WO2001079124A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von walzzunderschlämmen - Google Patents

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Alexander Fleischanderl
Christof Lanzerstorfer
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Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh & Co.
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for treating a mill scale sludge, the mill scale sludge being introduced into a, preferably indirectly, heated mixer dryer, dried and optionally homogenized, the mixer dryer also being at a pressure below atmospheric pressure.
  • EP-A-0872452 teaches the two-stage degassing of a mill scale sludge in this connection.
  • the H 2 O removal can be carried out in a vacuum dryer. In practice, this procedure proves to be complicated and uneconomical.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art.
  • the degassing of the combined mixer dryer is operated continuously, and the waste gases (vapors) which are produced in this way are continuously extracted.
  • the pressure in the mixer dryer reaches values from 700 to 1000 mbar, particularly preferably from 800 to 900 mbar or 750 to 950 mbar.
  • This pressure is preferably set by a vacuum pump, in particular a vacuum pump, and a pressure limiter, the vacuum pump also being used to remove the vapors and the pressure limiter, which can also be part of a corresponding vacuum pump or functionally corresponds to operation of the vacuum pump that is matched to the process , prevents falling below a predetermined minimum pressure.
  • the features according to the invention on the one hand ensure that water is removed from the mill scale sludges, whereas the hydrocarbons contained remain in the mill scale scale and are used for further use.
  • the predetermined pressures result in a particularly economical and efficient operation of such a device and such a method, since the requirements for operating a vacuum dryer, as in the prior art, do not have to be met.
  • the mixer dryer according to the invention is distinguished by its economical and simple mode of operation, in particular its sealing system, in accordance with the pressures mentioned, being simple and in a manner known to the person skilled in the art.
  • the mixer dryer according to the invention is indirectly heated, whereby evaporation of hydrocarbons is largely avoided.
  • Indirect heating can take place, for example, via superheated or saturated steam, via oil, via an electrical device, or a combination thereof.
  • the moisture of the mill scale sludge can be adjusted in an advantageous and simple manner, with no impairment of the drying step itself, as would be the case, for example, with direct heating.
  • the mill scale sludge in addition to thermal drying, can be dried by water-binding additives. With constant thermal drying, the temperature of the feed material rises continuously as the moisture content decreases. In order to prevent excessive evaporation of hydrocarbons, the feed is thermally dewatered to a predetermined residual moisture and then dewatered with water-binding agents, for example quicklime.
  • the mill scale sludge is dried in the mixer dryer from about 15-20% moisture to a residual moisture of 5%, further mixed with binders and other additives, in particular coal and / or additional dust, and then, for example, cold briquetted or as free-flowing material is blown into a blast furnace, a shaft furnace, or an electric furnace.
  • the briquettes are sieved off after the cold briquetting and, for example, temporarily stored for curing, this embodiment being particularly suitable when the method according to the invention is used for producing briquettes for use in a converter, in particular an LD converter and / or an electric furnace , turns out to be cheap.
  • the scale sludge is dewatered in the mixer dryer, preferably to a residual moisture content of less than 10%, and a corresponding amount of quicklime and / or coal and / or dusts are metered directly into the mixer dryer in order to to bind the residual moisture and to obtain a mixture capable of being blown in, this procedure proving to be advantageous in particular when using the mixture for blowing into a blast furnace and / or electric furnace.
  • the vapors are freed of dust particles in a vapor filter which is preferably placed directly on the mixing dryer and is heated and which corresponds to a bag filter known to the person skilled in the art.
  • the vapors are separated in the condenser, preferably a plate condenser, and in a particularly preferred embodiment the vapors are introduced directly into a scale well and are treated there together with the main waste water stream from the rolling mill.
  • the method according to the invention provides, according to a further embodiment, an activated carbon filter which is known from the prior art and which is optionally attached after the condenser.
  • Fig. 1 shows a method and an apparatus for treating a mill scale sludge
  • a mill scale sludge 2 is introduced into a mixing dryer 1.
