处理含铁油泥的系统和方法与流程

本发明属于冶金领域，具体而言，本发明涉及处理含铁油泥的系统和方法。

背景技术：

处理含铁油泥的方法有焚烧法，其特点是将含铁油泥进行焚烧，利用焚烧产生的高温烟气干燥并氧化四氧化三铁制得三氧化二铁。此方法没有回收利用含铁油泥中的油，而且在焚烧过程中容易产生烟尘和污水等造成二次污染。也有采用通过添加表面活性剂去除含铁油泥中油份的方法。此方法需要添加化学试剂，导致处理成本增加，而且油份脱除不彻底，同时产生新的污水。

将含铁油泥按一定比例同铁矿粉混合后，采用传统的“高炉-转炉”炼铁流程工艺处理含铁油泥，该流程虽然有技术成熟且生产能力大等优点，但是仍然存在不足：一是对优质焦炭的强烈依赖；二是含铁油泥进入高炉内极易发生结焦，易堵塞高炉，并造成炉膛控制困难。

因此现有的处理含铁油泥的技术有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理含铁油泥的系统和方法，采用该系统既可以回收含铁油泥中高附加值的油品，又可以回收含铁油泥中的金属元素，从而实现含铁油泥的资源化处理，并且在处理过程中不会产生结焦现象。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理含铁油泥的系统，根据本发明的实施例，该系统包括：

干馏装置，所述干馏装置具有含铁油泥入口、油气混合物出口和固体炭出口；

压球装置，所述压球装置具有固体炭入口、煤粉入口、粘结剂入口、铁矿粉入口和混合球团出口，所述固体炭入口与所述固体炭出口相连；

干燥装置，所述干燥装置具有混合球团入口和干燥球团出口，所述混合球团入口与所述混合球团出口相连；

转底炉，所述转底炉具有干燥球团入口、还原烟气出口和固体还原产物出口，并且所述转底炉内布置有烧嘴，所述干燥球团入口与所述干燥球团出口相连；

燃气熔分炉，所述燃气熔分炉具有固体还原产物入口、熔分烟气出口、铁水出口和残渣出口，所述固体还原产物入口与所述固体还原产物出口相连。

由此，根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统，通过将含铁油泥送入干馏装置进行干馏处理，使得含铁油泥中的水分和有机组分从含铁油泥中脱出，并且经后续油水分离处理可以实现含铁油泥中高附加值油品的回收，从而有效避免了后续处理过程中的结焦问题，然后将干馏所得固体炭与煤粉、粘结剂和铁矿粉进行混合压球后依次供给至干燥装置、转底炉和燃气熔分炉中进行处理，可以在降低铁矿冶炼成本的同时回收含铁油泥中的铁元素。由此，采用该系统既可以回收含铁油泥中高附加值的油品，又可以回收含铁油泥中的金属铁元素，从而实现含铁油泥的资源化处理，并且在处理过程中不会产生结焦现象，且该系统易操作、热效率高，设备运行稳定可靠，环保、经济。

另外，根据本发明上述实施例的处理含铁油泥的系统，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述处理含铁油泥的系统进一步包括：油气净化分离装置，所述油气净化分离装置具有油气混合物入口、可燃气出口和油水混合物出口，所述油气混合物入口与所述油气混合物出口相连，所述可燃气出口与所述转底炉内的烧嘴相连。由此，可有效回收含铁油泥中的有机组分可燃气，并且提高处理含铁油泥系统的经济性。

在本发明的一些实施例中，所述处理含铁油泥的系统进一步包括：油水分离装置，所述油水分离装置具有油水混合物入口、轻质油出口、水出口和沥青质出口，所述油水混合物入口与所述油水混合物出口相连，所述沥青质出口与所述粘结剂入口相连。由此，可有效回收含铁油泥中的油品，从而进一步提高处理含铁油泥系统的经济性。

在本发明的一些实施例中，所述处理含铁油泥的系统进一步包括：蓄热式空预器，所述蓄热式空预器具有空气入口、高温烟气入口、换热后烟气出口和换热后空气出口，所述高温烟气入口与所述还原烟气出口和所述熔分烟气出口中的至少之一相连，所述换热后空气出口与所述烧嘴和所述燃气熔分炉中的至少之一相连；烟气净化装置，所述烟气净化装置具有烟气入口和净化烟气出口，所述烟气入口与所述换热后烟气出口相连。由此，可以显著提高系统的热利用率。

