一种轧钢油泥高效环保处理系统及处理方法与流程

本发明涉及轧钢油泥处理设备技术领域，具体涉及一种轧钢油泥高效环保处理系统及处理方法。

背景技术：

轧钢含油污泥具有含油、含水和氧化铁的特点，一般含水率在10～20％，含油率在1～10％，总铁含量30～55％。如果不对其进行处理不仅会污染环境，还会造成资源的浪费。

公布号为cn108793650a的发明专利，公布了一种轧钢含油污泥的处理方法，利用二次燃室产生的烟气对回转窑加热，节约能耗，但是回转窑存在结焦问题，并且需要添加生石灰、耗费资源。

授权公告号为cn1270989c的发明专利，公布了一种轧钢含油铁鳞的处理方法及设备系统，采用蒸馏法处理轧钢油泥，可以回收废油，但是处理效率低，能耗高。

授权公告号为cn208279482u的实用新型专利，公布了一种连续式轧钢油泥热解炭化处理装置，处理效率高，但采用螺旋输送轴输送轧钢油泥效果不佳，油泥受热粘结严重时会造成输送轴卡死，造成装置无法工作。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种轧钢油泥高效环保处理系统及处理方法，以达到处理效率高、不易粘结以及节约资源、低能耗的目的。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种轧钢油泥高效环保处理系统，包括：预处理池、油泥输送泵、燃烧炉、热解炉、冷却塔、废油储池和氮气净化塔，

所述预处理池的外围设置有加热隔层，所述加热隔层用于对所述预处理池内的油泥进行加热，所述预处理池内设置有搅拌桨，

所述油泥输送泵的进泥口与所述预处理池的出泥口连通，

所述燃烧炉设置有换热管，所述换热管的进气口与储气罐的出气口连通，所述燃烧炉的烟气出口与所述加热隔层的烟气进口连通，

所述热解炉的顶部设置有油泥喷嘴、底部设置有氮气喷嘴，所述油泥喷嘴的进泥口与所述油泥输送泵的出泥口连通，所述氮气喷嘴的进气口与所述换热管的出气口连通，

所述冷却塔的进气口与所述热解炉的出气口连通，

所述废油储池的外围设置有冷却隔层，所述冷却隔层用于对所示废油储池内的废油进行冷却，所述废油储池的进油口与所述冷却塔的出油口连通，

所述氮气净化塔的进气口与所述冷却塔的出气口连通，所述氮气净化塔的出气口与储气罐的进气口。

进一步地，所述油泥喷嘴包括油泥喷嘴本体和空心钢球，所述油泥喷嘴本体设置有油泥通道、油泥喷腔和油泥喷孔，所述油泥通道与所述油泥喷嘴的进泥口连通，所述油泥喷腔与所述油泥通道连通，所述油泥喷孔与所述油泥喷腔连通，所述空心钢球设置在所述油泥喷腔内。

进一步地，所述油泥喷嘴本体设置有氮气通道，所述氮气通道与所述换热管的出口连通，所述氮气通道内转动设置有隔板，所述隔板的动力输入端与旋转电机的动力输出端连接。

进一步地，所述油泥喷孔的数量为多个，多个所述油泥喷孔均匀分布在所述油泥喷嘴的出口端，且多个所述油泥喷孔的出口的朝向各不相同。

进一步地，所述氮气喷嘴包括氮气喷嘴本体，所述氮气喷嘴本体设置有氮气压缩腔、氮气喷腔和氮气喷孔，所述氮气压缩腔与所述氮气喷嘴的进气口连通，所述氮气喷腔与所述氮气压缩腔连通，所述氮气喷孔与所述氮气喷腔连通。

