[工业废水]转炉炼钢烟气除尘污水处理实践.doc

1楼 【点击复制本帖地址，发给好友增加贡献值】 发表于 2007-9-23 02:09 |只看该作者 |倒序浏览 |打印 转炉除尘水摘要:转炉除尘水具有高硬度、高悬浮物、高 pH值等水质特点循环使用过程中，如水中含有大量的结垢物质会给除尘设备造成严重的堵塞，影响炼钢厂正常生产介绍了碳酸钠软化法及选择复合配方水质稳定剂处理转炉炼钢除尘水的运用效果实际运行中控制总碱度≥500mg/L，其中 M碱度一 P碱度 150mg/L以上，保证水中硬度≤50mg/L，水中悬浮物质量浓度应控制在 80mg/L以下，系统可不产生结垢结果表明此法能解决炼钢除尘水系统结垢问题 关键词:转炉除尘水；水质稳定；碳酸钠；絮凝剂八钢股份公司转炉炼钢厂经过几年的升级改造，目前有 20t转炉两座，40t 转炉两座，达到了年产钢 300万 t的生产能力，转炉除尘污水量达到 920t/h转炉烟气除尘污水含有大量的氧化铁皮等杂质，悬浮物含量达 10000mg·L-1，硬度达 200mg·L-1，pH 值 10.5以上，且在每个冶炼周期不同时间段变化很大另外由于炼钢时需投加石灰做造渣料，大量的钙离子进入除尘水中，使之具有高 pH值、高悬浮物、高硬度的特点。

转炉烟气除尘污水不经处理直接排放，会对环境和水体造成严重污染对转炉烟气除尘污水处理后，可在现场循环使用，但因其水质特点，易在除尘设备中产生结垢，影响生产正常的进行1 存在问题2004 年 5月开始，发现转炉炼钢 0号炉、1 号炉除尘设备内一文水平烟道、二文过滤网堵塞频繁，二文烟道喉口表面附着一层厚度为 20～30mm 的硬垢，结垢严重，造成转炉炼钢烟气不能被风机抽走，直接影响到转炉炼钢厂正常生产对垢样进行分析：CaO47.5％，MgO 3.1％，Fe203 1.57％2004 年 1月～6 月转炉烟气除尘污水水质分析结果见表 1对 2004年 1月～6 月转炉烟气除尘污水水质分析，结果的统计见表 1表 1　　 转炉除尘水水质项目 pH值SSmg·L-1总硬度mg·L-1钙mg·L-1p碱度mg·L-1m碱度mg·L-1氯化物mg·L-1最大值 12.04 11245 348 257 3000 3500 250平均值 10.5 5600 120 58 800 900 180通过水质分析结果，计算出 Ryznar稳定指数 R.S.LR.S.L=2pHs-pH式中，pH——水的实测 pH值；　 pHs——水在碳酸钙饱和平衡时的 pH值，pHs=(9.3+A+B)一(C+D)式中，A——总溶解固体系数；B 一一温度系数；C—一钙硬度系数；D——总碱度系数。

计算得出，Ryznar 稳定指数 R.S.L平均为 3.6，属于严重结垢型水质由于炼钢过程中要加入造渣剂石灰(CaO)，部分石灰粉末被烟气带走，洗涤时进入系统生成 Ca(OH)2，使循环水中硬度大幅度升高，炼钢吹炼产生的烟气含有 18％～30％的 CO2气体，与水接触，部分溶解于水中，形成 CaCO3沉淀，因此 Ca2+是结垢的主要原因当水循环使用时，水中 Ca22+逐步增加在高热负荷区(一文、二文、喷嘴处等)，由于水的急剧汽化，极易产生盐浓缩结垢现象要解决这一问题，只有尽可能去除水中钙离子另外转炉烟气除尘污水还有高悬浮物的特点，因此降低除尘污水中悬浮物的含量及硬度，是保证除尘设备安全运行的关键2 转炉烟气除尘污水处理水质净化转炉烟气除尘水处理工艺流程见图 1图 1 转炉烟气除尘水处理工艺流程2.1 粗颗粒的预处理转炉炼钢厂升级改造拆除了原有粗颗粒分离池，转炉污水经流槽进入一座新建平流沉淀池，平流沉淀池的尺寸为 22×4×3(m3)，其停留时间为 0.3h，可以去除约 10％70μm 以上的粗颗粒，这样可以降低后序二次沉淀负荷量，减少设备磨损，管道堵塞，对延长带式压滤机滤带等均有益处2.2 磁凝聚与药凝聚复合去除悬浮物转炉除尘污水中含尘颗粒粒径较小，悬浮物含量高，其颗粒粒径大多在 1～20μm，仅靠自然沉淀的处理方法，无法达到循环水的水质要求，必须采用絮凝方法增大悬浮物粒径加速沉淀。

