что обеспечило эффективное горение как масляных испарений, так и маслопродуктов внутри пористых брикетов. Полученное при этом тепловыделение составило 51% в приходном тепловом балансе с соответственным снижением расхода природного газа, идущего на нагрев.The briquettes were heated when they were continuously fed into the working chamber with a subzone supply of additional air, temperature-controlled and coinciding in direction with alternating repirling flows in the corresponding zone, which ensured the efficient combustion of both oil vapors and oil products inside porous briquettes. The resulting heat was 51% in the incoming heat balance with a corresponding decrease in the consumption of natural gas used for heating.
В таблице приведены результаты замеров содержания вредных веществ в продуктах дожигания.The table shows the results of measurements of the content of harmful substances in afterburning products.
Из таблицы видно, что содержание выделяющихся вредных веществ в продуктах дожигания сведено к минимуму, т.е. предложенный способ позволил получить брикеты, свободные от маслоэмульсионных примесей, пригодные для переплавки, и избежать вредных выбросов в атмосферу как во время термической очистки, так и во время плавки, что позволило отказаться от дорогостоящих специальных очистных сооружений при переработке металлической стружки.The table shows that the content of released harmful substances in afterburning products is minimized, i.e. the proposed method made it possible to obtain briquettes free of oil emulsion impurities, suitable for remelting, and to avoid harmful emissions into the atmosphere both during thermal cleaning and during melting, which made it possible to abandon expensive special treatment facilities when processing metal chips.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005127286/02A RU2296187C1 (en) | 2005-08-30 | 2005-08-30 | Cleaning method of briquettes of water- and oil-containing metallic cuttings |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005127286/02A RU2296187C1 (en) | 2005-08-30 | 2005-08-30 | Cleaning method of briquettes of water- and oil-containing metallic cuttings |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2296187C1 true RU2296187C1 (en) | 2007-03-27 |
Family
ID=37999165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005127286/02A RU2296187C1 (en) | 2005-08-30 | 2005-08-30 | Cleaning method of briquettes of water- and oil-containing metallic cuttings |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2296187C1 (en) |
-
2005
- 2005-08-30 RU RU2005127286/02A patent/RU2296187C1/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ROTH W. et al. Thermische reiningung olbehafteter edelstahlsrane. GASWARME INTERNATIONAL. 1997, № 7/8, p.354, 356, 357. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8124561B2 (en) | Production of activated char using hot gas | |
NO163318B (en) | PROCEDURE AND ADORTS FOR NITROGEN REMOVAL FROM A GAS CURRENT CONTAINING NITROGEN AND OXYGEN. | |
KR20070015957A (en) | Method and apparatus for incineration of combustible waste | |
CN105674290B (en) | A kind of method and sintering machine that flue gas recirculation is formed to multistage dual firing chamber's burning disposal solid waste flue gas | |
RU2288937C1 (en) | Metallurgical medium-temperature coke production process | |
RU2296187C1 (en) | Cleaning method of briquettes of water- and oil-containing metallic cuttings | |
US6213033B1 (en) | Method for treating waste material containing hydrocarbons | |
RU84375U1 (en) | ORGANIC MATERIALS PYROLYSIS PROCESSING DEVICE | |
ES2215061T3 (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR THE USE OF GASES FROM THE DECANTATION DEPOSIT. | |
RU2169166C1 (en) | Method of preparing semicoke | |
BE598980A (en) | ||
AU2005312364B2 (en) | Method for producing lump semicoke | |
US3148128A (en) | Adjustable slope char oven | |
RU2605241C2 (en) | Method for fire cleaning of process equipment | |
JP2005336233A (en) | Organic substance gasification system using carbonization furnace of multiple stage | |
KR20070121742A (en) | Production of activated char using hot gas | |
US1677757A (en) | Treatment of carbonaceous and other materials | |
EA007799B1 (en) | Process for producing metallurgical medium-temperature coke | |
RU2722557C2 (en) | Coal processing method | |
ZA200102128B (en) | Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace. | |
RU2137045C1 (en) | Method of thermal treatment of solid fuel for burner | |
US20060104883A1 (en) | Method for treating materials containing free or chemically boundcarbon | |
US156243A (en) | Improvement in reducing ores | |
SU1151768A1 (en) | Method of recovering oil-sinter-containing waste | |
US1121746A (en) | Apparatus for treating smoke and fumes. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130831 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20141227 |