在本发明的一些实施例中，所述还原烟气出口和所述熔分烟气出口中的至少之一与所述干燥装置相连。由此，可以显著降低干燥能耗。

在本发明的一些实施例中，所述干馏装置内布置有布料板，并且所述干馏装置内沿着所述布料板的运动方向依次分为干燥段、干馏段和保温段，所述干燥段、所述干馏段和所述保温段分别独立地设置有多根辐射管，所述含铁油泥入口位于所述干燥段，所述油气混合物出口位于所述干馏段，所述固体炭出口位于所述保温段。由此，可有效去除含铁油泥中的水分和有机组分，从而避免含铁油泥粘附在设备表面。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种处理含铁油泥的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将所述含铁油泥供给至所述干馏装置中进行干馏处理，以便得到油气混合物和固体炭；

(2)将所述固体炭、煤粉、粘结剂和铁矿粉供给至所述压球装置中进行压球处理，以便得到混合球团；

(3)将所述混合球团供给至所述干燥装置中进行干燥处理，以便得到干燥球团；

(4)将所述干燥球团供给至所述转底炉中进行还原处理，以便得到还原烟气和固体还原产物；

(5)将所述固体还原产物供给至所述燃气熔分炉中进行熔分处理，以便得到熔分烟气、铁水和残渣。

由此，根据本发明实施例的处理含铁油泥的方法，通过将含铁油泥送入干馏装置进行干馏处理，使得含铁油泥中的水分和有机组分从含铁油泥中脱出，并且经后续油水分离处理可以实现含铁油泥中高附加值油品的回收，从而有效避免了后续处理过程中的结焦问题，然后将干馏所得固体炭与煤粉、粘结剂和铁矿粉进行混合压球后依次供给至干燥装置、转底炉和燃气熔分炉中进行处理，可以在降低铁矿冶炼成本的同时回收含铁油泥中的铁元素。由此，采用该系统既可以回收含铁油泥中高附加值的油品，又可以回收含铁油泥中的金属铁元素，从而实现含铁油泥的资源化处理，并且在处理过程中不会产生结焦现象。

另外，根据本发明上述实施例的处理含铁油泥的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述处理含铁油泥的方法进一步包括：(6)将所述油气混合物供给至所述油气净化分离装置中进行分离处理，以便得到可燃气和油水混合物，并将所述可燃气返回至步骤(4)中的所述转底炉的烧嘴作为燃料使用；(7)将所述油水混合物供给至所述油水分离装置中进行分离处理，以便得到轻质油、水和沥青质，并将所述沥青质返回步骤(2)作为所述粘结剂使用。由此，可显著提高含铁油泥的资源化利用。

在本发明的一些实施例中，所述处理含铁油泥的方法进一步包括：(8)将所述还原烟气和所述熔分烟气中的至少之一和空气供给至所述蓄热式空预器中进行换热，以便得到换热后空气和换热后烟气，并将所述换热后空气返回至步骤(4)中所述转底炉中的烧嘴和所述燃气熔分炉中的至少之一作为助燃气使用；(9)将所述换热后烟气供给至所述烟气净化装置中进行净化处理，以便得到净化烟气。由此，可以有效提高热利用率。

在本发明的一些实施例中，所述处理含铁油泥的方法进一步包括：(10)将所述还原烟气和所述熔分烟气中的至少之一返回至步骤(3)中的所述干燥装置作为干燥介质使用。由此，可以显著降低干燥能耗。

在本发明的一些实施例中，所述干馏装置内布置有布料板，并且所述干馏装置内沿着所述布料板的运动方向依次分为干燥段、干馏段和保温段，所述干燥段、所述干馏段和所述保温段分别独立地设置有多根辐射管，所述含铁油泥入口位于所述干燥段，所述油气混合物出口位于所述干馏段，所述固体炭出口位于所述保温段。由此，可有效去除含铁油泥中的水分和有机组分，从而避免含铁油泥粘附在设备表面。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述干燥段辐射管的温度为140～300摄氏度，所述干馏段辐射管的温度为500～800摄氏度，所述保温段辐射管的温度为500～700摄氏度。由此，可以显著提高含铁油泥中高附加值油品的回收率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，将所述固体炭、所述煤粉、所述粘结剂和所述铁矿粉按照以下质量比混合，所述粘结剂的添加量为所述铁矿粉的3～12％，所述固体炭的添加量为所述铁矿粉的15～45％，所述煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol为1.1～1.3；任选的，在步骤(2)中，所述混合球团的粒径为5～50mm；任选的，在步骤(3)中，所述干燥处理的温度为140～300摄氏度，时间为10～50分钟；任选的，在步骤(3)中，所述干燥球团的含水率不高于0.5wt％。由此，可以显著提高含铁油泥中铁元素的回收率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述转底炉内烧嘴的温度控制在1000～1400摄氏度，还原处理时间为30～120分钟；任选的，在步骤(4)中，所述固体还原产物的温度为900～1100摄氏度；任选的，在步骤(5)中，采用蓄热室燃烧器控制所述燃气熔分炉内温度为1300～1600摄氏度；任选的，在步骤(8)中，所述换热后空气的温度不高于450摄氏度。由此，可以进一步提高含铁油泥中铁元素的回收率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的处理含铁油泥的系统结构示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的处理含铁油泥的系统结构示意图；