进一步地，所述氮气喷孔的数量为多个，多个所述氮气喷孔均匀分布在所述氮气喷嘴的出口端，且多个所述氮气喷孔的出口的朝向各不相同。

进一步地，所述冷却塔的顶部设置有油气喷嘴，所述油气喷嘴的进油口与所述废油储池连通。

进一步地，所述油气喷嘴包括油气喷嘴本体，所述油气喷嘴本体设置有废油流道、氮气流道、废油压缩腔、油气混合腔、油气喷腔和油气喷孔，

所述废油流道与所述油气喷嘴的进油口连通，所述氮气流道的进气口与所述氮气净化塔的出气口连通，所述废油压缩腔与所述废油流道连通，所述油气混合腔与所述废油压缩腔和所述氮气流道连通，所述油气喷嘴与所述油气喷腔连通。

进一步地，所述油气喷孔的数量为多个，多个所述油气喷孔均匀分布在所述油气喷嘴的出口端，且多个所述油气喷孔的出口的朝向各不相同。

另一方面提供了一种关于上述轧钢油泥高效环保处理系统的处理方法，包括以下步骤：

将油泥投入所述预处理池进行预处理，同时，所述燃烧炉对从所述储气罐中送过来的氮气进行加热；

经过预处理后的油泥和加热后的氮气分别喷入所述热解塔中，进行热解处理，产生残渣和混合气；

所述混合气流入所述冷却塔中冷却，产生废油和合成气；

所述废油流入所述废油储池内储存、冷却；

所述合成气流入所述氮气净化塔中净化，变成纯净的氮气；

纯净的氮气一部分流入所述储气罐中储存，一部分与在废油储池中冷却后的废油混合喷入所述冷却塔中，对所述混合气进行冷却。

本发明的有益效果：

1、本发明所提供的轧钢油泥高效环保处理系统，可以对油泥进行连续处理，处理效率高，利用燃烧炉的产生的烟气对预处理池加热，降低了能耗，利用油泥喷嘴将油泥喷入热解塔内热解，通过这种喷淋的方式进行热解，避免了结焦和粘壁问题，采用氮气作为传热介质和输送热解合成气的载体，构建系统无氧环境，同时，氮气回收再利用节约了资源。

2、本发明所提供的轧钢油泥高效环保处理系统，其油泥喷嘴可以向各个方向喷射油泥，使得油泥更加分散均匀，便于热解。

3、本发明所提供的轧钢油泥高效环保处理系统，其氮气喷嘴可以向各个方向喷射氮气，使得氮气分散更加均匀，与油泥接触更充分，有利于热解。

4、本发明所提供的轧钢油泥高效环保处理系统，其油气喷嘴可以向各个方向喷射油气，使得废油分布更加均匀，有利于冷却。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明一实施例提供的轧钢油泥高效环保处理系统的结构图；

图2为图1所示的油泥喷嘴的剖视图；

图3为图1所示的氮气喷嘴的剖视图；

图4为图1所示的油气喷嘴的剖视图；

图5为图1所示的轧钢油泥高效环保处理系统的处理方法的工艺流程图。

附图标记：

1-预处理池、11-加热隔层、12-搅拌桨、2-油泥输送泵、3-燃烧炉、31-换热管、4-热解炉、41-油泥喷嘴、411-油泥喷嘴本体、4111-油泥通道、4112-油泥喷腔、4113-油泥喷孔、4114-氮气通道、4115-隔板、412-空心钢球、42-氮气喷嘴、421-氮气喷嘴本体、4211-氮气压缩腔、4212-氮气喷腔、4213-氮气喷孔、5-冷却塔、51-油气喷嘴、511-油气喷嘴本体、5111-废油流道、5112-氮气流道、5113-废油压缩腔、5114-油气混合腔、5115-油气喷腔、5116-油气喷孔、6-废油储池、61、冷却隔层、7-氮气净化塔、71过滤膜、8-储气罐。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-4所示，本发明提供一种轧钢油泥高效环保处理系统，包括预处理池1、油泥输送泵2、燃烧炉3、热解炉4、冷却塔5、废油储池6和氮气净化塔7。

预处理池1的外围设置有加热隔层11，加热隔层11用于对预处理池1进行加热，从而对投入预处理池1内的油泥进行加热预处理，预处理的加热温度控制在120-150℃。预处理池1内还安装有搅拌桨12，以对投入预处理池1内的油泥进行搅拌，使油泥均匀受热，以增加油泥放入流动性。

