本發明屬于冶金領域，具體而言，本發明涉及處理含鐵油泥的系統和方法。

背景技術：

處理含鐵油泥的方法有焚燒法，其特點是將含鐵油泥進行焚燒，利用焚燒產生的高溫煙氣干燥并氧化四氧化三鐵制得三氧化二鐵。此方法沒有回收利用含鐵油泥中的油，而且在焚燒過程中容易產生煙塵和污水等造成二次污染。也有采用通過添加表面活性劑去除含鐵油泥中油份的方法。此方法需要添加化學試劑，導致處理成本增加，而且油份脫除不徹底，同時產生新的污水。

將含鐵油泥按一定比例同鐵礦粉混合后，采用傳統的“高爐-轉爐”煉鐵流程工藝處理含鐵油泥，該流程雖然有技術成熟且生產能力大等優點，但是仍然存在不足：一是對優質焦炭的強烈依賴；二是含鐵油泥進入高爐內極易發生結焦，易堵塞高爐，并造成爐膛控制困難。

因此現有的處理含鐵油泥的技術有待進一步改進。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種處理含鐵油泥的系統和方法，采用該系統既可以回收含鐵油泥中高附加值的油品，又可以回收含鐵油泥中的金屬元素，從而實現含鐵油泥的資源化處理，并且在處理過程中不會產生結焦現象。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種處理含鐵油泥的系統，根據本發明的實施例，該系統包括：

干餾裝置，所述干餾裝置具有含鐵油泥入口、油氣混合物出口和固體炭出口；

壓球裝置，所述壓球裝置具有固體炭入口、煤粉入口、粘結劑入口、鐵礦粉入口和混合球團出口，所述固體炭入口與所述固體炭出口相連；

干燥裝置，所述干燥裝置具有混合球團入口和干燥球團出口，所述混合球團入口與所述混合球團出口相連；

轉底爐，所述轉底爐具有干燥球團入口、還原煙氣出口和固體還原產物出口，并且所述轉底爐內布置有燒嘴，所述干燥球團入口與所述干燥球團出口相連；

燃氣熔分爐，所述燃氣熔分爐具有固體還原產物入口、熔分煙氣出口、鐵水出口和殘渣出口，所述固體還原產物入口與所述固體還原產物出口相連。

由此，根據本發明實施例的處理含鐵油泥的系統，通過將含鐵油泥送入干餾裝置進行干餾處理，使得含鐵油泥中的水分和有機組分從含鐵油泥中脫出，并且經后續油水分離處理可以實現含鐵油泥中高附加值油品的回收，從而有效避免了后續處理過程中的結焦問題，然后將干餾所得固體炭與煤粉、粘結劑和鐵礦粉進行混合壓球后依次供給至干燥裝置、轉底爐和燃氣熔分爐中進行處理，可以在降低鐵礦冶煉成本的同時回收含鐵油泥中的鐵元素。由此，采用該系統既可以回收含鐵油泥中高附加值的油品，又可以回收含鐵油泥中的金屬鐵元素，從而實現含鐵油泥的資源化處理，并且在處理過程中不會產生結焦現象，且該系統易操作、熱效率高，設備運行穩定可靠，環保、經濟。

另外，根據本發明上述實施例的處理含鐵油泥的系統，還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述處理含鐵油泥的系統進一步包括：油氣凈化分離裝置，所述油氣凈化分離裝置具有油氣混合物入口、可燃氣出口和油水混合物出口，所述油氣混合物入口與所述油氣混合物出口相連，所述可燃氣出口與所述轉底爐內的燒嘴相連。由此，可有效回收含鐵油泥中的有機組分可燃氣，并且提高處理含鐵油泥系統的經濟性。

在本發明的一些實施例中，所述處理含鐵油泥的系統進一步包括：油水分離裝置，所述油水分離裝置具有油水混合物入口、輕質油出口、水出口和瀝青質出口，所述油水混合物入口與所述油水混合物出口相連，所述瀝青質出口與所述粘結劑入口相連。由此，可有效回收含鐵油泥中的油品，從而進一步提高處理含鐵油泥系統的經濟性。

在本發明的一些實施例中，所述處理含鐵油泥的系統進一步包括：蓄熱式空預器，所述蓄熱式空預器具有空氣入口、高溫煙氣入口、換熱后煙氣出口和換熱后空氣出口，所述高溫煙氣入口與所述還原煙氣出口和所述熔分煙氣出口中的至少之一相連，所述換熱后空氣出口與所述燒嘴和所述燃氣熔分爐中的至少之一相連；煙氣凈化裝置，所述煙氣凈化裝置具有煙氣入口和凈化煙氣出口，所述煙氣入口與所述換熱后煙氣出口相連。由此，可以顯著提高系統的熱利用率。