图3是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的系统结构示意图；

图4是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的系统结构示意图；

图5是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的方法流程示意图；

图6是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的方法流程示意图；

图7是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的方法流程示意图；

图8是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的方法流程示意图；

图9是根据本发明又一个实施例的处理含铁油泥的系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，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，除非另有明确的限定。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。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理含铁油泥的系统。根据本发明的实施例，参考图1，该系统包括：干馏装置100、压球装置200、干燥装置300、转底炉400和燃气熔分炉500。

根据本发明的实施例，干馏装置100具有含铁油泥入口101、油气混合物出口102和固体炭出口103，且适于将含铁油泥进行干馏处理，以便得到油气混合物和固体炭。由此，通过将含铁油泥送入干馏装置进行干馏处理，使得含铁油泥中的水分和有机组分从含铁油泥中脱出，并且经后续油水分离处理可以实现含铁油泥中高附加值油品的回收，从而有效避免了后续还原处理过程中的结焦问题，进而可以保证系统稳定运行。

根据本发明的一个实施例，干馏装置100内布置有布料板，并且干馏装置内沿着布料板的运动方向依次分为干燥段、干馏段和保温段，干燥段、干馏段和保温段分别独立地设置有多根辐射管，含铁油泥入口位于干燥段，油气混合物出口位于干馏段，固体炭出口位于保温段。由此，可有效分离含铁油泥中的水分和有机组分，从而防止含铁油泥粘附在设备表面上，并且可以有效避免后续还原处理过程中结焦现象的产生，从而可以保证系统稳定运行。

根据本发明的再一个实施例，干馏装置内的处理条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，干燥段辐射管的温度可以为140～300摄氏度，干馏段辐射管的温度可以为500～800摄氏度，保温段辐射管的温度可以为500～700摄氏度。由此，可以显著提高含铁油泥的干馏效率。

具体的，在绝氧条件下，含铁油泥在螺旋布料机作用下均匀布料在布料板上，干燥段辐射管温度控制在140～300摄氏度，含铁油泥在该过程中进行干燥脱水，其物性在不断改变，当进入塑化阶段时，含铁油泥具有很强的黏性，此时含铁油泥很难与布料板剥离，经进一步干燥后，含铁油泥的粘附性有所下降，并且由于整个过程含铁油泥相对布料板静止不动，可确保固体产物能顺畅的从布料板上刮离开，然后干燥后的含铁油泥进入干馏段，在上下辐射管热辐射下被加热干馏，辐射管温度控制在500～800摄氏度，含铁油泥停留1.0～2.0h，确保含铁油泥离开干馏装置前含铁油泥中的有机挥发物大部分被分离出，整个干馏段辐射管设置温度沿布料板旋转方向依次升高，含铁油泥逐步被干馏，低沸点油在干馏段的前段先被干馏出，高沸点油组分部分在干馏段后段被干馏出的同时部分高沸点油被热裂解并干馏出，所产生的油气均引入后续的油气净化分离装置中。

根据本发明的实施例，压球装置200具有固体炭入口201、煤粉入口202、粘结剂入口203、铁矿粉入口204和混合球团出口205，固体炭入口201与固体炭出口103相连，且适于将固体炭、煤粉、粘结剂和铁矿粉进行压球处理，以便得到混合球团。发明人发现，通过压球装置可实现固体碳与铁矿粉充分接触，从而提高了混合球团在进入转底炉进行还原处理时混合球团中铁的还原效率，并且该还原过程中可以有效避免含铁油泥在转底炉中出现结焦问题。

根据本发明的一个实施例，固体炭、煤粉、粘结剂和铁矿粉的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，将固体炭、煤粉、粘结剂和铁矿粉按照以下质量比混合，粘结剂的添加量为铁矿粉的3～12％，固体炭的添加量为铁矿粉的15～45％，并且煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol为1.1～1.3。

