公布日：2023.10.27
申请日：2023.07.24
分类号：C22B7/00(2006.01)I;C22B7/02(2006.01)I;C22B1/24(2006.01)I;C21B13/00(2006.01)I;C22B19/38(2006.01)I;C22B19/30(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种转底炉协同处置含油污泥的方法及系统，采用原料预处理、混料、制球、转底炉直接还原、烟气处理等工序处理含油污泥，通过转底炉直接还原使得含油污泥中的油充分燃烧，有效利用了含油污泥的组分，最终实现铁、锌的回收，不仅解决含油污泥脱水困难、含油组分及铁元素回收难等问题，而且极大的减少转底炉烟气中VOCs的含量，使VOCs能达标排放。
权利要求书
1.一种转底炉协同处置含油污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，原料预处理，将钢铁厂含油污泥、高钙除尘灰和水混合均匀后静置一定时间，得到预混料；S2，原料混匀，将所述预混料与含铁锌尘泥、压球辅料及水混合均匀后得到混匀料；S3，制球，将所述混匀料通过压球工序制成球团，并将所述球团静置一段时间；S4，转底炉直接还原，所述步骤S3获得的球团由振动布料器送入到转底炉中进行还原处理，在转底炉转动过程中，依次经过加热段、还原一区、还原二区、还原三区、还原四区和出料段，使得所述球团充分还原后获得DRI球团；S5，烟气处理，所述还原过程中产生的高温烟气经余热回收后进入转底炉烟气除尘器中除尘后得到氧化锌粉。
2.根据权利要求1所述的转底炉协同处置含油污泥的方法，其特征在于，所述步骤S1中：所述钢铁厂含油污泥的含水率为20～40wt％，含油率为3～8wt％；和/或所述高钙除尘灰中CaO含量为9～15wt％；和/或所述高钙除尘灰与含油污泥的重量比6～10：1。
3.根据权利要求1所述的转底炉协同处置含油污泥的方法，其特征在于，所述步骤S1中：所述静置时间为36～72h；和/或所述预混料的含水率为25～35wt％。
4.根据权利要求1所述的转底炉协同处置含油污泥的方法，其特征在于，所述步骤S2中：所述预混料占所述预混料与含铁锌尘泥总量的30～50wt％，所述含铁锌尘泥占所述预混料与含铁锌尘泥总量的50～70wt％；所述压球辅料占所述预混料与含铁锌尘泥总量的3～6wt％。
5.根据权利要求1所述的转底炉协同处置含油污泥的方法，其特征在于，所述步骤S2中：所述含铁锌尘泥包括高炉除尘灰、含锌冷轧污泥、瓦斯泥；和/或所述压球辅料采用粘合剂材料；和/或所述混匀料的含水率为10～13wt％；和/或所述混合料中TFe：45～55％，Zn：2～5％，C：5～13％，CaO：3～7％。
6.根据权利要求1所述的转底炉协同处置含油污泥的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述压球工序制成的球团静置24～48h后，含水率小于3wt％。
7.根据权利要求1所述的转底炉协同处置含油污泥的方法，其特征在于，所述步骤S4中：所述转底炉炉底的料层厚度为2～3层；和/或所述转底炉的加热段、还原一区、还原二区、还原三区、还原四区和出料段内均配置有富氧气烧嘴，通过调节阀门将所述转底炉各区段的氧气含量控制在为5～25wt％；和/或所述转底炉内的最高还原温度小于1280℃，加热区的温度为1100～1180℃，所述还原一区的温度为1150～1240℃；和/或所述DRI球团经螺旋出料器排出后进入到冷却筒冷却至200℃以下，经筛分后送至成品仓。