在本發明的一些實施例中，所述還原煙氣出口和所述熔分煙氣出口中的至少之一與所述干燥裝置相連。由此，可以顯著降低干燥能耗。

在本發明的一些實施例中，所述干餾裝置內布置有布料板，并且所述干餾裝置內沿著所述布料板的運動方向依次分為干燥段、干餾段和保溫段，所述干燥段、所述干餾段和所述保溫段分別獨立地設置有多根輻射管，所述含鐵油泥入口位于所述干燥段，所述油氣混合物出口位于所述干餾段，所述固體炭出口位于所述保溫段。由此，可有效去除含鐵油泥中的水分和有機組分，從而避免含鐵油泥粘附在設備表面。

在本發明的再一個方面，本發明提出了一種處理含鐵油泥的方法，根據本發明的實施例，該方法包括：

(1)將所述含鐵油泥供給至所述干餾裝置中進行干餾處理，以便得到油氣混合物和固體炭；

(2)將所述固體炭、煤粉、粘結劑和鐵礦粉供給至所述壓球裝置中進行壓球處理，以便得到混合球團；

(3)將所述混合球團供給至所述干燥裝置中進行干燥處理，以便得到干燥球團；

(4)將所述干燥球團供給至所述轉底爐中進行還原處理，以便得到還原煙氣和固體還原產物；

(5)將所述固體還原產物供給至所述燃氣熔分爐中進行熔分處理，以便得到熔分煙氣、鐵水和殘渣。

由此，根據本發明實施例的處理含鐵油泥的方法，通過將含鐵油泥送入干餾裝置進行干餾處理，使得含鐵油泥中的水分和有機組分從含鐵油泥中脫出，并且經后續油水分離處理可以實現含鐵油泥中高附加值油品的回收，從而有效避免了后續處理過程中的結焦問題，然后將干餾所得固體炭與煤粉、粘結劑和鐵礦粉進行混合壓球后依次供給至干燥裝置、轉底爐和燃氣熔分爐中進行處理，可以在降低鐵礦冶煉成本的同時回收含鐵油泥中的鐵元素。由此，采用該系統既可以回收含鐵油泥中高附加值的油品，又可以回收含鐵油泥中的金屬鐵元素，從而實現含鐵油泥的資源化處理，并且在處理過程中不會產生結焦現象。

另外，根據本發明上述實施例的處理含鐵油泥的系統還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述處理含鐵油泥的方法進一步包括：(6)將所述油氣混合物供給至所述油氣凈化分離裝置中進行分離處理，以便得到可燃氣和油水混合物，并將所述可燃氣返回至步驟(4)中的所述轉底爐的燒嘴作為燃料使用；(7)將所述油水混合物供給至所述油水分離裝置中進行分離處理，以便得到輕質油、水和瀝青質，并將所述瀝青質返回步驟(2)作為所述粘結劑使用。由此，可顯著提高含鐵油泥的資源化利用。

在本發明的一些實施例中，所述處理含鐵油泥的方法進一步包括：(8)將所述還原煙氣和所述熔分煙氣中的至少之一和空氣供給至所述蓄熱式空預器中進行換熱，以便得到換熱后空氣和換熱后煙氣，并將所述換熱后空氣返回至步驟(4)中所述轉底爐中的燒嘴和所述燃氣熔分爐中的至少之一作為助燃氣使用；(9)將所述換熱后煙氣供給至所述煙氣凈化裝置中進行凈化處理，以便得到凈化煙氣。由此，可以有效提高熱利用率。

在本發明的一些實施例中，所述處理含鐵油泥的方法進一步包括：(10)將所述還原煙氣和所述熔分煙氣中的至少之一返回至步驟(3)中的所述干燥裝置作為干燥介質使用。由此，可以顯著降低干燥能耗。

在本發明的一些實施例中，所述干餾裝置內布置有布料板，并且所述干餾裝置內沿著所述布料板的運動方向依次分為干燥段、干餾段和保溫段，所述干燥段、所述干餾段和所述保溫段分別獨立地設置有多根輻射管，所述含鐵油泥入口位于所述干燥段，所述油氣混合物出口位于所述干餾段，所述固體炭出口位于所述保溫段。由此，可有效去除含鐵油泥中的水分和有機組分，從而避免含鐵油泥粘附在設備表面。

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述干燥段輻射管的溫度為140～300攝氏度，所述干餾段輻射管的溫度為500～800攝氏度，所述保溫段輻射管的溫度為500～700攝氏度。由此，可以顯著提高含鐵油泥中高附加值油品的回收率。

在本發明的一些實施例中，在步驟(2)中，將所述固體炭、所述煤粉、所述粘結劑和所述鐵礦粉按照以下質量比混合，所述粘結劑的添加量為所述鐵礦粉的3～12％，所述固體炭的添加量為所述鐵礦粉的15～45％，所述煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol為1.1～1.3；任選的，在步驟(2)中，所述混合球團的粒徑為5～50mm；任選的，在步驟(3)中，所述干燥處理的溫度為140～300攝氏度，時間為10～50分鐘；任選的，在步驟(3)中，所述干燥球團的含水率不高于0.5wt％。由此，可以顯著提高含鐵油泥中鐵元素的回收率。

