公布日：2023.10.27

申請日：2023.07.24

分類號：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

本發明公開了一種轉底爐協同處置含油污泥的方法及系統，采用原料預處理、混料、制球、轉底爐直接還原、煙氣處理等工序處理含油污泥，通過轉底爐直接還原使得含油污泥中的油充分燃燒，有效利用了含油污泥的組分，最終實現鐵、鋅的回收，不僅解決含油污泥脫水困難、含油組分及鐵元素回收難等問題，而且極大的減少轉底爐煙氣中VOCs的含量，使VOCs能達標排放。

權利要求書

1.一種轉底爐協同處置含油污泥的方法，其特征在于，包括以下步驟：S1，原料預處理，將鋼鐵廠含油污泥、高鈣除塵灰和水混合均勻后靜置一定時間，得到預混料；S2，原料混勻，將所述預混料與含鐵鋅塵泥、壓球輔料及水混合均勻后得到混勻料；S3，制球，將所述混勻料通過壓球工序制成球團，并將所述球團靜置一段時間；S4，轉底爐直接還原，所述步驟S3獲得的球團由振動布料器送入到轉底爐中進行還原處理，在轉底爐轉動過程中，依次經過加熱段、還原一區、還原二區、還原三區、還原四區和出料段，使得所述球團充分還原后獲得DRI球團；S5，煙氣處理，所述還原過程中產生的高溫煙氣經余熱回收后進入轉底爐煙氣除塵器中除塵后得到氧化鋅粉。

2.根據權利要求1所述的轉底爐協同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S1中：所述鋼鐵廠含油污泥的含水率為20～40wt％，含油率為3～8wt％；和/或所述高鈣除塵灰中CaO含量為9～15wt％；和/或所述高鈣除塵灰與含油污泥的重量比6～10：1。

3.根據權利要求1所述的轉底爐協同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S1中：所述靜置時間為36～72h；和/或所述預混料的含水率為25～35wt％。

4.根據權利要求1所述的轉底爐協同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S2中：所述預混料占所述預混料與含鐵鋅塵泥總量的30～50wt％，所述含鐵鋅塵泥占所述預混料與含鐵鋅塵泥總量的50～70wt％；所述壓球輔料占所述預混料與含鐵鋅塵泥總量的3～6wt％。

5.根據權利要求1所述的轉底爐協同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S2中：所述含鐵鋅塵泥包括高爐除塵灰、含鋅冷軋污泥、瓦斯泥；和/或所述壓球輔料采用粘合劑材料；和/或所述混勻料的含水率為10～13wt％；和/或所述混合料中TFe：45～55％，Zn：2～5％，C：5～13％，CaO：3～7％。

6.根據權利要求1所述的轉底爐協同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述壓球工序制成的球團靜置24～48h后，含水率小于3wt％。

7.根據權利要求1所述的轉底爐協同處置含油污泥的方法，其特征在于，所述步驟S4中：所述轉底爐爐底的料層厚度為2～3層；和/或所述轉底爐的加熱段、還原一區、還原二區、還原三區、還原四區和出料段內均配置有富氧氣燒嘴，通過調節閥門將所述轉底爐各區段的氧氣含量控制在為5～25wt％；和/或所述轉底爐內的最高還原溫度小于1280℃，加熱區的溫度為1100～1180℃，所述還原一區的溫度為1150～1240℃；和/或所述DRI球團經螺旋出料器排出后進入到冷卻筒冷卻至200℃以下，經篩分后送至成品倉。

