專利名稱：從含重金屬的油中制備冶金原料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從含重金屬的油中制備，除了合成氣外，冶金原料的方法。
眾所周知，油料可以是被重金屬污染的。對于所有的石油來說，隨著儲(chǔ)量下降，其質(zhì)量變得較差，就越會(huì)含有較多的重金屬，尤其是產(chǎn)自委內(nèi)瑞拉和俄羅斯的石油，但是精煉廠的殘?jiān)?、瀝青、廢油和熱解油也會(huì)如此。重金屬釩和鎳經(jīng)常以雜質(zhì)的形式存在。在這些油的能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中，所含的重金屬會(huì)帶來如下的問題一方面，在燃燒或部分氧化時(shí)會(huì)形成重金屬化合物，它們具有極大的腐蝕作用，并且在主要的工作溫度下，它們會(huì)變成熔流或粘稠的，因此易于聚結(jié)，這將會(huì)導(dǎo)致工作故障。另一方面，這種重金屬化合物僅以極低的量以氣態(tài)或液態(tài)形式排放。以固態(tài)形式存放代價(jià)較昂貴，并要嚴(yán)格地遵守法律規(guī)定。由于這個(gè)原因，最好使用重金屬含量低的油來運(yùn)行設(shè)備，這就降低了含重金屬油的使用價(jià)值。
本發(fā)明通過如下方式解決了上述問題，使含重金屬的油進(jìn)行部分氧化，以制備金屬原料，其中將在油的部分氧化時(shí)形成的含重金屬的碳黑與產(chǎn)生的其它物質(zhì)相分離并進(jìn)行燃燒，由此使重金屬作為灰渣沉積下來。
在一種進(jìn)行部分氧化的裝置中進(jìn)行含重金屬油的轉(zhuǎn)化，下面稱為油的氣化。通常在液態(tài)或固態(tài)的含碳燃料的氣化裝置中，碳化合物只發(fā)生不完全的轉(zhuǎn)變。這主要與發(fā)生主要反應(yīng)的火焰內(nèi)部的氧缺乏有關(guān)。這種氧缺乏有兩個(gè)原因一方面是因?yàn)椴糠盅趸璧难跻扔糜谌紵纳俸芏啵虼颂峁┑难跸鄬Σ蛔?。另一方面是因?yàn)檠跖c油霧近乎理想的混合從技術(shù)上來說很難實(shí)現(xiàn)，使得反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部除了很好地提供了氧外還共存著較大的氧缺乏?；旌显讲睿纬傻奶己诰驮蕉?。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，三-或多流路燃燒器解決了這個(gè)問題，確保了燃料和氧化劑之間極好的混合和分布。
一個(gè)除去碳黑的常規(guī)技術(shù)的要點(diǎn)是將碳黑返回氣化反應(yīng)器中。在這種返回過程中，大部分經(jīng)返回的碳黑轉(zhuǎn)變成合成氣。一種由氣化反應(yīng)器中油氣化產(chǎn)生的、含重金屬的碳黑直接返回是在氣化反應(yīng)器中和隨后的重金屬富集裝置中進(jìn)行的，并且將會(huì)帶來已經(jīng)提到的操作方面的問題。因此，在使碳黑返回氣化反應(yīng)器中變得技術(shù)上有意義之前，必須要用昂貴的方法從碳黑中分離出重金屬。這通常在提取裝置中進(jìn)行，其中石腦油起提取劑的作用。因?yàn)檫@種以合理的價(jià)格進(jìn)行分離的技術(shù)決不是極好的，所以總是要考慮到在氣化反應(yīng)器和隨后設(shè)置的裝置中進(jìn)行重金屬的富集。
DE-4309825的公開說明書中公開了另一種方法，其中用酸處理濾餅。在這種情況下，酸溶解了碳黑中的重金屬。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，用一種水性洗液洗滌產(chǎn)生的碳黑，使之從部分氧化時(shí)產(chǎn)生的合成氣中洗出，所述碳黑含有累積的化合物形式的重金屬。