在本發明的一些實施例中，在步驟(4)中，所述轉底爐內燒嘴的溫度控制在1000～1400攝氏度，還原處理時間為30～120分鐘；任選的，在步驟(4)中，所述固體還原產物的溫度為900～1100攝氏度；任選的，在步驟(5)中，采用蓄熱室燃燒器控制所述燃氣熔分爐內溫度為1300～1600攝氏度；任選的，在步驟(8)中，所述換熱后空氣的溫度不高于450攝氏度。由此，可以進一步提高含鐵油泥中鐵元素的回收率。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本發明一個實施例的處理含鐵油泥的系統結構示意圖；

圖2是根據本發明再一個實施例的處理含鐵油泥的系統結構示意圖；

圖3是根據本發明又一個實施例的處理含鐵油泥的系統結構示意圖；

圖4是根據本發明又一個實施例的處理含鐵油泥的系統結構示意圖；

圖5是根據本發明又一個實施例的處理含鐵油泥的方法流程示意圖；

圖6是根據本發明又一個實施例的處理含鐵油泥的方法流程示意圖；

圖7是根據本發明又一個實施例的處理含鐵油泥的方法流程示意圖；

圖8是根據本發明又一個實施例的處理含鐵油泥的方法流程示意圖；

圖9是根據本發明又一個實施例的處理含鐵油泥的系統結構示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種處理含鐵油泥的系統。根據本發明的實施例，參考圖1，該系統包括：干餾裝置100、壓球裝置200、干燥裝置300、轉底爐400和燃氣熔分爐500。

根據本發明的實施例，干餾裝置100具有含鐵油泥入口101、油氣混合物出口102和固體炭出口103，且適于將含鐵油泥進行干餾處理，以便得到油氣混合物和固體炭。由此，通過將含鐵油泥送入干餾裝置進行干餾處理，使得含鐵油泥中的水分和有機組分從含鐵油泥中脫出，并且經后續油水分離處理可以實現含鐵油泥中高附加值油品的回收，從而有效避免了后續還原處理過程中的結焦問題，進而可以保證系統穩定運行。

根據本發明的一個實施例，干餾裝置100內布置有布料板，并且干餾裝置內沿著布料板的運動方向依次分為干燥段、干餾段和保溫段，干燥段、干餾段和保溫段分別獨立地設置有多根輻射管，含鐵油泥入口位于干燥段，油氣混合物出口位于干餾段，固體炭出口位于保溫段。由此，可有效分離含鐵油泥中的水分和有機組分，從而防止含鐵油泥粘附在設備表面上，并且可以有效避免后續還原處理過程中結焦現象的產生，從而可以保證系統穩定運行。

根據本發明的再一個實施例，干餾裝置內的處理條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，干燥段輻射管的溫度可以為140～300攝氏度，干餾段輻射管的溫度可以為500～800攝氏度，保溫段輻射管的溫度可以為500～700攝氏度。由此，可以顯著提高含鐵油泥的干餾效率。

具體的，在絕氧條件下，含鐵油泥在螺旋布料機作用下均勻布料在布料板上，干燥段輻射管溫度控制在140～300攝氏度，含鐵油泥在該過程中進行干燥脫水，其物性在不斷改變，當進入塑化階段時，含鐵油泥具有很強的黏性，此時含鐵油泥很難與布料板剝離，經進一步干燥后，含鐵油泥的粘附性有所下降，并且由于整個過程含鐵油泥相對布料板靜止不動，可確保固體產物能順暢的從布料板上刮離開，然后干燥后的含鐵油泥進入干餾段，在上下輻射管熱輻射下被加熱干餾，輻射管溫度控制在500～800攝氏度，含鐵油泥停留1.0～2.0h，確保含鐵油泥離開干餾裝置前含鐵油泥中的有機揮發物大部分被分離出，整個干餾段輻射管設置溫度沿布料板旋轉方向依次升高，含鐵油泥逐步被干餾，低沸點油在干餾段的前段先被干餾出，高沸點油組分部分在干餾段后段被干餾出的同時部分高沸點油被熱裂解并干餾出，所產生的油氣均引入后續的油氣凈化分離裝置中。

根據本發明的實施例，壓球裝置200具有固體炭入口201、煤粉入口202、粘結劑入口203、鐵礦粉入口204和混合球團出口205，固體炭入口201與固體炭出口103相連，且適于將固體炭、煤粉、粘結劑和鐵礦粉進行壓球處理，以便得到混合球團。發明人發現，通過壓球裝置可實現固體碳與鐵礦粉充分接觸，從而提高了混合球團在進入轉底爐進行還原處理時混合球團中鐵的還原效率，并且該還原過程中可以有效避免含鐵油泥在轉底爐中出現結焦問題。

根據本發明的一個實施例，固體炭、煤粉、粘結劑和鐵礦粉的混合比例并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，將固體炭、煤粉、粘結劑和鐵礦粉按照以下質量比混合，粘結劑的添加量為鐵礦粉的3～12％，固體炭的添加量為鐵礦粉的15～45％，并且煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol為1.1～1.3。