  • a water-binding additive in particular quicklime
  • the mixer dryer 1 is in particular designed as a rotary kiln and is used for drying and mixing the introduced material.
  • the mill scale sludge has approximately 15% moisture and a bulk density of 2.5 t / m3.
  • mill scale sludge consists of (details in percent by mass):
  • the dry material 4 is discharged from the mixing dryer 1 and used for further use, for example cold briquetting.
  • the mill scale sludge When it is applied, the mill scale sludge has a moisture content of about 3-5% moisture and is free-flowing.
  • the hydrocarbons (KW) remain in the mill scale sludge, possibly adsorbing on the lime.
  • the mill scale sludge prepared in this way is ideal for blowing into the blast furnace.
  • the mixer dryer is heated indirectly via superheated steam (3.5 bar and 250 ° C), which largely prevents evaporation of the hydrocarbons. After the mixing dryer has been filled, its filling openings are automatically closed to prevent vapors from escaping.
  • a negative pressure pump 8 in particular a vacuum pump, creates a negative pressure in the mixer dryer, and evaporating water is sucked out of the mixer dryer into a dedusting system 5, in particular a vapor filter.
  • the water-vapor-containing gas enters a vapor condenser 6, in which the water vapor condenses and is drawn off via a line 9.
  • the gas which is largely freed from water vapor, also passes into an activated carbon filter 7, whereby low-boiling hydrocarbons are removed, and is used by the pump 8 for further use.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung eines Walzzunderschlammes, wobei der Walzzunderschlamm in einen, vorzugsweise indirekt, beheizten Mischtrockner (1) eingeleitet, getrocknet, und gegebenenfalls homogenisiert wird, wobei weiters der Mischtrockner (1) einen Druck unterhalb des atmosphärischen Druckes aufweist. Dabei wird im Mischtrockner (1) ein Druck von zumindest 700 mbar oder höher, vorzugsweise zwischen 750 und 900 mbar eingestellt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Walzzunderschlämmen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung eines Walzzunderschlammes, wobei der Walzzunderschlamm in einen, vorzugsweise indirekt, beheizten Mischtrockner eingeleitet, getrocknet, und gegebenenfalls homogenisiert wird, wobei weiters der Mischtrockner einen Druck unterhalb des atmosphärischen Druckes aufweist.
Bei der Weiterverarbeitung von Rohstahl fallen in beträchtlicher Menge Abfälle in Form von hocheisenoxidhältigen Partikeln an, die jedoch zumeist durch Öle oder Fette sowie andere Verunreinigungen kontaminiert sind, und als Walzzunderschlämme bezeichnet werden.
Im Stand der Technik sind eine Reihe von Möglichkeiten zur Behandlung und Wiederverwertung von Walzzunderschlämmen bekannt.
EP-A-0872452 lehrt in diesem Zusammenhang die zweistufige Entgasung eines Walzzunderschlammes. Dabei kann die H2O-Entfernung in einem Vakuumtrockner durchgeführt werden. Diese Verfahrensweise erweist sich in der Praxis als kompliziert und unwirtschaftlich.
Die Erfindung setzt es sich zur Aufgabe die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden.
Diese Aufgabe wird bezüglich einem erfindungsgemäßen Verfahren durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1, bezüglich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 12 gelöst.
Durch die Einstellung eines Druckes von 700 mbar oder höher, wird gegenüber dem Stand der Technik eine wirtschaftlichere und technisch effizientere Wirkungsweise eines Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 eingeführt.