在這種情況下，在本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，在室式壓濾機(jī)中，按如下方式過濾水洗液，即收集首先得到的濾液，并再次進(jìn)行過濾。
因此，在本發(fā)明中，取消了花費(fèi)昂貴的重金屬與碳黑的分離，所體現(xiàn)出來的優(yōu)點(diǎn)是，明顯節(jié)省了設(shè)備方面的費(fèi)用并且提高了操作的可靠性。在這方面，重金屬含量盡可能高的碳黑受到人們的歡迎，因?yàn)橹亟饘俅龠M(jìn)了燃燒過程，在碳黑燃燒后，在過濾器上進(jìn)行分離。只使用在操作方面預(yù)期不出問題的設(shè)備。因此，可取消碳黑和重金屬的分離過程，而是用單獨(dú)的燃燒來代替所述的分離過程。
首先，存在的問題是，碳黑中含有的能量不是以合成氣的形式得到的。人們還得將碳黑加入到氣化器中，使碳轉(zhuǎn)變成合成氣。令人驚奇的方法是，在三-或多流路燃燒器中，可成功地使油如此好地轉(zhuǎn)變成合成氣，以致只產(chǎn)生極少量的碳黑。這些碳黑含有相當(dāng)多的重金屬，這迎合了隨后通過燃燒回收金屬的要求，并具有其它的一些優(yōu)點(diǎn)。由于三-或多流路燃燒器的產(chǎn)率極高，因此與完全的碳黑返回的常規(guī)技術(shù)相比，該技術(shù)使合成氣的產(chǎn)率損失達(dá)到極低，使得從能量學(xué)的角度來看，不再值得返回碳黑。
因此，本發(fā)明具體的實(shí)施方式是這樣實(shí)現(xiàn)的，使含重金屬的油進(jìn)行部分氧化，優(yōu)選地是設(shè)置有三-或多流路燃燒器，它使碳轉(zhuǎn)變成合成氣體的轉(zhuǎn)化率高，而產(chǎn)生相應(yīng)少量的碳黑。
與此相對，可從合成氣體中取走更多的有效熱量，因?yàn)橥ㄟ^返回碳黑不再導(dǎo)致重金屬的富集，并且由此可在較高的溫度下使熱交換用于余熱利用，而不會(huì)有發(fā)生聚結(jié)和腐蝕作用的危險(xiǎn)。帶有整合的氣化過程以從合成氣中獲取電能的氣體-蒸汽透平發(fā)電廠的總效率由此提高了例如至多5個(gè)百分點(diǎn)，這正是本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
基本上由未轉(zhuǎn)化的碳組成的碳黑從氣化反應(yīng)器中以粉塵狀排出，并含有固體形式的重金屬化合物。在接著進(jìn)行的、可安排在余熱利用前的水洗過程中，從而使工藝氣體與碳黑分離。此后，碳黑在含水懸浮液中的含量約為1％，下文稱為“碳黑水”。在碳黑水中，重金屬化合物既可以以溶解的形式存在，也可以以固態(tài)與碳黑顆粒結(jié)合的形式存在。
在使碳黑水減壓和，必要時(shí)，用蒸汽汽提后，通過壓濾機(jī)從碳黑水中過濾出含重金屬的碳黑。濾餅具有的碳黑含量為15-25％，剩余的是水。在常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)中，在此處，要從碳黑中提取出重金屬，在這種情況下，重金屬進(jìn)入廢水溶液中，必需進(jìn)行花費(fèi)昂貴的后處理，以使它們從廢液中除去。
此外，結(jié)果表明，在室式壓濾機(jī)中進(jìn)行過濾時(shí)，過濾過程一開始時(shí)就有仍含顯著量重金屬的濾液析出，而濾液中所含的重金屬含量在形成足夠厚的濾餅后明顯降低，并且濃度極低。只有通過足夠厚的壓濾濾餅層所得到的部分濾液才符合作為廢水排放的規(guī)定。由此，在過濾過程中通過濾餅的一個(gè)最小厚度來回收重金屬時(shí)，濾餅中也依舊不貧含重金屬。因此，按照現(xiàn)有技術(shù)，必需采取其它的措施來除去濾液中和/或?yàn)V餅中的重金屬。