根據本發明的再一個實施例，混合球團的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，混合球團的粒徑可以為5～50mm。具體的，通過將混合均勻的混合料進行混合壓球處理，得到粒徑為15-50mm的橢球形物料；或者采用圓盤滾球，得到粒徑為5-20mm的圓球形物料。發明人發現，在整個生產運行過程中，若混合球團粒徑過小，則壓球過程中電耗明顯增加，且成球困難，而當混合球團粒徑過大時，在后續干燥裝置和轉底爐還原過程中，熱傳遞效果顯著降低，熱效率明顯變差，從而導致還原效率降低。

根據本發明的實施例，干燥裝置300具有混合球團入口301和干燥球團出口302，混合球團入口301與混合球團出口205相連，且適于將混合球團進行干燥處理，以便得到干燥球團。發明人發現，混合球團經過干燥后，水分的脫除，可疏通球體內部的孔徑，同時提高球體的機械強度，有利于混合球團進入轉底爐后還原更加充分。

根據本發明的一個實施例，干燥處理的條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，干燥處理的溫度可以為140～300攝氏度，時間可以為10～50分鐘。由此，可以顯著提高混合球團的干燥效率。

根據本發明的再一個實施例，干燥球團中的含水率并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，干燥球團中的含水率可以不高于0.5wt％。由此，可以提高后續轉底爐內還原過程中干燥球團中的鐵的還原效率。

根據本發明的實施例，轉底爐400具有干燥球團入口401、還原煙氣出口402和固體還原產物出口403，并且轉底爐400內布置有燒嘴(未示出)，干燥球團入口401與干燥球團出口302相連，且適于將干燥球團進行還原處理，以便得到還原煙氣和固體還原產物。由此，由于在上述步驟中已充分回收含鐵油泥中的油品，因此在該還原過程中不會產生結焦現象，從而可以保證轉底爐的穩定運行。

根據本發明的一個實施例，還原處理的溫度并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，轉底爐內燒嘴的溫度可以控制在1000～1400攝氏度，還原處理時間可以為30～120分鐘。由此，可以進一步提高鐵的還原效率。

根據本發明的再一個實施例，固體還原產物的溫度可以為900～1100攝氏度。由此，將該固體還原產物熱送至后續燃氣熔分爐中進行熔分處理，可以顯著降低后續熔分過程中的能耗。

具體的，將上述干燥處理后得到的干燥球團熱送至轉底爐中，轉底爐四周布置有多根燒嘴為整個爐膛提供熱量，燃燒外火焰直接與干燥球團接觸，燒嘴溫度控制在1000-1400攝氏度，還原時間為30-120min，完成還原后的球團溫度為900-1100攝氏度。通過熱送干燥球團可進一步降低還原爐的能耗。為轉底爐供熱的每根燒嘴采用獨立控制系統，精確控制轉底爐各反應區溫度在所需溫度范圍內。由于在對物料進轉底爐還原之前，預先將含鐵油泥與鐵礦粉混合壓球，經干燥后，原料中水分得以脫除，球體內部的孔徑得以疏通，增大了干燥后殘留炭同礦粉間的接觸面積，同時提高了球體的機械強度，因此增強了兩者在轉底爐內還原反應的反應活性，提高了鐵的回收率。其次，整個過程固體產物均采用熱裝，進一步降低煉鐵過程中的能耗。第三，根據檢測結果在混合過程中向原料中加入適量的原煤粉，使干餾后炭與鐵質量比在1.2-1.5之間，過量的炭在轉底爐還原過程中可提供適量的熱，可降低轉底爐燃氣用量，提高經濟效益。

根據本發明的實施例，燃氣熔分爐500具有固體還原產物入口501、熔分煙氣出口502、鐵水出口503和殘渣出口504，固體還原產物入口501與固體還原產物出口403相連，且適于將固體還原產物進行熔分處理，以便得到熔分煙氣、鐵水和殘渣。由此，可以實現含鐵油泥中鐵元素的回收利用。

根據本發明的一個實施例，燃氣熔分爐內溫度并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，可以采用蓄熱室燃燒器控制燃氣熔分爐內溫度為1300～1600攝氏度。由此，可以顯著提高鐵水與熔渣的分離效率。

具體的，將上述轉底爐還原得到固體還原產物熱送至燃氣熔分爐中，采用熱裝可進一步降低整個煉鐵過程的能耗。采用蓄熱式燃燒器加熱方式為爐膛供熱，控制爐內溫度在1300-1600攝氏度之間。在燃氣熔分爐兩側設置有對噴的燒嘴，采用換向燃燒實現蓄熱式燃燒，各燃燒器可獨立控制。

根據本發明實施例的處理含鐵油泥的系統，通過將含鐵油泥送入干餾裝置進行干餾處理，使得含鐵油泥中的水分和有機組分從含鐵油泥中脫出，并且經后續油水分離處理可以實現含鐵油泥中高附加值油品的回收，從而有效避免了后續轉底爐還原處理過程中的結焦問題，然后將干餾所得固體炭與煤粉、粘結劑和鐵礦粉進行混合壓球后依次供給至干燥裝置、轉底爐和燃氣熔分爐中進行處理，可以在降低鐵礦冶煉成本的同時回收含鐵油泥中的鐵元素。由此，采用該系統既可以回收含鐵油泥中高附加值的油品，又可以回收含鐵油泥中的金屬鐵元素，從而實現含鐵油泥的資源化處理，并且在處理過程中不會產生結焦現象，且該系統易操作、熱效率高，設備運行穩定可靠，環保、經濟。