根据本发明的再一个实施例，混合球团的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，混合球团的粒径可以为5～50mm。具体的，通过将混合均匀的混合料进行混合压球处理，得到粒径为15-50mm的椭球形物料；或者采用圆盘滚球，得到粒径为5-20mm的圆球形物料。发明人发现，在整个生产运行过程中，若混合球团粒径过小，则压球过程中电耗明显增加，且成球困难，而当混合球团粒径过大时，在后续干燥装置和转底炉还原过程中，热传递效果显著降低，热效率明显变差，从而导致还原效率降低。

根据本发明的实施例，干燥装置300具有混合球团入口301和干燥球团出口302，混合球团入口301与混合球团出口205相连，且适于将混合球团进行干燥处理，以便得到干燥球团。发明人发现，混合球团经过干燥后，水分的脱除，可疏通球体内部的孔径，同时提高球体的机械强度，有利于混合球团进入转底炉后还原更加充分。

根据本发明的一个实施例，干燥处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，干燥处理的温度可以为140～300摄氏度，时间可以为10～50分钟。由此，可以显著提高混合球团的干燥效率。

根据本发明的再一个实施例，干燥球团中的含水率并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，干燥球团中的含水率可以不高于0.5wt％。由此，可以提高后续转底炉内还原过程中干燥球团中的铁的还原效率。

根据本发明的实施例，转底炉400具有干燥球团入口401、还原烟气出口402和固体还原产物出口403，并且转底炉400内布置有烧嘴(未示出)，干燥球团入口401与干燥球团出口302相连，且适于将干燥球团进行还原处理，以便得到还原烟气和固体还原产物。由此，由于在上述步骤中已充分回收含铁油泥中的油品，因此在该还原过程中不会产生结焦现象，从而可以保证转底炉的稳定运行。

根据本发明的一个实施例，还原处理的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，转底炉内烧嘴的温度可以控制在1000～1400摄氏度，还原处理时间可以为30～120分钟。由此，可以进一步提高铁的还原效率。

根据本发明的再一个实施例，固体还原产物的温度可以为900～1100摄氏度。由此，将该固体还原产物热送至后续燃气熔分炉中进行熔分处理，可以显著降低后续熔分过程中的能耗。

具体的，将上述干燥处理后得到的干燥球团热送至转底炉中，转底炉四周布置有多根烧嘴为整个炉膛提供热量，燃烧外火焰直接与干燥球团接触，烧嘴温度控制在1000-1400摄氏度，还原时间为30-120min，完成还原后的球团温度为900-1100摄氏度。通过热送干燥球团可进一步降低还原炉的能耗。为转底炉供热的每根烧嘴采用独立控制系统，精确控制转底炉各反应区温度在所需温度范围内。由于在对物料进转底炉还原之前，预先将含铁油泥与铁矿粉混合压球，经干燥后，原料中水分得以脱除，球体内部的孔径得以疏通，增大了干燥后残留炭同矿粉间的接触面积，同时提高了球体的机械强度，因此增强了两者在转底炉内还原反应的反应活性，提高了铁的回收率。其次，整个过程固体产物均采用热装，进一步降低炼铁过程中的能耗。第三，根据检测结果在混合过程中向原料中加入适量的原煤粉，使干馏后炭与铁质量比在1.2-1.5之间，过量的炭在转底炉还原过程中可提供适量的热，可降低转底炉燃气用量，提高经济效益。

根据本发明的实施例，燃气熔分炉500具有固体还原产物入口501、熔分烟气出口502、铁水出口503和残渣出口504，固体还原产物入口501与固体还原产物出口403相连，且适于将固体还原产物进行熔分处理，以便得到熔分烟气、铁水和残渣。由此，可以实现含铁油泥中铁元素的回收利用。

根据本发明的一个实施例，燃气熔分炉内温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，可以采用蓄热室燃烧器控制燃气熔分炉内温度为1300～1600摄氏度。由此，可以显著提高铁水与熔渣的分离效率。

具体的，将上述转底炉还原得到固体还原产物热送至燃气熔分炉中，采用热装可进一步降低整个炼铁过程的能耗。采用蓄热式燃烧器加热方式为炉膛供热，控制炉内温度在1300-1600摄氏度之间。在燃气熔分炉两侧设置有对喷的烧嘴，采用换向燃烧实现蓄热式燃烧，各燃烧器可独立控制。

根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统，通过将含铁油泥送入干馏装置进行干馏处理，使得含铁油泥中的水分和有机组分从含铁油泥中脱出，并且经后续油水分离处理可以实现含铁油泥中高附加值油品的回收，从而有效避免了后续转底炉还原处理过程中的结焦问题，然后将干馏所得固体炭与煤粉、粘结剂和铁矿粉进行混合压球后依次供给至干燥装置、转底炉和燃气熔分炉中进行处理，可以在降低铁矿冶炼成本的同时回收含铁油泥中的铁元素。由此，采用该系统既可以回收含铁油泥中高附加值的油品，又可以回收含铁油泥中的金属铁元素，从而实现含铁油泥的资源化处理，并且在处理过程中不会产生结焦现象，且该系统易操作、热效率高，设备运行稳定可靠，环保、经济。