在本發(fā)明中，不希望從濾餅中除去重金屬，原因是為了回收重金屬起見，還應(yīng)進(jìn)一步處理濾餅。因此，根據(jù)已經(jīng)提到的公開說明書DE-4309825，從過濾開始時(shí)起，在容器中接受濾液，直到瞬間流出的濾液中的重金屬濃度在法律規(guī)定的廢水溶液范圍之下。然后再次將該容器中的含重金屬、經(jīng)過濾的水逐漸地在同一個(gè)室式壓濾機(jī)中進(jìn)行共過濾，其中，將已經(jīng)形成的濾餅作為重金屬的吸附層使用。不再向容器中導(dǎo)入現(xiàn)在流出的濾液。重金屬的含量應(yīng)如此地低，使得它們不僅符合法律對排出廢水的規(guī)定，而且也需使有價(jià)值的重金屬?zèng)]有多大的損失，這正是本發(fā)明的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。所得到的濾餅含有幾乎全部的重金屬。
與專利說明書DE-4309825不同，這種濾餅可不需除去其中的重金屬，并且不必要使碳黑返回到氣化中。
因此，在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式中，將這樣得到的、含有幾乎全部重金屬的濾餅或在一個(gè)噴霧干燥器、一個(gè)帶有研磨設(shè)備的電烘箱中，或在一個(gè)研磨干燥器中用加熱了的惰性氣體干燥到殘余水分小于10％。
在按本發(fā)明干燥濾餅時(shí)，應(yīng)注意使水含量小于10％，以便于不會(huì)形成有爆炸危險(xiǎn)的混合物。因此，優(yōu)選地是在惰性氣氛中進(jìn)行干燥。結(jié)果表明，在用富氧空氣或氧氣操作的氣化裝置中，有由空氣分離裝置產(chǎn)生的足夠過量的氮供其使用，所述的氮沒有其它的用途，因此，優(yōu)選可將它們用作干燥介質(zhì)。在使用這種氮一次性通過的情況下，干燥過程節(jié)省了昂貴的冷卻和冷凝裝置以及循環(huán)裝置，例如在氣體再循環(huán)時(shí)使用的那樣。
干燥本身優(yōu)選是在這樣的系統(tǒng)中進(jìn)行的，其中在于燥時(shí)，立即產(chǎn)生用于進(jìn)行后續(xù)燃燒所需的細(xì)顆粒譜。對此，適用的干燥器是例如研磨干燥器、帶有研磨設(shè)備和分篩器的電烘箱或噴霧干燥器，其中且用煙氣的余熱加熱干燥氣體例如上述的氮，所述煙氣是在隨后的碳黑燃燒時(shí)產(chǎn)生的。
因此，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式是這樣實(shí)現(xiàn)的，將經(jīng)如此調(diào)整處理的粉塵狀碳黑在一個(gè)粉塵燃料燃燒器中、在900-1000℃的溫度下進(jìn)行燃燒，其中氧含量為1％以上，反應(yīng)停留時(shí)間最長達(dá)3秒，優(yōu)選1秒。
為了按下面描述的方法進(jìn)行粉塵燃燒，經(jīng)干燥的碳黑在90μm篩上的篩余量最高為10％(重量)，碳黑顆粒最大不超過140μm。這就是說，90％(重量)碳黑的顆粒必需小于90μm。在市售的研磨干燥器和電烘箱系統(tǒng)中，按現(xiàn)有技術(shù)，以簡單的方法可以達(dá)到上述要求。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，所需的顆粒細(xì)度也可通過噴霧干燥器實(shí)現(xiàn)。對此，將如此限定量的水摻入到經(jīng)脫水的碳黑中，使得在干燥物質(zhì)約為20％(重量)時(shí)不能泵送的碳黑剛好可均勻地泵送。噴霧時(shí)產(chǎn)生的剪切力是足夠的，以使碳黑按規(guī)定的粒度分布。根據(jù)各個(gè)環(huán)境條件選擇使用研磨干燥器，電烘箱或噴霧干燥器。