參考圖2，根據本發明實施例的處理含鐵油泥的系統進一步包括：油氣凈化分離裝置600和油水分離裝置700。

根據本發明的實施例，油氣凈化分離裝置600具有油氣混合物入口601、可燃氣出口602和油水混合物出口603，油氣混合物入口601與油氣混合物出口102相連，可燃氣出口602與轉底爐400內的燒嘴相連，且適于將油氣混合物進行分離處理，以便得到可燃氣和油水混合物，并將可燃氣返回至轉底爐400的燒嘴作為燃料使用。由此，通過將含鐵油泥中分離出的可燃氣供給至轉底爐的燒嘴作為燃料使用，可以顯著降低轉底爐燃料成本，并且實現含鐵油泥的資源化利用。

根據本發明的實施例，油水分離裝置700具有油水混合物入口701、輕質油出口702、水出口703和瀝青質出口704，油水混合物入口701與油水混合物出口603相連，瀝青質出口704與粘結劑入口203相連，且適于將油水混合物進行分離處理，以便得到輕質油、水和瀝青質，并將瀝青質返回壓球裝置中作為粘結劑使用。由此，通過將油水分離裝置中分離得到的瀝青質部分替代粘結劑使用，可以顯著降低粘結劑成本，并且采用瀝青質作為粘結劑所得混合球團在后續干燥過程中，其中的瀝青質的有機組分以氣體形式揮發出來，增加了殘留的炭和鐵礦粉的接觸面積，從而使其進入轉底爐進行還原時，保證鐵具有較高的還原效率。

參考圖3，根據本發明實施例的處理含鐵油泥的系統進一步包括：蓄熱式空預器800和煙氣凈化裝置900。

根據本發明的實施例，蓄熱式空預器800具有空氣入口801、高溫煙氣入口802、換熱后煙氣出口803和換熱后空氣出口804，高溫煙氣入口802與還原煙氣出口402和熔分煙氣出口502中的至少之一相連，換熱后空氣出口804與轉底爐400的燒嘴和燃氣熔分爐500中的至少之一相連，且適于將還原煙氣和熔分煙氣中的至少之一和空氣供給至蓄熱式空預器中進行換熱，以便得到換熱后空氣和換熱后煙氣，并將換熱后空氣返回至轉底爐中的燒嘴和燃氣熔分爐中的至少之一作為助燃氣使用。由此，通過回收轉底爐中的還原煙氣或/和燃氣熔分爐中的熔分煙氣的余熱，并將回收的余熱用于對空氣進行預熱處理，并將換熱后空氣供給至轉底爐的燒嘴和/或燃氣熔分爐作為助燃氣使用，可以有效地提高整個過程的熱利用率，并且降低轉底爐和/或燃氣熔分爐的能耗。

根據本發明的一個實施例，換熱后空氣的溫度并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，換熱后空氣的溫度可以為不高于450攝氏度。

根據本發明的實施例，煙氣凈化裝置900具有煙氣入口901和凈化煙氣出口902，煙氣入口901與換熱后煙氣出口803相連，且適于將換熱后煙氣進行凈化處理，以便得到凈化煙氣。具體的，將換熱后煙氣經煙氣凈化裝置后脫除氮硫化物后達標排放。需要說明的是，本領域技術人員可以根據實際需要對煙氣凈化裝置的具體類型進行選擇。

參考圖4，根據本發明的實施例，還原煙氣出口402和熔分煙氣出口502中的至少之一與干燥裝置300相連，且適于將還原煙氣和熔分煙氣中的至少之一返回至干燥裝置作為干燥介質使用。由此，可以顯著降低干燥過程能耗的投入。

如上所述，根據本發明實施例的處理含鐵油泥的系統可具有選自下列的優點至少之一：

根據本發明實施例的處理含鐵油泥的系統可徹底實現含鐵油泥資源化回收其中高附加值價值的油品，同時回收含鐵油泥中的金屬元素，另外該系統采用干餾裝置使含鐵油泥中的水分和油分脫除，有效解決了含鐵油泥處理過程中出現的結焦問題。

根據本發明實施例的處理含鐵油泥的系統采用固體炭、粘結劑與鐵礦粉直接混合壓球，可有效避免含鐵油泥高爐冶煉過程中出現結焦問題。且可充分利用油水分離裝置所得的瀝青質取代部分粘結劑，實現成球要求，有效降低了粘結劑的投入成本。同時，油氣凈化分離裝置中所得的可燃氣可作為燃料提供礦粉還原所需的熱量。最后，在整個系統中，含鐵油泥中的鐵也可被還原成鐵得以回收。

根據本發明實施例的處理含鐵油泥的系統轉底爐和燃氣熔分爐產生的高溫煙氣一方面與空氣直接換熱，從而可充分回收煙氣熱量預熱空氣，另一方面可作為干燥介質作用于干燥裝置中，有效地提高了整個處理含鐵油泥過程的熱利用率。

