Способ утилизации железосодержащих шламов

Иллюстрации

Способ утилизации железосодержащих шламов (патент 901307)
Способ утилизации железосодержащих шламов (патент 901307)
Способ утилизации железосодержащих шламов (патент 901307)
Способ утилизации железосодержащих шламов (патент 901307)
Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

В.М.Борисов, М.Г.Бойко, Л.С.Агафо и Т.А.Аннушкина

l «

t>.t (7!) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамедщ

f институт стали и сплавов (54) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ЖЕЛЕЗОСОДЕРИАЩИХ а ШЛАМОВ

Изобретение относится к подготов ке сырья для преимущественного

:использования в черной металлургии.

Известен способ утилизации железосодержащих отходов из систем мокрой очистки газов кислородно-конвертерного производства, включающий их сгущение и последующее распыление. Сущность известного способа заключается в том, что железосодержащне шламы мокрых газоочисток подвергают отстаиванию, сгущению до содержания влаги около 40-50Х, используют сгущенный продукт для увлажнения и окомкования мелкозернистого сырья при про15 изводстве агломерата и окатышей. Сгущенные шламы специальными насосами подаются во вторичные смесители, оборудованные эвольвентными форсунками.

Последние обеспечивают распыление сгущенной суспензии и равномерное увлажнение шихты. Забивающиеся тру" бопроводы промывают чистой водой, подаваемой под давлением. После про-. мывки загрязненная вода подается в сгуститель. Известный способ позволяет утилизировать железосодержащие отходы без их предварительной сушки f)g.

Недостатками известного способа являются применение грунтовых насосов, загрязнение трубопроводов и не" обходимость их периодической промыв" ки, невозможность организации автоклавной системы подачи шлама и его предварительного подогрева, низкое ,качество; подготовки шихты вследствие невозможности повышения ее темйера" туры в процессе окомкования.

Цель изобретения — организация автоклавной системы подачи шлама и улучшение качества подготовки шихты.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем сгущение шламов и их распыпение, шлам нагревают и вводят в шихту в виде

90 паровзвешенной смеси, давление кото- рой поддерживают в пределах 5"7 атм при содержании взвеси в смеси в количестве 15-24 об.%.

Сущность способа заключается в том, что шламы перед их использованием в качестве увлажняющей добавки подвергают высокотемпературному нагреву в герметичном реакторе, оборудованном двумя клапанами для подвода шламовой суспенэии и отвода паровзвешенной смеси. Высокотемпературный нагрев обеспечивает испарение влаги .шлама, повышение парциального давле= ния водяного пара в реакторе и авто-: клавную транспортировку паровзвешенной смеси в барабанные или чашечные окомкователи.

Высокое давление (сжатие) паровзвешенной смеси на выходе из трубопровода в смесительные устройства обеспечивает резкое шоковое увеличение объема пара, снижение давления паровзвешенной смеси до атмосфер. ного и диспергирование последней.

Объемную концентрацию твердой взвеси в паровзвешенной смеси определяют опытным путем. Для этого в реактор загружают определеное объемное количество шлама с заданной концентра11ией твердого в шламе.

Наилучшие показатели транспортабельности, распыления и процесса окомковання и спекания шихты получают при заполнении реактора шламом (влажность 40-50%) на 30-40% его объема, т.е. при испарении всей влаги шлама и увеличении объема паровэвешенной смеси до 10Х, концентрация взвеси в смеси составляет:

30х0,5=15; 30х0,6 = 18; 40х0,5 = 20; .

40х0,6 24; или 15-24%, где 0,5 и

0,6 — доля взвеси в шламе.

Уменьшение концентрации взвеси в смеси приводит к ухудшению качества окомкования шнхты и снижению КПД реактора, поскольку уменьшается количество дисперсных и коллоидных составляющих в смеси, окаэыьающих решающее влияние на качество окомкования шихты. При этом эффект достигается только за счет подогрева шихты, как и в случае использования пара из магистрали.

Увеличение концентрации взвеси сверх оптимальных значений сопровождается ухудшением условий транспортирования шлама по трубопроводам и гидродинамики процесса эа счет умень1 307.

1О l5

49

4 .шения объема пара в паровэвешенной смеси. Кроме того, возврастают энергозатраты на нагрев твердой взвеси, что выражается увеличением давления паровзвешенной смеси.

Пределы значений давления паровзвешенной смеси определяют также экспериментальным путем. Нижняя величина избыточного давления в реакторе относится к паровзвешенной смеси, содержащей 15Х взвеси.

Большие значения избыточного дав1 ления соответствуют большей концентрации взвеси в паровзвешенной смеси (24 об.% ), Это обстоятельство связано с увеличением давления, времени прогрева взвеси и гидродинамическими условиями ее транспортировки и распыления.

