способ разделения пастообразных водомаслоокалиносодержащих отходов

Формула изобретения

Способ разделения пастообразных водомаслоокалиносодержащих отходов, включающий отбор отходов, загрузку их в реактор, нагрев и разделение отходов на отдельные компоненты с выделением масла и воды возгонкой в реакторе, отличающийся тем, что нагрев и разделение отходов осуществляют в неподвижном наклонном цилиндрическом реакторе, оснащенном вращающимся ротором с лопастями, установленными с зазором по отношению к стенкам реактора, нагрев осуществляют в пересыпающемся слое, получающемся при вращении лопастей ротора и перемещающемся в сторону наклона реактора, высокоскоростным вихревым потоком теплоносителя, полученного путем сжигания углеводородного топлива в горелочных устройствах при минимальном избытке кислорода или с недостатком кислорода, исключающем возгорание возгонов масла, при этом теплоноситель в реактор подают тангенциально, противотоком по отношению к направлению движения материала внутри реактора, а вихревой поток формируют прижатым к стенкам реактора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к утилизации водомаслоокалиносодержащих отходов металлургического и машиностроительного производств путем термической обработки.

Известны способы обработки водомаслоокалиносодержащих отходов (окалины, стружки), включающие подачу материалу во вращающийся барабан через загрузочное устройство и транспортировку его по наклонному корпусу в противотоке с продуктами сгорания к узлу разгрузки (см. например, а.с. СССР 1151768, кл. F 23 G 7/05, 1985 г.).

Недостатками известных способов являются:

а) передвижение материала осуществляется за счет вращения барабана, что обуславливает высокий расход электроэнергии, необходимость в громоздком и металлоемком оборудовании;

б) эффективность теплопередачи и массообмена в таких агрегатах невелика;

в) конструкция таких агрегатов с вращающимся барабаном обуславливает наличие неплотностей в узлах соединения корпуса барабана с узлами подачи теплоносителя, что приводит к непроизвольному горению паров масла, образованию сажистого углерода и нарушению технологического режима обработки отходов.

Перечисленные недостатки могут быть устранены при использовании агрегатов с неподвижным корпусом.

За прототип принимаем способ разделения водомаслоокалиносодержащих отходов путем нагрева и разделения их на отдельные компоненты перегонкой в стационарной печи из предварительно спрессованных брикетов при температуре не выше конца кипения масляного компонента (а.с. Россия 2037541, кл. 23 G 5/04, 1995 г.).

Недостатками данного способа являются:

а) слой материала при термической обработке находится в стационарном режиме, что приводит к снижению эффективности процессов тепло- и массообмена при возгонке масляного компонента;

б) производительность таких агрегатов невелика, так как требуется достаточно длительный промежуток времени пребывания брикетов в печи для полного удаления масла;

в) нагрев печи производится через стенку, увеличивается удельный расход топлива на выход летучих продуктов и приводит к громоздкости печного оборудования.

В основу изобретения положена задача создания способа разделения пастообразных водомаслоокалиносодержащих отходов, обеспечивающего интенсификацию процесса обезмасливания отходов при высокой степени очистки, снижении энергозатрат и загрязнения окружающей среды при повышении безопасности процесса.

Сущность заявленного решения заключается в следующем. Отходы отбирают, загружают в реактор, в нем нагревают и разделяют на отдельные компоненты возгонкой с выделением масла и воды. Нагрев и разделение отходов осуществляют в наклонном реакторе, имеющем неподвижный цилиндрический корпус, оснащенный вращающимся ротором с лопастями, установленными с зазором по отношению к стенкам корпуса реактора.

Нагрев осуществляют высокоскоростным вихревым потоком теплоносителя. Теплоноситель в реактор подают тангенциально, навстречу движению вращающегося ротора, а вихревой поток формируют прижатым к стенкам корпуса реактора.

Нагрев и разделение отходов в неподвижном корпусе, лишенного недостатков вращающихся корпусов (барабанов), таких, как неплотности в узлах соединения корпуса с узлами подачи теплоносителя, исключает непроизвольное горение масла, образование сажистого углерода, а также надежную безопасность процесса, т.к. позволяет сохранять заданный коэффициент избытка воздуха поданного теплоносителя равным или близким к единице из-за исключения доступа кислорода в корпус реактора.

Наклон неподвижного корпуса агрегата в совокупности с возможностью обработки отходов с помощью вращающегося ротора позволяют управлять временем пребывания отходов в агрегате и добиваться оптимального временного режима, достаточного для достижения высокой степени очистки, но не слишком длительном, как при использовании стационарной печи в прототипе.

Вместе с тем, установка лопастей ротора с зазором по отношению к стенкам реактора, позволяет увеличить поверхность материала, омываемого теплоносителем, т.к. в этом случае материал омывается теплоносителем, проходящим между лопастью и стенкой реактора и одновременно остальной частью потока.

Прижатый к стенке реактора вихревой поток формируют как за счет тангенциальной подачи теплоносителя и за счет, например, профиля сопла, через которое теплоноситель подают из топочного устройства в корпус агрегата. Это позволяет получать необходимые высокие относительные скорости в системе газ-материал.

В результате из пастообразного материала быстро образуется пересыпающийся слой с развитой тепловоспринимающей поверхностью, интенсифицируется тепломассообмен между материалом и высокоскоростным потоком теплоносителя.

Таким образом, технический результат, достигаемый заявленным решением, заключается в превращении пастообразных отходов в материал с развитой тепловоспринимающей поверхностью, разделении его с высокой скоростью, движении его в реакторе по сложной цикличной траектории, управлении временем пребывания материала в агрегате при надежной безопасности процесса.

Полученный результат позволяет получить интенсивный способ обезмасливания отходов при высокой степени очистки. Кроме того, вышеприведенные признаки обеспечивают снижение энергозатрат по сравнению с использованием агрегатов - вращающихся барабанов или печей, как в прототипе, где нагрев производится через стенку.

Пример изобретения иллюстрируется рисунком, на котором представлена принципиальная схема способа разделения водомаслоокалиносодержащих отходов в неподвижном реакторе в пересылающемся слое с тангенциальным подводом теплоносителя. Материал загружают в неподвижный реактор 1 из загрузочного устройства 2 и перемещают по направлению к приемному бункеру 3 в пересыпающемся слое за счет вращения ротора 4. Теплоноситель получают в топочном устройстве 5 за счет сжигания углеводородного топлива с минимальным избытком кислорода и подают тангенциально в реактор, где он транспортируется в противотоке движению материала. Выделившиеся из материала пары воды и масла отводят в систему пылегазоочистки 6 с помощью дымососа 7. Применение изобретения обеспечивает интенсификацию процесса обезмасливания, полную и глубокую переработку водомаслоокалиносодержащих отходов, снижение топливоэнергетических затрат и уменьшение загрязнений окружающей среды.