在本發明的再一個方面，本發明提出了一種利用上述處理含鐵油泥的系統處理含鐵油泥的方法。根據本發明的實施例，參考圖5，該方法包括：

S100：將含鐵油泥供給至干餾裝置中進行干餾處理

該步驟中，將含鐵油泥供給至干餾裝置中進行干餾處理，以便得到油氣混合物和固體炭。由此，通過將含鐵油泥送入干餾裝置進行干餾處理，使得含鐵油泥中的水分和有機組分從含鐵油泥中脫出，并且經后續油水分離處理可以實現含鐵油泥中高附加值油品的回收，從而有效避免了后續還原處理過程中的結焦問題，進而可以保證系統穩定運行。

根據本發明的一個實施例，干餾裝置內布置有布料板，并且干餾裝置內沿著布料板的運動方向依次分為干燥段、干餾段和保溫段，干燥段、干餾段和保溫段分別獨立地設置有多根輻射管，含鐵油泥入口位于干燥段，油氣混合物出口位于干餾段，固體炭出口位于保溫段。由此，可有效分離含鐵油泥中的水分和有機組分，從而防止含鐵油泥粘附在設備表面上，并且可以有效避免后續還原處理過程中結焦現象的產生，從而可以保證系統穩定運行。

根據本發明的再一個實施例，干餾裝置內的處理條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，干燥段輻射管的溫度可以為140～300攝氏度，干餾段輻射管的溫度可以為500～800攝氏度，保溫段輻射管的溫度可以為500～700攝氏度。由此，可以顯著提高含鐵油泥的干餾效率。

具體的，在絕氧條件下，含鐵油泥在螺旋布料機作用下均勻布料在布料板上，干燥段輻射管溫度控制在140～300攝氏度，含鐵油泥在該過程中進行干燥脫水，其物性在不斷改變，當進入塑化階段時，含鐵油泥具有很強的黏性，此時含鐵油泥很難與布料板剝離，經進一步干燥后，含鐵油泥的粘附性有所下降，并且由于整個過程含鐵油泥相對布料板靜止不動，可確保固體產物能順暢的從布料板上刮離開，然后干燥后的含鐵油泥進入干餾段，在上下輻射管熱輻射下被加熱干餾，輻射管溫度控制在500～800攝氏度，含鐵油泥停留1.0～2.0h，確保含鐵油泥離開干餾裝置前含鐵油泥中的有機揮發物大部分被分離出，整個干餾段輻射管設置溫度沿布料板旋轉方向依次升高，含鐵油泥逐步被干餾，低沸點油在干餾段的前段先被干餾出，高沸點油組分部分在干餾段后段被干餾出的同時部分高沸點油被熱裂解并干餾出，所產生的油氣均引入后續的油氣凈化分離裝置中。

S200：將固體炭、煤粉、粘結劑和鐵礦粉供給至壓球裝置中進行壓球處理

該步驟中，將固體炭、煤粉、粘結劑和鐵礦粉供給至壓球裝置中進行壓球處理，以便得到混合球團。發明人發現，通過壓球裝置可實現固體碳與鐵礦粉充分接觸，從而提高了混合球團在進入轉底爐進行還原處理時混合球團中鐵的還原效率，并且該還原過程中可以有效避免含鐵油泥在轉底爐中出現結焦問題。

根據本發明的一個實施例，固體炭、煤粉、粘結劑和鐵礦粉的混合比例并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，將固體炭、煤粉、粘結劑和鐵礦粉按照以下質量比混合，粘結劑的添加量為鐵礦粉的3～12％，固體炭的添加量為鐵礦粉的15～45％，并且煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol為1.1～1.3。

根據本發明的再一個實施例，混合球團的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，混合球團的粒徑可以為5～50mm。具體的，通過將混合均勻的混合料進行混合壓球處理，得到粒徑為15-50mm的橢球形物料；或者采用圓盤滾球，得到粒徑為5-20mm的圓球形物料。發明人發現，在整個生產運行過程中，若混合球團粒徑過小，壓球過程中電耗明顯增加，成球明顯困難，而當混合球團粒徑過大后，在后續干燥和轉底爐還原過程中，熱傳遞效果顯著降低，熱效率明顯變差，從而導致還原效率降低。

S300：將混合球團供給至干燥裝置中進行干燥處理

該步驟中，將混合球團供給至干燥裝置中進行干燥處理，以便得到干燥球團。發明人發現，混合球團經過干燥后，水分的脫除，可疏通球體內部的孔徑，同時提高球體的機械強度，有利于混合球團進入轉底爐后還原更加充分。

根據本發明的一個實施例，干燥處理的條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，干燥處理的溫度可以為140～300攝氏度，時間可以為10～50分鐘。由此，可以顯著提高混合球團的干燥效率。

根據本發明的再一個實施例，干燥球團中的含水率并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，干燥球團中的含水率可以不高于0.5wt％。由此，可以提高后續轉底爐內還原過程中干燥球團中的鐵的還原效率。