Отклонение давления паровзвешенной смеси от оптимальных значений приводит, с одной стороны, к оседанию крупных частиц шлама на поверхности трубопроводов и уменьшению их проходного сечения, а с другой стороны, к черезмерно высоким скоростям паровзвешенной смеси на выходе, уменьшению времени контакта теплоносителя с шихтой за счет выброса пара и тонкой вявеси в аспирационные устройства, что недопустимо с экологической точки зрения.

Реализацию предлагаемого способа осуществляют путем установки двух герметичных футерованных реакторов в нагревательные колодца, температуру .в которых целесообразно поддерживать в пределах 500-800 С. Весперебойная работа реакторов достигается эа счет последовательной загрузки одного и разгрузки другого реактора но принципу работы воздухонагревателей доменных пеней. Темг1ература в колодце оказывает влияние только.на производительность реакторов. При этом в зависимости от мощности агломерационных фабрик иаифабрик по производству окатышей, а также оптимальной влажности шихты, температуру нагревательных колодцев необходимо корректировать в каждом конкретном случае в соответствии с указанными параметрами.

Пример. Для исследований используют смесь шламов аглодомен" ного производства,взятых в соотношении 1:1. Влажность шламов(в парколлекторах доводят до 40-50% путем

9013

5 .изменения. продолжительности отстаивания.

Шламовую суспензию нагревают в герметичном реакторе объемом 6 л, приготовленном иэ нержавеющей ста-. .ли и футерованным снаружи смесью огнеупорной глины с шамотом. Сверху и снизу цилиндрическая часть реактора выполнена в виде усеченного конуса, к меньшему диа- 10 метру которого приварены патрубки с вентилями высокого давления.

На одном из патрубков (перед вентилем) устанавливают образцовый манометр. Реактор помещают в муфель- д ную печь таким образом, что вентили и манометр находятся вне эоны нагрева. Давление паровэвешенной смеси изменяют в пределах 3-10 атм, Степень заполнения реактора шламовой щ суспензией изменяют от 20 до 60 об.X.

Смешивание и окомкование шихты осуществляют в барабанном окомкователе диаметром 500 и длиной 1200 мм при скорости вращения барабана

1О об/мин..

Увлажнение шихты осуществляют паровзвешенной смесью до влажности ,7Х. Распыление осуществляют через

07 6 коническую насадку, установленнуюна выходе гибкого шланга, которая. обеспечивает гашение скорости паровзвешенной смеси.

Для сопоставления полученных результатов проводят спекания по известному способу. Для этого в реактор подают сжатый воздух и увлажняют шихту холодной шламовой суспензией.

Высота слоя,на всех опытах составляет 400 мм.

Результаты исследований представ лены в таблице.

Анализ данных таблицы показывает, что в о тииальных условиях процесса при давлении 5-7 атм. и концентрацщ1 твердого, в паровзвешенной смеси и

15-24 об.й соответственно получают наивысшие показатели агломерации. Температура шихты возросла с 21 до

38-39 С, выход Фракции 1,6 мм после окомкования уменьшился с 23 до !314Х, а удельная производительность возросла на 44-51Х. Отклонение про" цесса от оптимальных параметров при-, водит к значительному ухудшению показателей агломерации.

90l307

l л

Ю !

I о(I

МЪ

СЧ л

СЧ л

СЧ

СЧ

ССЪ

СЧ л л

DI o

С Ъ

CO л

D l

1 л ( О л

СЧ

DI со ь 3

1 л

С ) и

D а о сЧ л

ГЪ

ССЪ

° \

СЧ сч л л л

D иО л

СлЪ о

С Ъ CO

СЧ л

Ch л сО I л|

Ю л л л л иЪ

ИЪ л о

I

DI О.

ОО О

cv л

ИЪ л

CO л

О1 О СО сч О

1оо

Э И Ф Д

СЧ 1 л л

СЧ л

3 л

D л сЧ сО

II-o p, ,а. ом

oi @

lC I

ЕО!

Ж ICI М цo,go

Ф 1

Ю! Д1 1

1etl л

СлЪ л

О СЧ О СЪ л N CV о сч л л а ° (7Ъ

D с Ъ л О

Оъ CO о сч л

О ао

О сЪ л

4 ,С11 Ц ММ О ! ql !С! С.! Ei ф Сл

Ц g4o Q Ж Ж В4

l сО сО

1 о !

»I!! о !

1 о !

С11 (4 л

CI IC $ )

ЛЛ В" I

Составитель Л. Шашенков

Редактор С.Крупенина Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Ференц

Заказ 12304/24 Тирак 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 90

Формула изобретения

Способ утилизации мелезосодеркащих шлемов, включающий их сгущение и последующее распыление, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью органиэации автоклавной системы подачи шлама и повышения качества подготовки шихты, шлам нагревают и вводят в шихту в виде паровэвешенной

1307 IO смеси, давлениеГкотовой поддеряивают в пределах 5-7 атм при содериании взвеси в смеси в количестве 1524 об.X.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 4052195, кл. 75/25, (С 21 В 3/04, В 01 F 5/02), 27.01.70.