油泥输送泵2的进泥口与预处理池1的出泥口连通，油泥输送泵2可以是柱塞泵等增压泵，用于给在预处理池1内经过预处理的油泥增压，以达到有效输送的目的。

燃烧炉3布置有换热管31，换热管31的进气口与储气罐8的出气口连通。当然在换热管31的进气口和储气罐8的出气口之间还安装有增压泵用于给氮气增压使得氮气通过换热管后变成高温高压的氮气，进而从氮气喷嘴42中喷出，同时还安装有阀门用于控制通道内氮气的流通。燃烧炉3的烟气出口与加热隔层11的进气口连通。储气罐8内的氮气送入换热管31内，由燃烧炉3对其进行加热。而燃烧炉3内的烟气，进入加热隔层11，对预处理池1进行加热，利用燃烧炉3内产生的烟气余热给预处理池1加热，以达到余热利用的目的。

热解炉4的顶部安装有油泥喷嘴41、底部安装有氮气喷嘴42，用于将油泥变成油泥滴后喷入热解炉4内，油泥喷嘴41的进泥口与油泥输送泵2的出泥口连通。经过油泥输送泵2增压后的油泥，从油泥喷嘴41喷入热解炉4内进行热解，热解温度控制在380-420℃。油泥在油泥喷嘴41的作用下变成油泥滴喷入热解炉4内，以达到充分受热、充分热解的目的。

氮气喷嘴42的进气口与换热管31的出气口连通。在换热管31内加热后的氮气，通过氮气喷嘴42喷入热解炉4内，以提供热解所需的热量。利用稳定的氮气作为传热介质和输送热解合成气的载体，以构建系统无氧环境。

冷却塔5的进气口与热解炉4的出气口连通。经过热解炉4充分热解后的油泥变成残渣和含有废油和氮气的混合气，残渣在重力的作用下从热解炉4底部的出口排出，而热解炉4内的混合气进入冷却塔5内冷却。

废油储池6的外围安装有冷却隔层61，用以冷却流入废油储池里的废油，其进油口与冷却塔5的出油口连通，从热解炉4内过来的混合气经过冷却塔5冷却，提炼出其中的废油，废油在重力的作用下流入底部的废油储池6内储存，并在废油储池6内进行进一步的冷却。

氮气净化塔7的进气口与冷却塔5的出气口连通。在冷却塔5内冷却后的混合气变成废油和含有固体杂质、水分和氧化物的氮气合成气，以下简称合成气，废油流入废油储池6内储存，合成气从冷却塔5流入氮气净化塔7中进行净化处理，氮气净化塔7内有多层过滤膜71，可脱出合成气中的固体杂质、水分和氧化物。氮气净化塔7的出气口与储气罐8的进气口连通。当然在氮气净化塔7和储气罐8之间还安装有增压泵，以便于氮气从氮气净化塔7流入储气罐8内进行储存。合成气在氮气净化塔7内经过净化处理后变成纯净的氮气，纯净的氮气从氮气净化塔7内送入储气罐8储存，以达到循环利用的目的。

使用时，将油泥倾倒入预处理池1进行预处理，在加热隔层11和搅拌桨12的作用下，对油泥进行加热和搅拌，使油泥均匀受热，以增强油泥的流动性。经过预处理的油泥通过油泥输送泵2输送进热解炉4内，经油泥喷嘴41喷出细小油泥滴，均匀地散布在热解炉4内的上方区域。储存在储气罐8内的氮气，通过气泵送入燃烧炉3内的换热管31，在燃烧炉3内进行加热，经过加热加压后的高温高压氮气经氮气喷嘴42喷入热解炉4内，在热解炉4内形成向上的热气流，与上部喷洒的油泥滴进行充分接触和换热，以将油泥滴中的水分和油分受热挥发和分解，油泥滴脱除水分和油分后变成残渣，残渣从热解炉4底部的残渣出口排出。热解炉4内形成的混合气在压差作用进入冷却塔5，以冷却回收废油，废油冷却后从废油冷却塔5底部的出油口流入废油储池6内进行储存。