S400：將干燥球團供給至轉底爐中進行還原處理

該步驟中，將干燥球團供給至轉底爐中進行還原處理，以便得到還原煙氣和固體還原產物。由此，由于在上述步驟中已充分回收含鐵油泥中的油品，因此在該還原過程中不會產生結焦現象，從而可以保證轉底爐的穩定運行。

根據本發明的一個實施例，還原處理的溫度并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，轉底爐內燒嘴的溫度控制在1000～1400攝氏度，還原處理時間為30～120分鐘。由此，可以進一步提高鐵的還原效率。

根據本發明的再一個實施例，還原固體產物的溫度可以為900～1100攝氏度。由此，將該固體還原產物熱送至后續燃氣熔分爐中進行熔分處理，可以顯著降低后續熔分過程中的能耗。

具體的，將上述干燥處理后得到的干燥球團熱送至轉底爐中，轉底爐四周布置有多根燒嘴為整個爐膛提供熱量，燃燒外火焰直接與干燥球團接觸，燒嘴溫度控制在1000-1400攝氏度，還原時間為30-120min，完成還原后的球團溫度為900-1100攝氏度。通過熱送干燥球團可進一步降低還原爐的能耗。為轉底爐供熱的每根燒嘴采用獨立控制系統，精確控制轉底爐各反應區溫度在所需溫度范圍內。由于在對物料進轉底爐還原之前，預先將含鐵油泥與鐵礦粉混合壓球，經干燥后，原料中水分得以脫除，球體內部的孔徑得以疏通，增大了干燥后殘留炭同礦粉間的接觸面積，同時提高了球體的機械強度，因此增強了兩者在轉底爐內還原反應的反應活性，提高了鐵的回收率。其次，整個過程固體產物均采用熱裝，進一步降低煉鐵過程中的能耗。第三，根據檢測結果在混合過程中向原料中加入適量的原煤粉，使干餾后炭與鐵質量比在1.2-1.5之間，過量的炭在轉底爐還原過程中可提供適量的熱，可降低轉底爐燃氣用量，提高經濟效益。

S500：將還原固體產物供給至燃氣熔分爐中進行熔分處理

該步驟中，將還原固體產物供給至燃氣熔分爐中進行熔分處理，以便得到熔分煙氣、鐵水和殘渣。由此，可以實現含鐵油泥中鐵元素的回收利用。

根據本發明的一個實施例，燃氣熔分爐內溫度并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，可以采用蓄熱室燃燒器控制燃氣熔分爐內溫度為1300～1600攝氏度。由此，可以顯著提高鐵水與熔渣的分離效率。

具體的，將上述轉底爐還原得到固體還原產物熱送至燃氣熔分爐中，采用熱裝可進一步降低整個煉鐵過程的能耗。采用蓄熱式燃燒器加熱方式為爐膛供熱，控制爐內溫度在1300-1600攝氏度之間。在燃氣熔分爐兩側設置有對噴的燒嘴，采用換向燃燒實現蓄熱式燃燒，各燃燒器可獨立控制。

根據本發明實施例的處理含鐵油泥的方法，通過將含鐵油泥送入干餾裝置進行干餾處理，使得含鐵油泥中的水分和有機組分從含鐵油泥中脫出，并且經后續油水分離處理可以實現含鐵油泥中高附加值油品的回收，從而有效避免了后續轉底爐還原處理過程中的結焦問題，然后將干餾所得固體炭與煤粉、粘結劑和鐵礦粉進行混合壓球后依次供給至干燥裝置、轉底爐和燃氣熔分爐中進行處理，可以在降低鐵礦冶煉成本的同時回收含鐵油泥中的鐵元素。由此，采用該系統既可以回收含鐵油泥中高附加值的油品，又可以回收含鐵油泥中的金屬鐵元素，從而實現含鐵油泥的資源化處理，并且在處理過程中不會產生結焦現象。

參考圖6，根據本發明實施例的處理含鐵油泥的方法進一步包括：

S600：將油氣混合物供給至油氣凈化分離裝置中進行分離處理

該步驟中，將上述所得油氣混合物供給至油氣凈化分離裝置中進行分離處理，以便得到可燃氣和油水混合物，并將可燃氣返回至S400中的轉底爐的燒嘴作為燃料使用。由此，通過將含鐵油泥中分離出的可燃氣供給至轉底爐的燒嘴作為燃料使用，可以顯著降低轉底爐燃料成本，并且實現含鐵油泥的資源化利用。

S700：將油水混合物供給至油水分離裝置中進行分離處理

該步驟中，將油水混合物供給至油水分離裝置中進行分離處理，以便得到輕質油、水和瀝青質，并將瀝青質返回S200中作為粘結劑使用。由此，通過將油水分離裝置中分離得到的瀝青質部分替代粘結劑使用，可以顯著降低粘結劑成本，并且采用瀝青質作為粘結劑所得混合球團在后續干燥過程中，其中的瀝青質的有機組分以氣體形式揮發出來，增加了殘留的炭和鐵礦粉的接觸面積，從而使其進入轉底爐進行還原時，保證鐵具有較高的還原效率。