参考图2，根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统进一步包括：油气净化分离装置600和油水分离装置700。

根据本发明的实施例，油气净化分离装置600具有油气混合物入口601、可燃气出口602和油水混合物出口603，油气混合物入口601与油气混合物出口102相连，可燃气出口602与转底炉400内的烧嘴相连，且适于将油气混合物进行分离处理，以便得到可燃气和油水混合物，并将可燃气返回至转底炉400的烧嘴作为燃料使用。由此，通过将含铁油泥中分离出的可燃气供给至转底炉的烧嘴作为燃料使用，可以显著降低转底炉燃料成本，并且实现含铁油泥的资源化利用。

根据本发明的实施例，油水分离装置700具有油水混合物入口701、轻质油出口702、水出口703和沥青质出口704，油水混合物入口701与油水混合物出口603相连，沥青质出口704与粘结剂入口203相连，且适于将油水混合物进行分离处理，以便得到轻质油、水和沥青质，并将沥青质返回压球装置中作为粘结剂使用。由此，通过将油水分离装置中分离得到的沥青质部分替代粘结剂使用，可以显著降低粘结剂成本，并且采用沥青质作为粘结剂所得混合球团在后续干燥过程中，其中的沥青质的有机组分以气体形式挥发出来，增加了残留的炭和铁矿粉的接触面积，从而使其进入转底炉进行还原时，保证铁具有较高的还原效率。

参考图3，根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统进一步包括：蓄热式空预器800和烟气净化装置900。

根据本发明的实施例，蓄热式空预器800具有空气入口801、高温烟气入口802、换热后烟气出口803和换热后空气出口804，高温烟气入口802与还原烟气出口402和熔分烟气出口502中的至少之一相连，换热后空气出口804与转底炉400的烧嘴和燃气熔分炉500中的至少之一相连，且适于将还原烟气和熔分烟气中的至少之一和空气供给至蓄热式空预器中进行换热，以便得到换热后空气和换热后烟气，并将换热后空气返回至转底炉中的烧嘴和燃气熔分炉中的至少之一作为助燃气使用。由此，通过回收转底炉中的还原烟气或/和燃气熔分炉中的熔分烟气的余热，并将回收的余热用于对空气进行预热处理，并将换热后空气供给至转底炉的烧嘴和/或燃气熔分炉作为助燃气使用，可以有效地提高整个过程的热利用率，并且降低转底炉和/或燃气熔分炉的能耗。

根据本发明的一个实施例，换热后空气的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，换热后空气的温度可以为不高于450摄氏度。

根据本发明的实施例，烟气净化装置900具有烟气入口901和净化烟气出口902，烟气入口901与换热后烟气出口803相连，且适于将换热后烟气进行净化处理，以便得到净化烟气。具体的，将换热后烟气经烟气净化装置后脱除氮硫化物后达标排放。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对烟气净化装置的具体类型进行选择。

参考图4，根据本发明的实施例，还原烟气出口402和熔分烟气出口502中的至少之一与干燥装置300相连，且适于将还原烟气和熔分烟气中的至少之一返回至干燥装置作为干燥介质使用。由此，可以显著降低干燥过程能耗的投入。

如上所述，根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统可具有选自下列的优点至少之一：

根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统可彻底实现含铁油泥资源化回收其中高附加值价值的油品，同时回收含铁油泥中的金属元素，另外该系统采用干馏装置使含铁油泥中的水分和油分脱除，有效解决了含铁油泥处理过程中出现的结焦问题。

根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统采用固体炭、粘结剂与铁矿粉直接混合压球，可有效避免含铁油泥高炉冶炼过程中出现结焦问题。且可充分利用油水分离装置所得的沥青质取代部分粘结剂，实现成球要求，有效降低了粘结剂的投入成本。同时，油气净化分离装置中所得的可燃气可作为燃料提供矿粉还原所需的热量。最后，在整个系统中，含铁油泥中的铁也可被还原成铁得以回收。

根据本发明实施例的处理含铁油泥的系统转底炉和燃气熔分炉产生的高温烟气一方面与空气直接换热，从而可充分回收烟气热量预热空气，另一方面可作为干燥介质作用于干燥装置中，有效地提高了整个处理含铁油泥过程的热利用率。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种利用上述处理含铁油泥的系统处理含铁油泥的方法。根据本发明的实施例，参考图5，该方法包括：

