способ разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности, содержащих воду, масла и окалину, включающих обезвоживание, нагрев обезвоженной смеси и ее декантацию в инертной для масла атмосфере, вакуумную перегонку масла, вакуумную сушку от масла твердого остатка при температуре не выше 400^oС, отличающийся тем, что остаток после вакуумной сушки нагревают до температуры не выше 400^oС при давлении выше давления насыщения масла, а затем распыляют в камере низкого давления в струе водяного пара или в струе нагретого газа, инертного по отношению к маслу, или распыляют в вакуумной камере без участия распыливающего агента при давлении ниже давления насыщения масла.

2. Устройство для разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности, содержащих воду, масло и окалину, содержащее последовательно соединенные обезвоживатель, аппарат с мешалкой для нагрева и декантации масла, вакуумный аппарат с мешалкой для перегонки и вакуумной сушки от масла твердого остатка, а также первый накопитель масла, соединенный с аппаратом для нагрева и декантации масла, и второй накопитель масла, соединенный с вакуумным аппаратом, подводящие и отводящие патрубки, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит последовательно соединенные насос, нагревательный аппарат высокого давления с мешалкой, вакуумную камеру с распылительным для остатка устройством и соплами для подачи распыливающего агента и отстойник, насос соединен с вакуумным аппаратом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для очистки загрязненных механическими примесями масел, для разделения на воду, масло и окалину шламов или сгущенной пульпы металлургических и металлообрабатывающих заводов.

Известен способ разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности, например маслоотходов и шламов или сгущенной пульпы, содержащих воду, масло и твердый продукт, включающий нагрев и разделение смеси на отдельные компоненты, преимущественно перегонкой с выделением воды, вакуумную перегонку масла и вакуумную сушку от масла твердого остатка при температурах не выше 400^oC [1]

Известен также способ разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности, включающий нагрев и разделение смеси на отдельные компоненты, преимущественно перегонкой с выделением воды, вакуумную перегонку масла и вакуумную сушку от масла твердого остатка при температуре не выше 400^oC, очистку обезвоженной смеси масла и твердого продукта до содержания в ней масла 10-20% вакуумную отгонку оставшихся масел и сушку от них твердого остатка [2]

Наиболее близким к изобретению-способу является способ разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности, содержащих воду, масло и окалину, включающий обезвоживание, нагрев обезвоженной смеси и ее декантацию в инертной для масла атмосфере, вакуумную перегонку масла, вакуумную сушку от масла твердого остатка при температуре не выше 400^oC [3]

Однако данный способ, как и предыдущие, не позволяет обеспечить полное выделение масла из остатка, а выделяются лишь его легкие фракции. Таким образом, вышеуказанные способы не обеспечивают хорошее качество разделения компонентов смеси.

Наиболее близким к изобретению-устройству является устройство для разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности, содержащих воду, масло и окалину, содержащее последовательно соединенные обезвоживатель, аппарат с мешалкой для нагрева и декантации масла, вакуумный аппарат с мешалкой для перегонки и вакуумной сушки от масла твердого остатка, а также первый накопитель масла, соединенный с аппаратом для нагрева и декантации масла и второй накопитель масла, соединенный с вакуумным аппаратом, подводящие и отводящие патрубки [3]

Однако данное устройство также не позволяет обеспечить полное выделение масла из осадка. Выделяются лишь легкие его фракции. Вследствие этого не обеспечивается хорошее качество разделения компонентов смеси.

Целью предполагаемого изобретения является улучшение качества разделения компонентов смеси.

Цель достигается тем, что в способе разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности, содержащих воду, масло и окалину, включающем обезвоживание, нагрев обезвоженной смеси и ее декантацию в инертной для масла атмосфере, вакуумную перегонку масла, вакуумную сушку от масла твердого остатка при температуре не выше 400^oC, дополнительно остаток после вакуумной сушки нагревают до температуры не выше 400^oC при давлении выше давления насыщения масла, а затем распыляют в камере низкого давления в струе водяного пара или в струе нагретого газа, инертного по отношению к маслу, или распыляют в вакуумной камере без участия распыливающего агента при давлении ниже давления насыщения масла.

Цель достигается также тем, что устройство для разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности, содержащих воду, масло и окалину, содержащее последовательно соединенные обезвоживатель, аппарат с мешалкой для нагрева и декантации масла, вакуумный аппарат с мешалкой для перегонки и вакуумной сушки от масла твердого остатка, а также первый накопитель масла, соединенный с аппаратом для нагрева и декантации масла и второй накопитель масла, соединенный с вакуумным аппаратом, подводящие и отводящие патрубки, дополнительно содержит последовательно соединенные насос, нагревательный аппарат высокого давления с мешалкой, вакуумную камеру с распылительным для остатка устройством и соплами для подачи распыливающего агента и отстойник, причем насос соединен с вакуумным аппаратом.

Нагрев остатка после вакуумной сушки до температуры не выше 400^oC при давлении выше давления насыщения масла позволяет предупредить испарение масла до начала его распыления. При этом ограничение по температуре установлено для предупреждения разложения масла.

Последующее распыление масла в камере низкого давления обеспечивает интенсивное испарение масла с поверхности капель за счет резкого увеличения свободной поверхности испарения капель, с одной стороны, и за счет перегрева с другой стороны, вследствие чего улучшается качество разделения компонентов смеси.