8.一種用以執行如權利要求1-7任一項所述的轉底爐協同處置含油污泥的方法的系統，其特征在于，包括混料池，用以將鋼鐵廠含油污泥、高鈣除塵灰和水充分混合獲得預混料；混料機，用以將預混料、含鐵鋅塵泥、壓球輔料和水混合均勻獲得混勻料；壓球機，用以將混勻料通過壓球工藝壓制成球團；該壓球機通過皮帶與所述混料機連接；轉底爐，用以將球團進行還原處理獲得DRI球團；所述轉底爐的入料口設有用以將球團均勻分布在轉底爐環形爐床上的振動布料器；該轉底爐的爐膛內部依次設有加熱段、還原一區、還原二區、還原三區、還原四區和出料段，所述加熱段、還原一區、還原二區、還原三區、還原四區和出料段內均配置有富氧燒嘴；所述出料段設有用以將DRI球團排出的螺旋出料器；余熱回收系統，用以將所述轉底爐還原處理過程中產生的高溫煙氣進行余熱回收；該余熱回收系統與所述轉底爐的煙氣出口連接；轉底爐煙氣除塵器，用以將余熱回收系統降溫后的煙氣進行除塵處理以獲得煙氣中的氧化鋅粉。

9.根據權利要求8所述的轉底爐協同處置含油污泥的系統，其特征在于，所述富氧燒嘴與氧氣管道連接，所述氧氣管道上設有用以調節氧氣流量的調節閥門。

10.根據權利要求8所述的轉底爐協同處置含油污泥的系統，其特征在于，還包括冷卻筒、篩分設備和成品倉；所述冷卻筒與所述轉底爐出料段設置的螺旋出料器連接，該冷卻筒用以將DRI球團冷卻；所述篩分裝置用以將冷卻后的DRI球團進行篩分處理以獲得DRI球團成品；所述成品倉用以存儲冷卻后的DRI球團。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的是提供一種轉底爐協同處置含油污泥的方法及系統，不僅能有效利用含油污泥的組分，最終實現鐵、鋅的回收，解決含油污泥脫水困難、含油組分及鐵元素回收難等問題，而且極大的減少轉底爐煙氣中VOCs的含量，使VOCs能達標排放。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明第一方面提供了一種轉底爐協同處置含油污泥的方法，包括以下步驟：

S1，原料預處理，將鋼鐵廠含油污泥、高鈣除塵灰和水混合均勻后靜置一定時間，得到預混料；

S2，原料混勻，將所述預混料與含鐵鋅塵泥、壓球輔料及水混合均勻后得到混勻料；

S3，制球，將所述混勻料通過壓球工序制成球團，并將所述球團靜置一段時間；

S4，轉底爐直接還原，所述步驟S3獲得的球團由振動布料器送入到轉底爐中進行還原處理，在轉底爐轉動過程中，依次經過加熱段、還原一區、還原二區、還原三區、還原四區和出料段，使得所述球團充分還原后獲得DRI球團；

S5，煙氣處理，所述還原過程中產生的高溫煙氣經余熱回收后進入轉底爐煙氣除塵器中除塵后得到氧化鋅粉，除塵后的煙氣經脫硫脫硝達標后排放。

優選地，所述步驟S1中：

所述鋼鐵廠含油污泥的含水率為20～40wt％，含油率為3～8wt％；和/或

所述高鈣除塵灰中CaO含量為9～15wt％；和/或

所述高鈣除塵灰與含油污泥的重量比6～10：1。

優選地，所述步驟S1中：

所述靜置時間為36～72h；和/或

所述預混料的含水率為25～35wt％。

優選地，所述步驟S2中：

所述預混料占所述預混料與含鐵鋅塵泥總量的30～50wt％，所述含鐵鋅塵泥占所述預混料與含鐵鋅塵泥總量的50～70wt％；所述壓球輔料占所述預混料與含鐵鋅塵泥總量的3～6wt％。