S100：将含铁油泥供给至干馏装置中进行干馏处理

该步骤中，将含铁油泥供给至干馏装置中进行干馏处理，以便得到油气混合物和固体炭。由此，通过将含铁油泥送入干馏装置进行干馏处理，使得含铁油泥中的水分和有机组分从含铁油泥中脱出，并且经后续油水分离处理可以实现含铁油泥中高附加值油品的回收，从而有效避免了后续还原处理过程中的结焦问题，进而可以保证系统稳定运行。

根据本发明的一个实施例，干馏装置内布置有布料板，并且干馏装置内沿着布料板的运动方向依次分为干燥段、干馏段和保温段，干燥段、干馏段和保温段分别独立地设置有多根辐射管，含铁油泥入口位于干燥段，油气混合物出口位于干馏段，固体炭出口位于保温段。由此，可有效分离含铁油泥中的水分和有机组分，从而防止含铁油泥粘附在设备表面上，并且可以有效避免后续还原处理过程中结焦现象的产生，从而可以保证系统稳定运行。

根据本发明的再一个实施例，干馏装置内的处理条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，干燥段辐射管的温度可以为140～300摄氏度，干馏段辐射管的温度可以为500～800摄氏度，保温段辐射管的温度可以为500～700摄氏度。由此，可以显著提高含铁油泥的干馏效率。

具体的，在绝氧条件下，含铁油泥在螺旋布料机作用下均匀布料在布料板上，干燥段辐射管温度控制在140～300摄氏度，含铁油泥在该过程中进行干燥脱水，其物性在不断改变，当进入塑化阶段时，含铁油泥具有很强的黏性，此时含铁油泥很难与布料板剥离，经进一步干燥后，含铁油泥的粘附性有所下降，并且由于整个过程含铁油泥相对布料板静止不动，可确保固体产物能顺畅的从布料板上刮离开，然后干燥后的含铁油泥进入干馏段，在上下辐射管热辐射下被加热干馏，辐射管温度控制在500～800摄氏度，含铁油泥停留1.0～2.0h，确保含铁油泥离开干馏装置前含铁油泥中的有机挥发物大部分被分离出，整个干馏段辐射管设置温度沿布料板旋转方向依次升高，含铁油泥逐步被干馏，低沸点油在干馏段的前段先被干馏出，高沸点油组分部分在干馏段后段被干馏出的同时部分高沸点油被热裂解并干馏出，所产生的油气均引入后续的油气净化分离装置中。

S200：将固体炭、煤粉、粘结剂和铁矿粉供给至压球装置中进行压球处理

该步骤中，将固体炭、煤粉、粘结剂和铁矿粉供给至压球装置中进行压球处理，以便得到混合球团。发明人发现，通过压球装置可实现固体碳与铁矿粉充分接触，从而提高了混合球团在进入转底炉进行还原处理时混合球团中铁的还原效率，并且该还原过程中可以有效避免含铁油泥在转底炉中出现结焦问题。

根据本发明的一个实施例，固体炭、煤粉、粘结剂和铁矿粉的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，将固体炭、煤粉、粘结剂和铁矿粉按照以下质量比混合，粘结剂的添加量为铁矿粉的3～12％，固体炭的添加量为铁矿粉的15～45％，并且煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol为1.1～1.3。

根据本发明的再一个实施例，混合球团的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，混合球团的粒径可以为5～50mm。具体的，通过将混合均匀的混合料进行混合压球处理，得到粒径为15-50mm的椭球形物料；或者采用圆盘滚球，得到粒径为5-20mm的圆球形物料。发明人发现，在整个生产运行过程中，若混合球团粒径过小，压球过程中电耗明显增加，成球明显困难，而当混合球团粒径过大后，在后续干燥和转底炉还原过程中，热传递效果显著降低，热效率明显变差，从而导致还原效率降低。

S300：将混合球团供给至干燥装置中进行干燥处理

该步骤中，将混合球团供给至干燥装置中进行干燥处理，以便得到干燥球团。发明人发现，混合球团经过干燥后，水分的脱除，可疏通球体内部的孔径，同时提高球体的机械强度，有利于混合球团进入转底炉后还原更加充分。

根据本发明的一个实施例，干燥处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，干燥处理的温度可以为140～300摄氏度，时间可以为10～50分钟。由此，可以显著提高混合球团的干燥效率。

根据本发明的再一个实施例，干燥球团中的含水率并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，干燥球团中的含水率可以不高于0.5wt％。由此，可以提高后续转底炉内还原过程中干燥球团中的铁的还原效率。