8.一种用以执行如权利要求1-7任一项所述的转底炉协同处置含油污泥的方法的系统，其特征在于，包括混料池，用以将钢铁厂含油污泥、高钙除尘灰和水充分混合获得预混料；混料机，用以将预混料、含铁锌尘泥、压球辅料和水混合均匀获得混匀料；压球机，用以将混匀料通过压球工艺压制成球团；该压球机通过皮带与所述混料机连接；转底炉，用以将球团进行还原处理获得DRI球团；所述转底炉的入料口设有用以将球团均匀分布在转底炉环形炉床上的振动布料器；该转底炉的炉膛内部依次设有加热段、还原一区、还原二区、还原三区、还原四区和出料段，所述加热段、还原一区、还原二区、还原三区、还原四区和出料段内均配置有富氧烧嘴；所述出料段设有用以将DRI球团排出的螺旋出料器；余热回收系统，用以将所述转底炉还原处理过程中产生的高温烟气进行余热回收；该余热回收系统与所述转底炉的烟气出口连接；转底炉烟气除尘器，用以将余热回收系统降温后的烟气进行除尘处理以获得烟气中的氧化锌粉。
9.根据权利要求8所述的转底炉协同处置含油污泥的系统，其特征在于，所述富氧烧嘴与氧气管道连接，所述氧气管道上设有用以调节氧气流量的调节阀门。
10.根据权利要求8所述的转底炉协同处置含油污泥的系统，其特征在于，还包括冷却筒、筛分设备和成品仓；所述冷却筒与所述转底炉出料段设置的螺旋出料器连接，该冷却筒用以将DRI球团冷却；所述筛分装置用以将冷却后的DRI球团进行筛分处理以获得DRI球团成品；所述成品仓用以存储冷却后的DRI球团。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种转底炉协同处置含油污泥的方法及系统，不仅能有效利用含油污泥的组分，最终实现铁、锌的回收，解决含油污泥脱水困难、含油组分及铁元素回收难等问题，而且极大的减少转底炉烟气中VOCs的含量，使VOCs能达标排放。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种转底炉协同处置含油污泥的方法，包括以下步骤：
S1，原料预处理，将钢铁厂含油污泥、高钙除尘灰和水混合均匀后静置一定时间，得到预混料；
S2，原料混匀，将所述预混料与含铁锌尘泥、压球辅料及水混合均匀后得到混匀料；
S3，制球，将所述混匀料通过压球工序制成球团，并将所述球团静置一段时间；
S4，转底炉直接还原，所述步骤S3获得的球团由振动布料器送入到转底炉中进行还原处理，在转底炉转动过程中，依次经过加热段、还原一区、还原二区、还原三区、还原四区和出料段，使得所述球团充分还原后获得DRI球团；
S5，烟气处理，所述还原过程中产生的高温烟气经余热回收后进入转底炉烟气除尘器中除尘后得到氧化锌粉，除尘后的烟气经脱硫脱硝达标后排放。
优选地，所述步骤S1中：
所述钢铁厂含油污泥的含水率为20～40wt％，含油率为3～8wt％；和/或
所述高钙除尘灰中CaO含量为9～15wt％；和/或
所述高钙除尘灰与含油污泥的重量比6～10：1。
优选地，所述步骤S1中：
所述静置时间为36～72h；和/或
所述预混料的含水率为25～35wt％。
优选地，所述步骤S2中：
所述预混料占所述预混料与含铁锌尘泥总量的30～50wt％，所述含铁锌尘泥占所述预混料与含铁锌尘泥总量的50～70wt％；所述压球辅料占所述预混料与含铁锌尘泥总量的3～6wt％。
优选地，所述步骤S2中：
所述含铁锌尘泥包括高炉除尘灰、含锌冷轧污泥、瓦斯泥；和/或
所述压球辅料采用粘合剂材料；和/或