经过冷却处理的混合气变成合成气，主要成分为氮气，还含有少量其他杂质，进入氮气净化塔7进行净化。经过净化后的氮气由泵送入储气罐8中储存，然后循环使用。

热解剩余的残渣在钢铁厂烧结回收利用，热解出来的废油卖给炼油厂回收利用，达到轧钢油泥资源化、无害化处理的效果。

在一个实施例中，油泥喷嘴41包括油泥喷嘴本体411和空心钢球412，油泥喷嘴本体411开设有油泥通道4111、油泥喷腔4112和油泥喷孔4113，油泥通道4111与油泥喷嘴的进泥口连通，油泥喷腔4112与油泥通道4111连通，油泥喷孔4113与油泥喷腔4112连通，空心钢球412安装在油泥喷腔4112内。

进入油泥喷嘴41的油泥通过油泥通道4111进入油泥喷腔4112，然后在油泥喷孔4113的作用下变成油泥滴喷入热解炉4内。布置在油泥喷腔4112内的空心钢球412缩小了油泥喷腔4112的容积，以提高油泥喷腔4112内的压力，同时，由于油泥喷腔4112内的各个方向上的油泥的压强不均，导致空心钢球412在油泥喷腔4112内无规则地滚动，从而对油泥喷腔4112内的油泥进行搅拌，以减少油泥在油泥喷腔4112内粘结，进而减少了油泥喷孔4113堵塞的可能性。

在一个实施例中，油泥喷嘴本体411开设有氮气通道4114，氮气通道4114与换热管31的出口连通。当然换热管的出口和氮气通道4114之间，还安装有阀门，以控制氮气的流通，氮气通道4114内转动安装有隔板4115，隔板4115的动力输入端与旋转电机(附图未示出)的动力输出端连接。

当油泥喷腔4112内的油泥因为冷却凝固而堵塞油泥喷孔后，换热管31内的高温高压氮气通过氮气通道4114进入油泥喷腔4112，对其中的油泥进行加热，使其受热软化，并在高压氮气的作用下将油泥从油泥喷孔中排出，以疏通油泥喷孔。同时隔板4115在旋转电机的作用下在氮气通道4114内旋转，从而将进入氮气通道4114内的氮气分成流速不同的两部分，进一步使进入油泥喷腔4112内的氮气压强分布不均，从而加强空心钢球在油泥喷腔4112内的滚动，以对油泥进行搅拌，从而加速油泥的软化。

在一个实施例中，油泥喷嘴41开设有多个油泥喷孔4113，这些油泥喷孔4113均匀分布在油泥喷嘴41的出口端，且各个油泥喷孔4113的出口的朝向各不相同。优选地，油泥喷嘴41的出口端呈半球形，如此可以向各个方向喷射油泥，使得油泥滴更加分散，更加均匀。此种结构的油泥喷嘴41，使喷射的油泥滴更加分散均匀。

在一个实施例中，氮气喷嘴42包括氮气喷嘴本体421，氮气喷嘴本体421开设有氮气压缩腔4211、氮气喷腔4212和氮气喷孔4213，氮气压缩腔4211与氮气喷嘴42的进气口连通，氮气喷腔4212与氮气压缩腔4211连通，氮气喷孔4213与氮气喷腔4212连通。

被燃烧炉3加热后的氮气被送入氮气喷嘴42，通过氮气压缩腔4211加压后，从氮气喷孔4213喷入热解炉4内以给油泥提供热解所需的能量。

在一个实施例中，氮气喷嘴42开设有多个氮气喷孔4213，这些氮气喷孔4213均匀分布在氮气喷嘴42的出口端，且各个氮气喷孔4213的出口的朝向各不相同。优选地氮气喷嘴42的出口端呈半球形，这些氮气喷孔4213均匀分布在半球形上，如此可以向各个方向喷射氮气，使得氮气气流更加均匀。此结构的氮气喷嘴42，使热解炉4内氮气气流更加均匀，有利于油泥充分热解。