在粉塵燃料燃燒器或粉塵燃燒室中，在900-1000℃的燃燒溫度下進(jìn)行燃燒，氧分壓為0.01巴以上，停留時(shí)間最長為3秒，優(yōu)選1秒。
在說明書EP-0686582、DE-4003242、EP-0542322的專利文獻(xiàn)中已經(jīng)詳細(xì)地描述了碳黑殘?jiān)娜紵?br> 在公開說明書EP-0542322中，同樣公開了一種方法，它包括燃燒含釩的碳黑，以得到含釩的固態(tài)混合物。但是，燃燒必需在700℃以下進(jìn)行，或者氧分壓必需低于0.01巴；按這種方法避免產(chǎn)生干擾量的五氧化二釩。在這種情況下，燃燒既不是在粉塵燃料燃燒器中進(jìn)行，也不是在多層爐或回轉(zhuǎn)窯或流化床中進(jìn)行。此外，碳黑的停留時(shí)間根據(jù)型號要明顯地比在粉塵燃燒室中的長；該方法存在的缺點(diǎn)是規(guī)格要大得多，致使投資費(fèi)用增加。此外，不足的氧分壓導(dǎo)致碳的轉(zhuǎn)變不完全，因此，要求將爐中產(chǎn)生的灰渣進(jìn)行再循環(huán)，由于與此有關(guān)聯(lián)的花費(fèi)，這正是該文獻(xiàn)方法的另一個(gè)缺點(diǎn)。此外，看來有必要向爐中添加添加劑以繼續(xù)進(jìn)行處理，這使能量消耗增加，這是該文獻(xiàn)的又一個(gè)缺點(diǎn)。在要求的干燥前，需要避免形成明顯干擾性的粉塵，由于要采取附加措施，甚至使用兩種不同型號串聯(lián)的爐以及，此外，由于在選擇干燥溫度時(shí)受到限制，所以它們是該文獻(xiàn)的另一個(gè)缺點(diǎn)。
公開說明書DE-4003242介紹了一種方法，將來自產(chǎn)生合成氣裝置的含重金屬的碳黑在過濾前與污泥混合。盡可能將在接著過濾時(shí)形成的濾餅在未加添加劑的情況下進(jìn)行燃燒；在該說明書的一個(gè)實(shí)施例中，提到在流化床中進(jìn)行燃燒。但是，沒有清楚地指出在含釩碳黑和污泥共同燃燒時(shí)，尤其是考慮到法律規(guī)定的上述最低氧含量，按干燥煙氣計(jì)，為6％和根據(jù)型號在爐中停留較長的時(shí)間時(shí)，如何防止形成五氧化二釩。因此，具有易于聚結(jié)和發(fā)生腐蝕的危險(xiǎn)，這種危險(xiǎn)可能首先在連續(xù)操作的過程中發(fā)生，并且在較低的試驗(yàn)量下，正如說明書中說明的，觀察不到這種危險(xiǎn)。這是一個(gè)主要的缺點(diǎn)。此外，形成的灰渣應(yīng)在“有秩序的堆放”下貯存。雖然有秩序的堆放與無有秩序的廢物排除可能性相比始終是優(yōu)選的，但是，與本發(fā)明相比，沒有回收含在碳黑中的重金屬，這是一個(gè)主要的缺點(diǎn)。
公開說明書EP-0686598公開了一種配有流化床干燥器、接著進(jìn)行燃燒的方法。在該方法中，使來自裝置的含釩碳黑在600-1000℃下部分氧化進(jìn)行“燃燒”，由于將氧分壓降低至10-7-10-8巴，所以出現(xiàn)形成五氧化二釩的負(fù)壓，實(shí)際上存在著部分氧化的情況。這些也可通過如下實(shí)事證明，即來自該過程的含釩灰渣還應(yīng)含有2-5％碳。燃燒過程本身受到碳黑的限制，所述碳黑至少含60％碳。說明書描述了在用850℃的熱氣體燃燒后，產(chǎn)生蒸汽。規(guī)定將鍋爐的壁溫選擇在300℃以下，以防止聚結(jié)。也要將燃燒室的壁溫冷卻至300℃以下，其中在原來的燃燒室間和燃燒室壁之間設(shè)置空氣幕。很明顯，其缺點(diǎn)是這與所說明的相矛盾，當(dāng)人們根據(jù)文獻(xiàn)所描述的聚結(jié)危險(xiǎn)主要是由于形成五氧化二釩時(shí)，那么就有效地阻止五氧化二釩的形成。