S400：将干燥球团供给至转底炉中进行还原处理

该步骤中，将干燥球团供给至转底炉中进行还原处理，以便得到还原烟气和固体还原产物。由此，由于在上述步骤中已充分回收含铁油泥中的油品，因此在该还原过程中不会产生结焦现象，从而可以保证转底炉的稳定运行。

根据本发明的一个实施例，还原处理的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，转底炉内烧嘴的温度控制在1000～1400摄氏度，还原处理时间为30～120分钟。由此，可以进一步提高铁的还原效率。

根据本发明的再一个实施例，还原固体产物的温度可以为900～1100摄氏度。由此，将该固体还原产物热送至后续燃气熔分炉中进行熔分处理，可以显著降低后续熔分过程中的能耗。

具体的，将上述干燥处理后得到的干燥球团热送至转底炉中，转底炉四周布置有多根烧嘴为整个炉膛提供热量，燃烧外火焰直接与干燥球团接触，烧嘴温度控制在1000-1400摄氏度，还原时间为30-120min，完成还原后的球团温度为900-1100摄氏度。通过热送干燥球团可进一步降低还原炉的能耗。为转底炉供热的每根烧嘴采用独立控制系统，精确控制转底炉各反应区温度在所需温度范围内。由于在对物料进转底炉还原之前，预先将含铁油泥与铁矿粉混合压球，经干燥后，原料中水分得以脱除，球体内部的孔径得以疏通，增大了干燥后残留炭同矿粉间的接触面积，同时提高了球体的机械强度，因此增强了两者在转底炉内还原反应的反应活性，提高了铁的回收率。其次，整个过程固体产物均采用热装，进一步降低炼铁过程中的能耗。第三，根据检测结果在混合过程中向原料中加入适量的原煤粉，使干馏后炭与铁质量比在1.2-1.5之间，过量的炭在转底炉还原过程中可提供适量的热，可降低转底炉燃气用量，提高经济效益。

S500：将还原固体产物供给至燃气熔分炉中进行熔分处理

该步骤中，将还原固体产物供给至燃气熔分炉中进行熔分处理，以便得到熔分烟气、铁水和残渣。由此，可以实现含铁油泥中铁元素的回收利用。

根据本发明的一个实施例，燃气熔分炉内温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，可以采用蓄热室燃烧器控制燃气熔分炉内温度为1300～1600摄氏度。由此，可以显著提高铁水与熔渣的分离效率。

具体的，将上述转底炉还原得到固体还原产物热送至燃气熔分炉中，采用热装可进一步降低整个炼铁过程的能耗。采用蓄热式燃烧器加热方式为炉膛供热，控制炉内温度在1300-1600摄氏度之间。在燃气熔分炉两侧设置有对喷的烧嘴，采用换向燃烧实现蓄热式燃烧，各燃烧器可独立控制。

根据本发明实施例的处理含铁油泥的方法，通过将含铁油泥送入干馏装置进行干馏处理，使得含铁油泥中的水分和有机组分从含铁油泥中脱出，并且经后续油水分离处理可以实现含铁油泥中高附加值油品的回收，从而有效避免了后续转底炉还原处理过程中的结焦问题，然后将干馏所得固体炭与煤粉、粘结剂和铁矿粉进行混合压球后依次供给至干燥装置、转底炉和燃气熔分炉中进行处理，可以在降低铁矿冶炼成本的同时回收含铁油泥中的铁元素。由此，采用该系统既可以回收含铁油泥中高附加值的油品，又可以回收含铁油泥中的金属铁元素，从而实现含铁油泥的资源化处理，并且在处理过程中不会产生结焦现象。

参考图6，根据本发明实施例的处理含铁油泥的方法进一步包括：

S600：将油气混合物供给至油气净化分离装置中进行分离处理

该步骤中，将上述所得油气混合物供给至油气净化分离装置中进行分离处理，以便得到可燃气和油水混合物，并将可燃气返回至S400中的转底炉的烧嘴作为燃料使用。由此，通过将含铁油泥中分离出的可燃气供给至转底炉的烧嘴作为燃料使用，可以显著降低转底炉燃料成本，并且实现含铁油泥的资源化利用。

S700：将油水混合物供给至油水分离装置中进行分离处理

该步骤中，将油水混合物供给至油水分离装置中进行分离处理，以便得到轻质油、水和沥青质，并将沥青质返回S200中作为粘结剂使用。由此，通过将油水分离装置中分离得到的沥青质部分替代粘结剂使用，可以显著降低粘结剂成本，并且采用沥青质作为粘结剂所得混合球团在后续干燥过程中，其中的沥青质的有机组分以气体形式挥发出来，增加了残留的炭和铁矿粉的接触面积，从而使其进入转底炉进行还原时，保证铁具有较高的还原效率。