優選地，所述步驟S2中：

所述含鐵鋅塵泥包括高爐除塵灰、含鋅冷軋污泥、瓦斯泥；和/或

所述壓球輔料采用粘合劑材料；和/或

所述混勻料的含水率為10～13wt％；和/或

所述混合料中TFe：45～55％，Zn：2～5％，C：5～13％，CaO：3～7％。

優選地，所述步驟S3中，所述壓球工序制成的球團靜置24～48h后，含水率小于3wt％。

優選地，所述步驟S4中：

所述轉底爐爐底的料層厚度為2～3層；和/或

所述轉底爐的加熱段、還原一區、還原二區、還原三區、還原四區和出料段內均配置有富氧氣燒嘴，通過調節閥門將所述轉底爐各區段的氧氣含量控制在為5～25wt％；和/或

所述轉底爐內的最高還原溫度小于1280℃，加熱區的溫度為1100～1180℃，所述還原一區的溫度為1150～1240℃；和/或

所述DRI球團經螺旋出料器排出后進入到冷卻筒冷卻至200℃以下，經篩分后送至成品倉。

本發明的第二方面提供了一種用以執行如本發明第一方面所述的轉底爐協同處置含油污泥的方法的系統，包括

混料池，用以將鋼鐵廠含油污泥、高鈣除塵灰和水充分混合獲得預混料；

混料機，用以將預混料、含鐵鋅塵泥、壓球輔料和水混合均勻獲得混勻料；

壓球機，用以將混勻料通過壓球工藝壓制成球團；該壓球機通過皮帶與所述第混料機連接；

轉底爐，用以將球團進行還原處理獲得DRI球團；所述轉底爐的入料口設有用以將球團均勻分布在轉底爐環形爐床上的振動布料器；該轉底爐的爐膛內部依次設有加熱段、還原一區、還原二區、還原三區、還原四區和出料段，所述加熱段、還原一區、還原二區、還原三區、還原四區和出料段內均配置有富氧燒嘴；所述出料段設有用以將DRI球團排出的螺旋出料器；

余熱回收系統，用以將所述轉底爐還原處理過程中產生的高溫煙氣進行余熱回收；該余熱回收系統與所述轉底爐的煙氣出口連接；

轉底爐煙氣除塵器，用以將余熱回收系統降溫后的煙氣進行除塵處理以獲得煙氣中的氧化鋅粉；

脫硫脫硝裝置，用以將除塵后的煙氣進行脫硫脫硝處理。

優選地，所述富氧燒嘴與氧氣管道連接，所述氧氣管道上設有用以調節氧氣流量的調節閥門。

優選地，還包括冷卻筒和成品倉；所述冷卻筒與所述轉底爐出料段設置的螺旋出料器連接，該冷卻筒用以將DRI球團冷卻篩分處理以獲得DRI球團成品；所述成品倉用以存儲冷卻后的DRI球團。

本發明所提供的一種轉底爐協同處置含油污泥的方法及系統，還具有以下幾點

有益效果：

1、由于含油污泥含水率較高為20～40％左右，與廢油形成油水混合物，為污泥的脫水和使用帶來了較大的困難，不能直接作為含鐵原料使用；本發明采用預混料工序將含油污泥與高鈣除塵灰預混料，該工序能夠有效利用含有污泥中的水，充分消解高鈣除塵灰，防止球團在直接還原過程中爆裂；節省原料烘干工序，保證預混料連續穩定供料，節約能源介質消耗，避免烘干過程中揮發性有機物(VOCs)的溢出；除此之外，高鈣除塵灰的氧化鈣能夠有效抑制二噁英前驅物的生成，保證轉底爐煙氣二噁英達標排放；

2、本發明取消傳統工藝中的烘干工序，避免烘干過程中VOCs生成；

3、本發明采用富氧轉底爐直接還原工序，使得含油污泥中有機物在加熱段和還原一區能夠充分燃燒，極大減少轉底爐煙氣中VOCs的含量，VOCs能達標排放；油泥中有機物燃燒為維持轉底爐爐內溫度提供能量，節約煤氣消耗；

4、本發明能有效利用含油污泥的組分，最終實現鐵、鋅的回收，解決含油污泥脫水困難、含油組分及鐵元素回收難等問題；

5、采用本發明方法及系統，產品的金屬化率可達90％以上，脫鋅率可達92％以上；

6、本發明的系統協同處置鋼鐵廠危廢含油污泥，結合富氧燃燒技術，既能保證還原過程中煙氣VOCs和二噁英達標排放，又能提高轉底爐熱效率，降低能耗。

（發明人：張夢露;余志友;劉安治;曹志成;吳佩佩;付曉燕）