當(dāng)實(shí)際上未形成五氧化二釩時(shí)，按該方法，無需要求所述的費(fèi)用。在說明書的其它部分，指出了氣態(tài)形式的排放。在這些地方，表明氧含量為13.89％，在大氣條件下，氧分壓為0.14巴，因此，與事先說明的10-7-10-8巴相比，氧分壓要大數(shù)個(gè)十的乘方倍。這表明原來的燃燒過程通過添加顯著量的附加空氣而被疊加。于是，在聚結(jié)前，這種擔(dān)心由于形成五氧化二釩得到了證實(shí)。Paradoxer法也是直接供入空氣，它能在燃燒室內(nèi)，在聚結(jié)前保護(hù)壁，首先阻止了真正存在的聚結(jié)危險(xiǎn)。在將來，這種聚結(jié)危險(xiǎn)也限制了余熱利用的可能性，這是所述方法的一個(gè)主要缺點(diǎn)。
在本發(fā)明中，為了燃燒碳黑，使用了專利說明書DE-4114171-C2的燃燒室，雖然它與公開說明書EP-0686598中的極其相似，但是，操作過程不同。在該專利說明書DE-4114171-C2中，公開了一種燃燒室，其中碳黑或其它的可燃燒的物質(zhì)按螺旋狀切線軌道輸入，而且，根據(jù)在這方面占優(yōu)勢的湍流情況，確保形成特別好的渦流和混合。但是，與本發(fā)明不同的是，專利說明書DE-4114171-C2中指出，燃燒是在1200-1300℃的溫度下進(jìn)行的，而且達(dá)到的燃燒時(shí)間也與本發(fā)明的不同，至少為2秒，這是因?yàn)槟莻€(gè)專利說明書的目的是燃燒難以燃燒的物質(zhì)。
令人驚奇的是，碳黑在如此短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)燃燒時(shí)，它究竟與通常已知的碳黑反應(yīng)的緩慢性有什么明顯不同。一般來說，碳黑與幾乎不含有揮發(fā)組分的煤相比，極難以著火和燃燒。在試驗(yàn)中確定在控制由油氣化引起碳黑燃燒時(shí)的反應(yīng)常數(shù)要比工業(yè)中產(chǎn)生的碳黑(煙黑)高出數(shù)個(gè)十的乘方倍。很明顯，由于重金屬含量高，發(fā)生活化，也許是催化。對此，碳黑顆粒小于140μm，因此，按其重量計(jì)，具有大的比表面積。令人驚奇的是，高的反應(yīng)速度導(dǎo)致了對于操作方式而言在指定的溫度范圍和氧分壓內(nèi)不會(huì)遇到專利文獻(xiàn)中描述的聚結(jié)問題。由于在短時(shí)間內(nèi)不足以形成看作是聚結(jié)主要原因的五氧化二釩，所以在燃燒過程的第一階段，碳黑顆粒燒盡，形成一氧化碳。一氧化碳阻止了進(jìn)一步的氧化，直到碳黑顆粒燒完。因此，釩化合物的氧化過程要比五氧化二釩的短。這種釩化合物的熔點(diǎn)比五氧化二釩的高，因此，在燃燒溫度下不會(huì)導(dǎo)致聚結(jié)。一旦碳黑顆粒燒盡，就會(huì)有形成五氧化二釩的危險(xiǎn)。因此，在這種情況下，必需阻止進(jìn)一步反應(yīng)。
因此，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，在燃燒中形成的煙氣在燃燒一結(jié)束就通過輸入空氣或惰性氣體或水或者用經(jīng)除塵的冷卻煙氣立即冷卻至450-650℃，優(yōu)選600℃。
可能發(fā)生這樣的事，較冷的氣體或噴霧的液體通過側(cè)孔輸送到燃燒室中，它們根據(jù)構(gòu)造類型確定的良好分配極快地與熱廢氣混合?？墒褂美淇諝?、冷惰性氣體或冷的經(jīng)純化的煙氣作為氣體。當(dāng)確保如此好地混合，使得它們在一定程度上發(fā)生突然冷卻時(shí)，也可在燃燒室后盡可能立即加入冷氣體或液體。在燃燒過程后，通過這種加入，同時(shí)使溫度調(diào)節(jié)到450-650℃，優(yōu)選600℃。接著，將廢氣中含有的熱用于加熱干燥氣體。