参考图7，根据本发明实施例的处理含铁油泥的方法进一步包括：

S800：将还原烟气和熔分烟气中的至少之一和空气供给至蓄热式空预器中进行换热

该步骤中，将还原烟气和熔分烟气中的至少之一和空气供给至蓄热式空预器中进行换热，以便得到换热后空气和换热后烟气，并将换热后空气返回至S400中转底炉中的烧嘴和S500中的燃气熔分炉作为助燃气使用。由此，通过回收转底炉中的还原烟气或/和燃气熔分炉中的熔分烟气的余热，并将回收的余热用于对空气进行预热处理，并将换热后空气供给至转底炉的烧嘴和/或燃气熔分炉作为助燃气使用，可以有效地提高整个过程的热利用率，并且降低转底炉和/或燃气熔分炉的能耗。

根据本发明的一个实施例，换热后空气的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，换热后空气的温度可以为不高于450摄氏度。

S900：将换热后烟气供给至烟气净化装置中进行净化处理

该步骤中，将换热后烟气供给至烟气净化装置中进行净化处理，以便得到净化烟气。具体的，将换热后烟气经烟气净化装置后脱除氮硫化物后达标排放。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对烟气净化装置的具体类型进行选择。

参考图8，根据本发明实施例的处理含铁油泥的方法进一步包括：

S1000：将还原烟气和熔分烟气中的至少之一返回至S300中的干燥装置作为干燥介质使用

该步骤中，将还原烟气和熔分烟气中的至少之一返回至S300中的干燥装置作为干燥介质使用。由此，可以显著降低干燥过程能耗的投入。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

由鞍钢提供的含铁油泥，通过工业分析测得其固定碳含量为10±1wt％，挥发分含量大于50wt％，灰渣(以铁组分为主)含量为39±0.8wt％。参考图9，在氮气气氛下以1.0t/h的速度连续将含铁油泥送入干馏装置中，控制布料厚度为100±10mm。先经过干燥段，干燥段辐射管温度设定在200摄氏度，物料停留1小时，产生的油气引入水喷淋冷却器，冷凝得到的水送入污水处理系统集中处理。干燥后的物料进入干馏段，干馏段辐射管温度为650摄氏度，物料在干馏区停留60～80min，在此温度段含铁油泥逐渐被热解，产生温度为500摄氏度的油气混合物，然后干馏后的物料进入保温段，保温段辐射管的温度为500摄氏度，得到固体炭，然后将所得固体炭与煤粉、粘结剂(膨润土)和铁矿粉供给至压球装置中进行混合压球处理，得到粒径为25±2mm的椭球形球团，其中，粘结剂的添加量为铁矿粉的8±0.5％，固体炭的添加量为铁矿粉的30±2％，煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol为1.2±0.05；压制好的球团通过输送系统送至干燥装置进行干燥处理，混合球团在200±20摄氏度下进行干燥处理，干燥时间控制在30±5min，干燥后的球团热送到转底炉中，通过控制每一个烧嘴的流量来控制炉膛的温度，转底炉炉膛内烧嘴的温度控制在1050±50摄氏度下，球团发生还原反应，还原时间控制在45分钟，完成还原后的球团温度为980±20摄氏度，将得到的固体还原产物热送到燃气熔分炉中，在1550±15摄氏度下，铁被熔化成铁水，实现了铁渣分离，同时得到熔分烟气和残渣，然后将转底炉得到的还原烟气和燃气熔分炉中得到的熔分烟气中的至少之一和空气供给至蓄热式空预器中进行换热，得到换热后空气和换热后烟气，并将换热后空气返回至转底炉中的烧嘴和燃气熔分炉中作为助燃气使用；将转底炉中得到的还原烟气和燃气熔分炉中得到的熔分烟气中的至少之一返回干燥装置作为干燥介质使用，而将换热后烟气供给至烟气净化装置中进行净化处理，以便得到净化烟气，干馏装置内得到油气混合物通过油气总管进入油气净化分离装置中，得到可燃气和油水混合物，其中可燃气作为燃料通过脱硫净化后送入转底炉中，得到的油水混合物通过油水分离装置进行分离，分别获得热解水、轻质油和重质油(主要组分沥青质)，然后将得到的沥青质供给至压球装置中作为粘结剂与铁矿粉混合，将干馏过程产生高附加值的轻质油冷凝后作为产品外售。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。