Dabei wird die Entgasung des kombinierten Mischtrockners kontinuierlich betrieben, und die auf diese Weise entstehenden Abgase (Brüden) werden kontinuierlich abgesaugt. Der Druck im Mischtrockner erreicht dabei Werte von 700 bis 1000 mbar, besonders bevorzugt von 800 bis 900 mbar oder 750 bis 950 mbar. Dieser Druck wird vorzugsweise durch eine Unterdruckpumpe, insbesondere eine Vakuumpumpe, sowie einen Druckbegrenzer eingestellt, wobei die Unterdruckpumpe weiters zum Abtransport der Brüden dient und wobei der Druckbegrenzer, der auch Teil einer entsprechenden Vakuumpumpe sein kann oder funktioneil einem auf den Prozeß abgestimmten Betrieb der Vakuumpumpe entspricht, die Unterschreitung eines vorbestimmten Mindestdruckes verhindert.
Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist einerseits gewährleistet, dass Wasser aus den Walzzunderschlämmen entfernt wird, wohingegen die enthaltenen Kohlenwasserstoffe in den Walzzunderschlämmen verbleiben und einer weiteren Verwertung zugeführt werden. Andererseits ergibt sich durch die vorbestimmten Drücke ein besonders wirtschaftlicher und effizienter Betrieb einer derartigen Vorrichtung und eines derartigen Verfahrens, da die Voraussetzungen zum Betrieb eines Vakuumtrockners, wie im Stand der Technik, nicht erfüllt werden müssen.
Dabei erfordert der Betrieb eines Vakuumtrockners nach einem im Stand der Technik bekannten Verfahren, insbesondere nach EP-A-0872452, ein aufwendiges und störanfälliges Dichtsystem, sowie die Einhaltung strenger behördlicher Schutzverordnungen.
Der erfindungsgemäße Mischtrockner hingegen zeichnet sich durch seine wirtschaftliche und einfache Betriebsweise aus, wobei insbesondere sein Dichtsystem, entsprechend den angeführten Drücken einfach und in, dem Fachmann, bekannter Weise ausgeführt ist.
Der erfindungsgemäße Mischtrockner wird nach einer bevorzugten Ausführungsform indirekt beheizt, wodurch eine Verdampfung von Kohlenwasserstoffen weitgehend vermieden wird. Die indirekte Beheizung kann beispielsweise über überhitzten oder gesättigten Dampf, über Öl, über eine elektrische Vorrichtung, oder eine Kombination daraus erfolgen.
Mit einer indirekten Beheizung kann die Feuchte des Walzzunderschlammes auf vorteilhafte und einfache Weise eingestellt werden, wobei keine Beeinträchtigung des Trockenschrittes selbst erfolgt, wie das beispielsweise bei einer direkten Beheizung der Fall wäre. Nach einem Merkmal der Erfindung kann zusätzlich zur thermischen Trocknung eine Trocknung des Walzzunderschlammes durch wasserbindende Zusätze erfolgen. Bei einer konstanten thermischen Trocknung steigt die Temperatur des Einsatzmateriales mit sinkendem Feuchtegehalt kontiniuerlich an. Um eine übermäßige Verdampfung von Kohlenwasserstoffen zu verhindern, wird das Einsatzgut bis zu einer vorbestimmten Restfeuchte thermisch entwässert, und danach mit wasserbindenden Mittel, beispielsweise Branntkalk, rest- entwässert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Walzzunderschlamm in dem Mischtrockner ausgehend von etwa 15-20 % Feuchte auf eine Restfeuchte von 5% getrocknet, weiters mit Bindemittel und anderen Zusatzstoffen, insbesondere Kohle und/oder zusätzlichem Staub, versetzt und anschließend beispielsweise kaltbrikettiert oder als rieselfähiges Material in einen Hochofen, einen Schachtofen, oder einen Elektroofen eingeblasen.
Es ist dabei ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung, dass eine vollständige Verwertung der Kohlenwasserstoffe erfolgt, wobei diese Verwertung zu keiner nennenswerten Belastung des Abgassystems führt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Briketts nach der Kaltbrikettierung abgesiebt, und beispielsweise zur Aushärtung zwischengelagert, wobei sich diese Ausführung insbesondere bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Briketts zum Einsatz in einem Konverter, insbesondere einem LD-Konverter und/oder einem Elektroofen, als günstig erweist.