所述混匀料的含水率为10～13wt％；和/或
所述混合料中TFe：45～55％，Zn：2～5％，C：5～13％，CaO：3～7％。
优选地，所述步骤S3中，所述压球工序制成的球团静置24～48h后，含水率小于3wt％。
优选地，所述步骤S4中：
所述转底炉炉底的料层厚度为2～3层；和/或
所述转底炉的加热段、还原一区、还原二区、还原三区、还原四区和出料段内均配置有富氧气烧嘴，通过调节阀门将所述转底炉各区段的氧气含量控制在为5～25wt％；和/或
所述转底炉内的最高还原温度小于1280℃，加热区的温度为1100～1180℃，所述还原一区的温度为1150～1240℃；和/或
所述DRI球团经螺旋出料器排出后进入到冷却筒冷却至200℃以下，经筛分后送至成品仓。
本发明的第二方面提供了一种用以执行如本发明第一方面所述的转底炉协同处置含油污泥的方法的系统，包括
混料池，用以将钢铁厂含油污泥、高钙除尘灰和水充分混合获得预混料；
混料机，用以将预混料、含铁锌尘泥、压球辅料和水混合均匀获得混匀料；
压球机，用以将混匀料通过压球工艺压制成球团；该压球机通过皮带与所述第混料机连接；
转底炉，用以将球团进行还原处理获得DRI球团；所述转底炉的入料口设有用以将球团均匀分布在转底炉环形炉床上的振动布料器；该转底炉的炉膛内部依次设有加热段、还原一区、还原二区、还原三区、还原四区和出料段，所述加热段、还原一区、还原二区、还原三区、还原四区和出料段内均配置有富氧烧嘴；所述出料段设有用以将DRI球团排出的螺旋出料器；
余热回收系统，用以将所述转底炉还原处理过程中产生的高温烟气进行余热回收；该余热回收系统与所述转底炉的烟气出口连接；
转底炉烟气除尘器，用以将余热回收系统降温后的烟气进行除尘处理以获得烟气中的氧化锌粉；
脱硫脱硝装置，用以将除尘后的烟气进行脱硫脱硝处理。
优选地，所述富氧烧嘴与氧气管道连接，所述氧气管道上设有用以调节氧气流量的调节阀门。
优选地，还包括冷却筒和成品仓；所述冷却筒与所述转底炉出料段设置的螺旋出料器连接，该冷却筒用以将DRI球团冷却筛分处理以获得DRI球团成品；所述成品仓用以存储冷却后的DRI球团。
本发明所提供的一种转底炉协同处置含油污泥的方法及系统，还具有以下几点
有益效果：
1、由于含油污泥含水率较高为20～40％左右，与废油形成油水混合物，为污泥的脱水和使用带来了较大的困难，不能直接作为含铁原料使用；本发明采用预混料工序将含油污泥与高钙除尘灰预混料，该工序能够有效利用含有污泥中的水，充分消解高钙除尘灰，防止球团在直接还原过程中爆裂；节省原料烘干工序，保证预混料连续稳定供料，节约能源介质消耗，避免烘干过程中挥发性有机物(VOCs)的溢出；除此之外，高钙除尘灰的氧化钙能够有效抑制二噁英前驱物的生成，保证转底炉烟气二噁英达标排放；
2、本发明取消传统工艺中的烘干工序，避免烘干过程中VOCs生成；
3、本发明采用富氧转底炉直接还原工序，使得含油污泥中有机物在加热段和还原一区能够充分燃烧，极大减少转底炉烟气中VOCs的含量，VOCs能达标排放；油泥中有机物燃烧为维持转底炉炉内温度提供能量，节约煤气消耗；
4、本发明能有效利用含油污泥的组分，最终实现铁、锌的回收，解决含油污泥脱水困难、含油组分及铁元素回收难等问题；
5、采用本发明方法及系统，产品的金属化率可达90％以上，脱锌率可达92％以上；
6、本发明的系统协同处置钢铁厂危废含油污泥，结合富氧燃烧技术，既能保证还原过程中烟气VOCs和二噁英达标排放，又能提高转底炉热效率，降低能耗。
（发明人：张梦露;余志友;刘安治;曹志成;吴佩佩;付晓燕）