　 有关文献表明，单纯采用磁絮凝则存在絮体散而不紧的缺陷；单纯采用加药絮凝无法使水中的细微颗粒形成絮凝体，且絮体经不起强力搅动，会发生解聚现象，一旦断链难于重聚转炉除尘污水中铁的氧化物约占 60％，所以污水中的悬浮物也可以称为铁磁性悬浮物这样，利用磁凝聚的作用可以强化污水的净化效果其原理就是在污水经过的途中人为增加外界磁场，使污水中的铁磁性悬浮物磁化而且相互吸引加速凝聚采用磁凝聚加药复合工艺，凝聚体密而不散，絮凝效果较好转炉除尘污水中铁的氧化物产生磁感应，而离开磁场时又具有剩磁，在二次沉淀池前加入 0.1％～0.2％的聚丙烯酰胺药剂，促使污水中带有磁性和非磁性的氧化物质产生絮凝或凝聚作用，微粒在沉淀池中互相碰撞吸引凝结成较大的絮凝团从而加速沉淀，提高了沉淀效果2.3 水质稳定转炉除尘污处理要使水质澄清，最关键是要去　 除污水中的 Ca2+和 Mg2+，保持水质稳定转炉冶炼过程中加入的石灰尘粒随烟气气流带入湿式除尘净化系统，石灰遇水变成 Ca(OH)2烟气中存在的大量 CO2溶于水中，可发生化学反应：　　　 CaO+H20→Ca(OH)2　　　 Ca(OH)2→Ca2++20H—　　 CO2+OH→HC03-　　　 HC03+OH→CO32-+H20　　　 C032+-Ca2+→+CaC03↓　　 转炉除尘污水水质稳定的关键条件是系统中要有适量的 CO32-，与不断溶入水系统的 Ca2+反应生成　 CaCO3 沉淀，同时系统中又要有适量的 OH一，在洗涤过程中与烟气中的 CO2生成CO32-，补充与 Ca2+结合生成 CaCO3的消耗。

实践中采取一次性投加足量的 Na2CO3，使水中的Ca2+浓度下降，然后加入适量钠盐补充损失的 Na+，其阻垢机理如下：　　　 Ca(OH)2+Na2CO3→CaC03↓+2NaOH　　　 2NaOH+CO2→Na2C03+H20　　　 Na2CO3 作为缓冲溶液起到中介作用，既能去除溶于水中的 Ca2+以降低硬度，又能吸收烟气中的 CO2实现再生而循环利用关键是系统必须保持密闭，不得外排而破坏平衡另一方面针对转炉除尘污水系统高 pH值、高硬度、易结垢的特点，定量加入 HL一 903有机磷类缓蚀阻垢剂，与 Ca2+生成稳定的络合物，并使垢层晶格发生畸变起到复合药剂阻垢的协同效应转炉除尘污水系统按照碳酸钠软化法及水质稳定处理，较好地解决了除尘系统快速结垢的问题采用此法后，除尘水质明显改善表 2是 2005年 2月～8 月转炉除尘污水水质控制情况表 2　 　2005 年 2月～8 转炉除尘水水质月份 pH值SSmg·L-1总硬度mg·L-1钙mg·L-1p碱度mg·L-1m碱度mg·L-1氯化物mg·L-12月 11.4 80 32 28 700 830 1303月 11.2 75 28 24 380 930 1284月 10.7 70 36 32 610 1430 1245月 11.03 67 48 44 390 1330 1286月 11.2 50 36 32 370 1170 1307月 10.9 74 50 44 320 700 1308月 10.7 65 20 16 340 700 128从表 2可以看出，水中碳酸盐碱度的控制是碳酸钠软化法成功与否的关键。

实际运行中控制总碱度≥500mg/L，其中 M碱度一 P碱度在 150mg/L以上，保证水中硬度≤50mg/L，系统可不产生结垢结合现场实际，对水处理运行方式进行调整：(1)当水中 P碱度一 M碱度时，说明水中 CO32-含量为零，此时必须投加碳酸钠；(2)当水中 2倍的 P碱度小于 M碱度或 P碱度=0 时，水中碱度主要以碳酸氢根为主要形式存在，此时水中钙、镁与碳酸氢根形成碳酸氢钙、碳酸氢镁，其溶解度大，不易沉淀而去除，此时加入一定的液碱，可以去除这部分硬度，同时可以去除水中非碳酸盐硬度；(3)当水中硬度大于 30mg/L且有上升趋势时，考虑投加碳酸钠；(4)当系统内有泄漏，补充水量增大时，考虑投加碳酸钠3 效果2005 年 2月转炉除尘污水系统采用碳酸钠软化法实际运行中控制总碱度≥500mg/L，其中M碱度一 P碱度在 150mg/L以上，保证水中硬度≤50mg/L，另外经处理后水中悬浮物控制在80mg/L以下，系统基本不产生结垢经过几个月的实践证明，采用碳酸钠软化法较好地解决了系统快速结垢的问题每次转炉定修检查喷嘴、烟道喉口等处，均未有结垢现象的发生，确保了转炉炼钢生产的正常进行。

因除尘污水系统水质结垢堵塞进行的非计划检修次数也大大降低。