因此，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式提出，將燃燒釋放出來的熱用于加熱干燥過程中使用的惰性氣體。由此，以優(yōu)選的方式利用碳黑中存在的化學(xué)能，目的在于節(jié)省原始能量。
通過這種措施，燃燒反應(yīng)實(shí)際上被凍結(jié)，釩化合物停止氧化成五氧化二釩，此外，使燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，相應(yīng)地節(jié)省了制造費(fèi)用，這是本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式中提出，將燃燒碳黑和煙氣除塵后殘余的灰渣用作為制備釩和其它在油中包含的重金屬的冶金原料，其中，該灰渣含有大部分以化合物形式存在的釩，其氧化階段低于五氧化二釩的氧化階段。
在燃燒碳黑時(shí)產(chǎn)生的灰渣在廢熱利用后在一個(gè)過濾器中與廢氣分離并被干燥。它們含有富集形式的重金屬，其中大部分釩以二氧化釩的形式存在。灰渣的碳組分極少，這是因?yàn)樗龅姆磻?yīng)幾乎達(dá)到了完全的燃燒。該灰渣可直接用作冶金原料。
根據(jù)本發(fā)明，將除塵了的煙氣送去分離剩余有害物質(zhì)的合適的裝置中，進(jìn)一步進(jìn)行純化。


圖1表示工藝流程圖，其中示范性地描述了本發(fā)明的方法。
通過部分氧化，使含重金屬的油轉(zhuǎn)化。對此，通過三流路燃燒器，將含重金屬的油3噴入到油氣化器1中，借助于兩股氧流2和4使它們噴霧成細(xì)油霧。在至多達(dá)90巴的高壓以及約1400℃的溫度下進(jìn)行部分氧化，其中含重金屬的油3被轉(zhuǎn)變成99％以上的合成氣體和1％以下的碳黑，其中含有重金屬化合物。將形成的粗合成氣體5輸入到具有廢熱利用6的粗煤氣冷卻器中，在那兒冷卻到300-400℃。然后，將經(jīng)冷卻的粗煤氣7輸入到水淬裝置8中，在那兒用水9將碳黑與其它的可溶性物質(zhì)一起進(jìn)行洗滌。將經(jīng)純化的合成氣體10作進(jìn)一步使用。熱的碳黑水11在碳黑水-閃蒸器12中膨脹至大氣壓并被冷卻。由此揮發(fā)掉閃蒸氣體13，它們含有在低壓下難溶于水的氣體。冷的碳黑水14被輸入到壓濾機(jī)15中并進(jìn)行過濾。留出一部分首先得到的含重金屬的濾液17并貯存在濾液的中間容器18中。一旦來自壓濾機(jī)15的濾液流的重金屬濃度降低到低于廢水排出的規(guī)定值，那么就將該干凈的濾液16排放掉。逐漸地將中間貯存的濾液19返回到壓濾機(jī)15中，使它們再一次進(jìn)行過濾。由此由已經(jīng)形成的濾餅回收重金屬。在過濾過程結(jié)束后，將濾餅20置于干燥器21中，用熱的惰性氣體22進(jìn)行干燥。此外，在干燥器21中進(jìn)行碳黑顆粒的破碎，至顆粒大小為140μm以下。此外，干燥器配有碳黑過濾器，它們阻止?jié)駶櫟亩栊詺怏w23在離開干燥器21時(shí)將碳黑顆粒一起帶走。濕潤的惰性氣體23可由大氣產(chǎn)生，這是因?yàn)樗鼈儙缀醪缓廴疚?。?jīng)干燥的碳黑作為碳黑粉末24氣動(dòng)地輸送到碳黑燃燒器25中，在那兒，它們與燃燒空氣26一起在極短的時(shí)間內(nèi)、在900-1000℃下進(jìn)行完全燃燒。在這種燃燒過程中，熱的煙氣立即經(jīng)過一個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域中它們突然被冷卻到650℃以下。這種冷卻是在混合室27中進(jìn)行的，其中冷氣體28與碳黑燃燒室25的煙氣發(fā)生劇烈地混合?；旌鲜?7和碳黑燃燒室25可以在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中作為燃燒室使用。溫度在650-450℃之間的熱煙氣29在煙氣-惰性氣體-熱交換器30中向冷的惰性氣體31提供熱能。冷的煙氣32在氣體過濾器33中除去重金屬灰渣34，并作為除塵了的煙氣35輸送到合適的裝置中，用于進(jìn)一步純化。重金屬灰渣34不含有有價(jià)值的碳黑含量，因此可作為冶金原料使用。