Распыление в струе водяного пара или в струе нагретого газа, инертного по отношению к маслу, позволяет существенно интенсифицировать процесс испарения масла, вследствие чего еще более улучшается качество разделения компонентов смеси.

На чертеже изображена схема устройства для разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности, содержащих воду, масло и окалину.

Устройство содержит последовательно соединенные обезвоживатель 1, аппарат 2 с мешалкой 3 для нагрева и декантации масла, вакуумный аппарат 4 с мешалкой 5 для перегонки и вакуумной сушки от масла твердого остатка, а также первый накопитель 6 масла, соединенный с аппаратом 2 для нагрева и декантации масла и второй накопитель 7 масла, соединенный с вакуумным аппаратом 4.

Устройство также содержит последовательно соединенные насос 8, нагревательный аппарат 9 высокого давления с мешалкой 10, вакуумную камеру 11 с распылительным для остатка устройством 12 и соплами 13 для подачи распыливающего агента и отстойник 14. Насос 8 соединен с вакуумным аппаратом 4.

Работает устройство следующим образом.

Исходную смесь побочных продуктов и отходов металлургической промышленности загружают в обезвоживатель 1, в котором нагревают до 100^oC и производят перегонку воды. Обезвоженную смесь перекачивают в один из аппаратов 2 с мешалкой 3, нагревают в инертной для масла атмосфере до 200-250^oC и отстаивают от твердых примесей. Отстоенное масло собирают в емкость 6, а сгущенный продукт загружают в вакуумный аппарат 4 с мешалкой для перегонки масла. Температура нагрева смеси должна соответствовать температуре начала процесса вакуумной перегонки масла при остаточном давлении 20 мм рт. ст. При нагреве смеси ниже 200^oC процесс перегонки масла в вакуумном аппарате 4 начинается не сразу после загрузки смеси, соответственно снижается производительность вакуумного аппарата 4.

При нагреве смеси выше 250^oC возможны выбросы разделяемой смеси и загрязнение масла твердыми частицами смеси из-за чрезмерно высокой скорости процесса перегонки масла.

После перегонки масла остаток смеси насосом 8 подают в нагреватель 9 высокого давления с мешалкой 10, где остаток нагревают до температуры не выше 400^oC при давлении выше давления насыщения масла. Затем остаток подают в камеру 11 низкого давления через распылительное устройство 12. Одновременно через сопло 13 в камеру 11 низкого давления подают водяной пар или инертную по отношению к маслу среду.

Масло, попадая в камеру 11 низкого давления, распыляется и интенсивно испаряется, поскольку резко увеличивается свободная поверхность (поверхность капель значительно больше поверхности струи масла). С другой стороны, процесс испарения интенсифицируется благодаря тому, что нагретое масло из области высокого давления (в нагревателе 9) попадает в область низкого давления (в камере 11).

Процесс испарения масла еще более интенсифицируется за счет того, что навстречу потоку масла подают струю газа.

Образовавшиеся пары удаляются из камеры 11 и после конденсации скапливаются в отстойнике 14. Частицы окалины, очищенные от масла, оседают на дне камеры 11.

Пример. Исходную пульпу массой 140 кг, содержанием воды 28,6% масла 31,0% окалины 40,4% загрузили в обезвоживатель 1 с паровым нагревателем. Перегонку воды проводили при атмосферном давлении. Температура смеси в начале перегонки воды была равна 100^oC, а к концу процесса перегонки поднялась до 110^oC. Обезвоженную смесь остаточным содержанием воды 3% загрузили в герметичный аппарат 2 с мешалкой 3 и при непрерывном вращении мешалки 3 смесь нагрели в инертной для масла атмосфере до 224^oC. По мере нагрева смеси избыток паров воды через кран выпускали в атмосферу. Обезвоженную и нагретую до 224^oC смесь загрузили в вакуумный аппарат 4 с мешалкой 5 и при непрерывном вращении мешалки 5 нагрели и произвели вакуумную перегонку масла. Остаточное давление в вакуумном аппарате 4 поддерживали на уровне 20 мм рт. ст. а температура смеси в конце процесса перегонки масла поднялась до 394^oC.

Содержание органических соединений в кубовом остатке составляет 6-7% По агрегатному состоянию остаток с содержанием масла 6-7% при температуре 394^oC представляет собой густую, но достаточно подвижную массу, способную транспортироваться с помощью насоса.

Окалину с незначительным содержанием масла (6-7%) насосом 8 подают в нагревательный аппарат 9, где нагревают до температуры не выше 400^oC. Насосом 8 поддерживают давление в аппарате 9 выше давления насыщения масла. Нагревательную смесь через распылитель 12 подают в вакуумную камеру 11, где поддерживают остаточное давление на уровне 20 мм рт. ст. Сюда же через сопло 13 подают инертную по отношению к маслу среду (например, водяной пар). В результате взаимодействия струи в вакуумной камере 11 происходит полное удаление масла с частиц окалины. Окалина оседает на дне вакуумной камеры и затем удаляется. Смесь паров масла и инертной среды удаляют из камеры 11 и сконденсировавшиеся продукты собирают в отстойнике 14.

Достоинством предложенного способа и устройства для его осуществления является высокое качество получаемых продуктов.

За счет дополнительной вакуумной обработки окалины с незначительным содержанием масла (6-7%) в струе инертной среды достигается полная (на 100%) очистка окалины от масла.