參考圖7，根據本發明實施例的處理含鐵油泥的方法進一步包括：

S800：將還原煙氣和熔分煙氣中的至少之一和空氣供給至蓄熱式空預器中進行換熱

該步驟中，將還原煙氣和熔分煙氣中的至少之一和空氣供給至蓄熱式空預器中進行換熱，以便得到換熱后空氣和換熱后煙氣，并將換熱后空氣返回至S400中轉底爐中的燒嘴和S500中的燃氣熔分爐作為助燃氣使用。由此，通過回收轉底爐中的還原煙氣或/和燃氣熔分爐中的熔分煙氣的余熱，并將回收的余熱用于對空氣進行預熱處理，并將換熱后空氣供給至轉底爐的燒嘴和/或燃氣熔分爐作為助燃氣使用，可以有效地提高整個過程的熱利用率，并且降低轉底爐和/或燃氣熔分爐的能耗。

根據本發明的一個實施例，換熱后空氣的溫度并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發明的一個具體實施例，換熱后空氣的溫度可以為不高于450攝氏度。

S900：將換熱后煙氣供給至煙氣凈化裝置中進行凈化處理

該步驟中，將換熱后煙氣供給至煙氣凈化裝置中進行凈化處理，以便得到凈化煙氣。具體的，將換熱后煙氣經煙氣凈化裝置后脫除氮硫化物后達標排放。需要說明的是，本領域技術人員可以根據實際需要對煙氣凈化裝置的具體類型進行選擇。

參考圖8，根據本發明實施例的處理含鐵油泥的方法進一步包括：

S1000：將還原煙氣和熔分煙氣中的至少之一返回至S300中的干燥裝置作為干燥介質使用

該步驟中，將還原煙氣和熔分煙氣中的至少之一返回至S300中的干燥裝置作為干燥介質使用。由此，可以顯著降低干燥過程能耗的投入。

下面參考具體實施例，對本發明進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發明。

實施例

由鞍鋼提供的含鐵油泥，通過工業分析測得其固定碳含量為10±1wt％，揮發分含量大于50wt％，灰渣(以鐵組分為主)含量為39±0.8wt％。參考圖9，在氮氣氣氛下以1.0t/h的速度連續將含鐵油泥送入干餾裝置中，控制布料厚度為100±10mm。先經過干燥段，干燥段輻射管溫度設定在200攝氏度，物料停留1小時，產生的油氣引入水噴淋冷卻器，冷凝得到的水送入污水處理系統集中處理。干燥后的物料進入干餾段，干餾段輻射管溫度為650攝氏度，物料在干餾區停留60～80min，在此溫度段含鐵油泥逐漸被熱解，產生溫度為500攝氏度的油氣混合物，然后干餾后的物料進入保溫段，保溫段輻射管的溫度為500攝氏度，得到固體炭，然后將所得固體炭與煤粉、粘結劑(膨潤土)和鐵礦粉供給至壓球裝置中進行混合壓球處理，得到粒徑為25±2mm的橢球形球團，其中，粘結劑的添加量為鐵礦粉的8±0.5％，固體炭的添加量為鐵礦粉的30±2％，煤粉的添加量以控制混合料中C_mol/O_mol為1.2±0.05；壓制好的球團通過輸送系統送至干燥裝置進行干燥處理，混合球團在200±20攝氏度下進行干燥處理，干燥時間控制在30±5min，干燥后的球團熱送到轉底爐中，通過控制每一個燒嘴的流量來控制爐膛的溫度，轉底爐爐膛內燒嘴的溫度控制在1050±50攝氏度下，球團發生還原反應，還原時間控制在45分鐘，完成還原后的球團溫度為980±20攝氏度，將得到的固體還原產物熱送到燃氣熔分爐中，在1550±15攝氏度下，鐵被熔化成鐵水，實現了鐵渣分離，同時得到熔分煙氣和殘渣，然后將轉底爐得到的還原煙氣和燃氣熔分爐中得到的熔分煙氣中的至少之一和空氣供給至蓄熱式空預器中進行換熱，得到換熱后空氣和換熱后煙氣，并將換熱后空氣返回至轉底爐中的燒嘴和燃氣熔分爐中作為助燃氣使用；將轉底爐中得到的還原煙氣和燃氣熔分爐中得到的熔分煙氣中的至少之一返回干燥裝置作為干燥介質使用，而將換熱后煙氣供給至煙氣凈化裝置中進行凈化處理，以便得到凈化煙氣，干餾裝置內得到油氣混合物通過油氣總管進入油氣凈化分離裝置中，得到可燃氣和油水混合物，其中可燃氣作為燃料通過脫硫凈化后送入轉底爐中，得到的油水混合物通過油水分離裝置進行分離，分別獲得熱解水、輕質油和重質油(主要組分瀝青質)，然后將得到的瀝青質供給至壓球裝置中作為粘結劑與鐵礦粉混合，將干餾過程產生高附加值的輕質油冷凝后作為產品外售。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。