權(quán)利要求
1．由含重金屬的油制備冶金原料的方法，包括將它們進(jìn)行部分氧化，其特征在于分離并燃燒含重金屬的碳黑，并使重金屬作為灰渣沉積下來。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于用一種水性洗液洗滌部分氧化時(shí)產(chǎn)生的碳黑，所述碳黑含有積聚的化合物形式的重金屬，使碳黑由產(chǎn)生的合成氣體中洗滌出來。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于將水性洗液按這種方式在室式壓濾機(jī)中過濾，即收集首先得到的濾液，并再次進(jìn)行過濾。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于將含有幾乎全部重金屬的、如此得到的濾餅在一個(gè)噴霧干燥器、一個(gè)帶有研磨設(shè)備的電烘箱或一個(gè)裝有熱惰性氣體的研磨干燥器中進(jìn)行干燥，直至殘余水分小于10％。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于將如此調(diào)整處理的粉塵狀碳黑在一個(gè)粉塵燃料燃燒器中、在900-1000℃的溫度下進(jìn)行燃燒，其中氧含量為1％以上，反應(yīng)的停留時(shí)間最長為3秒，優(yōu)選1秒。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于通過輸入空氣或惰性氣體或水或者經(jīng)除塵的冷卻煙氣，使形成的煙氣在燃燒一結(jié)束就冷卻至450-650℃，優(yōu)選600℃。
7．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于將燃燒中釋放的熱用于加熱干燥過程中使用的惰性氣體。
8．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于將燃燒碳黑和煙氣除塵后殘留下來的灰渣作為制備釩和其它在油中包含的重金屬的冶金原料，其中，該灰渣含有大部分以這種化合物形式存在的釩，其氧化狀態(tài)低于五氧化二釩的氧化狀態(tài)。
9．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于將除塵了的煙氣輸送到合適的裝置中進(jìn)一步進(jìn)行純化，以除去其余有害物質(zhì)。
10．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于部分氧化含重金屬的油，優(yōu)選配備三-或多流路燃燒器，它使大量的碳轉(zhuǎn)變成合成氣體并產(chǎn)生足夠少的碳黑。
全文摘要
本發(fā)明涉及從含重金屬的油制備,除了生產(chǎn)合成氣外,冶金原料的方法。其中對油進(jìn)行部分氧化,分離并燃燒含重金屬的碳黑,由此,將作為灰渣沉積的重金屬進(jìn)行進(jìn)一步處理,例如用一種水性洗液進(jìn)行洗滌,以使它與產(chǎn)生的合成氣體相分離。
文檔編號C22B7/02GK1220705SQ97195171
公開日1999年6月23日 申請日期1997年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月1日
發(fā)明者M·布克塞爾, H·J·凱勒 申請人:克魯普猶德有限公司