Nach weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann anstatt einer Brikettierung eine andere Form der Agglomeration, insbesondere eine Granulierung oder Pelletierung des Walzzunderschlammes durchgeführt werden.
Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung wird der Zunderschlamm im Mischtrockner, vorzugsweise auf eine Restfeuchte von kleiner als 10%, entwässert und eine entsprechende Menge Branntkalk und/oder Kohle und/oder Stäube direkt in den Mischtrockner zudosiert, um die Restfeuchte zu binden und ein einblasfähiges Gemisch zu erhalten, wobei sich diese Verfahrensweise insbesondere bei Verwendung des Gemisches zum Einblasen in einen Hochofen und/oder Elektroofen als günstig erweist.
Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiters eine besonders effektive und einfache Abgasaufbereitung verwirklicht. Dabei werden nach einem Merkmal der Erfindung die Brüden in einem, vorzugsweise auf den Mischtrockner direkt aufgesetzten und beheizten Brüdenfilter, welcher einem dem Fachmann bekannten Schlauchfilter entspricht, von Staubpartikeln befreit.
Im Kondensator, vorzugsweise einem Plattenkondensator, erfolgt die Abscheidung der Brüden, wobei nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Brüden direkt in einen Zunderbrunnen eingeleitet, und dort zusammen mit dem Hauptabwasserstrom aus dem Walzwerk behandelt werden.
Insbesondere für niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe sieht das erfindungsgemäße Verfahren nach einer weiteren Ausführungsform einen, nach dem Stand der Technik bekannten Aktivkohlefilter vor, der gegebenenfalls nach dem Kondensator angebracht ist.
Im folgenden wird ein nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung eines Walzzunderschlammes
Nach Fig. 1 wird ein Walzzunderschlamm 2 in einen Mischtrockner 1 eingebracht. Nach zumindest teilweiser Trocknung wird nach einer bevorzugten Ausführungsform ein wasserbindender Zusatz, insbesondere Branntkalk, in den Mischtrockner 1 zugemischt. Der Mischtrockner 1 ist insbesondere als Drehrohrofen ausgeführt und dient einer Trocknung sowie der Durchmischung des eingebrachten Gutes. Der Walzzunderschlamm weist bei Einbringung in den Mischtrockner ungefähr 15 % Feuchte und eine Schüttdicht von 2,5 t/m3 auf.
Der Walzzunderschlamm besteht beispielsweise aus (Angaben in Massenprozent):
Figure imgf000007_0001
Aus dem Mischtrockner 1 wird das trockene Gut 4 ausgebracht und einer weiteren Verwendung, beispielsweise einer Kaltbrikettierung zugeführt.
Der Walzzunderschlamm weist bei seiner Ausbringung eine Feuchte von etwa 3-5 % Feuchte auf, und ist rieselfähig. Die Kohlenwasserstoffe (KW) bleiben im Walzzunderschlamm erhalten, wobei sie gegebenenfalls am Kalk adsorbieren. Der so aufbereitete Walzzunderschlamm eignet sich so vorzüglich zum Einblasen in den Hochofen.
Der Mischtrockner wird indirekt über überhitzten Dampf (3,5 bar und 250° C) beheizt, wodurch ein Verdampfen der Kohlenwasserstoffe zum Großteil verhindert wird. Nach der Befüllung des Mischtrockners werden seine Befüllöffnungen automatisch verschlossen, um den Austritt von Brüden zu verhindern.
Durch eine Unterdruckpumpe 8, insbesondere eine Vakuumpumpe, wird im Mischtrockner ein Unterdruck erzeugt, und abdampfendes Wasser aus dem Mischtrockner in eine Entstaubungsanlage 5, insbesondere einen Brüdenfilter, gesaugt. Nach der Entstaubung gelangt das wasserdamphältige Gas in einen Brüdenkondensator 6, in welchem der Wasserdampf kondensiert und über eine Leitung 9 abgezogen wird. Das von Wasserdampf größtenteils befreite Gas gelangt weiters in einen Aktivkohlefilter 7, wobei niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe entfernt werden, und wird durch die Pumpe 8 einer weiteren Verwendung zugeführt.