在一个实施例中，冷却塔5的顶部设置有油气喷嘴51，油气喷嘴51的进油口与废油储池6连通。

在废油储池6内冷却后的废油，通过油气喷嘴51变成油滴喷入冷却塔5内，与从热解炉4内过来的合成气充分接触，进而达到充分冷却合成气的目的。利用油气喷嘴51将冷却后的废油喷入冷却塔5内，既能使冷却源即废油与合成气充分接触，以达到充分冷却的目的，同时还达到了废油再利用的目的，节约资源。

在一个实施例中，油气喷嘴51包括油气喷嘴本体511，油气喷嘴本体511设置有废油流道5111、氮气流道5112、废油压缩腔5113、油气混合腔5114、油气喷腔5115和油气喷孔5116，废油流道5111与油气喷嘴51的进油口连通，氮气流道5112的进气口与氮气净化塔7的出气口连通，废油压缩腔5113与废油流道5111连通，油气混合腔5114与废油压缩腔5113和氮气流道5112连通，油气喷孔5116与油气喷腔5115连通。

在废油储池6内冷却后的废油被送入废油流道5111内，然后经过废油压缩腔5113加压后，在油气混合腔5114内和从氮气流道5112内流过来的氮气混合，形成氮气和废油的混合物，然后经过油气喷腔5115后从油气喷孔5116中喷入冷却塔5内，对冷却塔5内的混合气进行冷却处理。此种结构油气喷嘴51，将废油和氮气的混合，使得废油可以更好地雾化，然后喷入冷却塔5中，与冷却塔5中的混合气充分接触，以达到充分冷却的目的。

在一个实施例中，油气喷嘴51开设有多个油气喷孔5116，这些油气喷孔5116均匀分布在油气喷嘴51的出口端、且各个油气喷孔5116的出口的朝向各不相同。此种结构的油气喷孔5116，可以将废油和氮气的混合气均匀地喷入冷却塔5中，有利于充分冷却。

如图5所示，本发明提供了一种关于上述轧钢油泥高效环保处理系统的处理方法，包括以下步骤：

将油泥投入预处理池1，进行预处理，以增加其流动性，同时，燃烧炉3对从储气罐8中送过来的氮气进行加热，变成高温氮气。

预处理后的油泥和加热后的氮气喷入热解塔4中，进行热解处理，产生残渣和混合气。

上述混合气流入冷却塔5中冷却，凝结出其中的废油，从而使得上述混合气变成废油和合成气。

上述废油流入废油储池6内储存、冷却。

上述合成气流入氮气净化塔7中净化，变成纯净的氮气。

纯净的氮气一部分流入储气罐8中储存，一部分与在废油储池6中冷却后的废油混合喷入冷却塔5中，对所述混合气进行冷却。

本发明的工作原理如下：

使用时，将油泥倾倒入预处理池1进行预处理，在加热隔层11和搅拌桨12的作用下，对油泥进行加热和搅拌，使油泥均匀受热，以增强油泥的流动性。

经过预处理后的油泥通过油泥输送泵2输送进热解炉4内，经油泥喷嘴41喷出细小油泥滴，均匀地散布在热解炉4内的上方区域。

储存在储气罐8内的氮气，通过气泵送入燃烧炉3内的换热管31，在燃烧炉3内进行加热，经过加热后的高温氮气经氮气喷嘴42喷入热解炉4内，在热解炉4内形成向上的热气流，与上部喷洒的油泥滴进行充分接触和换热，以将油泥滴中的水分和油分受热挥发和分解，油泥滴脱除水分和油分后变成残渣，残渣从热解炉4底部的残渣出口排出。

热解炉4内形成的混合气在压差作用进入冷却塔5，以冷却回收废油，废油冷却后从废油冷却塔5底部的出油口流入废油储池6内进行储存。

经过冷却处理的混合气变成合成气，主要成分为氮气，还含有少量其他杂质，进入氮气净化塔7进行净化。经过净化后的氮气由泵送入储气罐8中储存，然后循环使用。

热解剩余的残渣在钢铁厂烧结回收利用，热解出来的废油卖给炼油厂回收利用，达到轧钢油泥资源化、无害化处理的效果。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。