Claims

Ansprüche:
1. Verfahren zur Behandlung eines Walzzunderschlammes, wobei der Walzzunderschlamm in einen, vorzugsweise indirekt, beheizten Mischtrockner (1) eingeleitet, getrocknet, und gegebenenfalls homogenisiert wird, wobei weiters der Mischtrockner (1) einen Druck unterhalb des atmosphärischen Druckes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Mischtrockner ein Druck von 700 mbar oder höher, vorzugsweise zwischen 750 und 900 mbar, eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung einer vorbestimmten Restfeuchte nach einer zumindest teilweisen thermischen Abtrocknung zumindest ein wasserbindender Zusatz, insbesondere Branntkalk, in den Mischtrockner (1) eingebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein wasserdampfhältiges Gas, welches bei der Behandlung des Walzunderschlammes im Mischtrockner (1) entsteht, aus dem Mischtrockner (1) abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserdampfhältige Gas über eine Unterdruckpumpe (8) aus dem Mischtrockner (1) abgesaugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserdampfhältige Gas einer Entstaubung unterzogen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das, gegebenenfalls entstaubte, Gas einem Brüden-Kondensator (6) zugeführt wird, wobei der Wasserdampf abgeschieden wird.
6. Verfahren nach 5 dadurch gekennzeichnet, dass das weitgehend wasserdampf-freie Gas einem Filter (7) zur adsorbtiven Filterung, insbesondere einem Aktivkohlefilter, zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zunderschlamm in dem Mischtrockner (1), auf eine für die Brikettierung geeignete Feuchte, vorzugsweise ausgehend von etwa 10-20 % Feuchte, auf eine Restfeuchte von 2-7%, getrocknet wird, vorzugsweise mit Bindemittel und anderen Zusatzstoffen, insbesondere Kohle und/oder zusätzlichem Staub, versetzt und gegebenenfalls kaltbrikettiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Briketts abgesiebt, und zur Aushärtung zwischengelagert werden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zunderschlamm im Mischtrockner (1) eine entsprechende Menge Branntkalk und/oder Kohle und/oder Staub zugemischt wird, um die Restfeuchte zu binden und ein einblasfähiges Gemisch zu erhalten.
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 zur Herstellung von Briketts zum Einsatz in einem Konverter, insbesondere einem LD-Konverter und/oder einem Elektroofen.
11. Verfahren nach Anspruch 9 zur Herstellung von Einblasegut für einen Elektroofen und/oder einen Schachtofen, insbesondere einen Hochofen.
12. Vorrichtung zur Behandlung von Walzzunderschlämmen, mit einem, vorzugsweise indirekt, beheizbaren Behandlungsraum, insbesondere einem Mischtrockner (1), wobei in dem Mischtrockner (1) ein, gegenüber atmosphärischem Druck, niedrigerer Druck einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterdruckpumpe (8) und ein Druckbegrenzer vorgesehen sind, durch die im Mischtrockner ein Druck von zumindest 700 mbar, vorzugsweise zumindest 800 mbar, oder höher, besonders bevorzugt in einem Bereich von 750 bis 900 mbar, einstellbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei ein Wasserdampf- Kondensator (6), zur Kondensation von Wasserdampf vorgesehen ist, der, vorzugsweise direkt über eine Leitung oder gegebenenfalls über eine Entstaubungsanlage (6), an den Mischtrockner (1) anschließt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter (7) zur adsorbierenden Filterung, insbesondere ein Aktivkohlefilter vorgesehen ist, der vorzugsweise an den Wasser-Kondensator (6) anschließt.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mittel zum automatischen Schließen des Mischtrockners vorgesehen ist.
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