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转炉除尘水水质稳定方法改进的探讨pdf
作者:万博  来源:万博manbetx官网  时间:2019-10-23 04:08  点击:

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  第33卷第3期 甘 肃 冶 金 V01.33 No.6 2011年 6月 GANSU METALLURGY Jun..2011 文章编号:1672-4461(2011)03-0011-03 转炉除尘水水质稳定方法改进的探讨 鞠秋奎,李 勇 (抚顺新钢铁有限责任公司 炼钢厂.辽宁 抚顺 113001) 摘 要:抚顺新钢铁有限责任公司有45t转炉3座,一次除尘是湿法除尘,实际运行过程中出现过较为严重的问 题,管路堵塞,系统结垢,给生产造成很大的影响,经系统研究并采取具体措施,系统问题得以彻底的解决。文中主 要介绍了针对实际问题结合炼钢工艺特点,进行分析探讨和采取的措施。 关键宇:转炉;除尘污水 ;影响水质因素分析;解决措施 中图分类号:TFS05.3 文献标识码 :A SomeDiscussionsonImprovementofWaterQualityStabilization JUQiu—kui,LIYong (SteelWorkshopofFushunNewSteelCo.Ltd.,Fushun113001,China) Abstract:Fushun NewSteelCo.,Ltd.hasstillusedthewetdust—trappingsystem of3×45tonconve~em.someserlous issuesofblockingupinpipeandscalinginsystem ,existinoperatingofconverters.AfterOUlsystemhieanalyzingandtak— ingeffectmeaBur~~,thesystem problemhas beenthoroughlysolved.combiningwiththeproductionprocessfeatureofsteel— making,thetechniqueofwetdust—trappingsystem ofconve~erisnaalyzed. KeyW ords:conve~er;dust-Rappingwater;studyingoffactorofwaterequalitysolveproblem ;measLlre 1 概述 产过程中的变化特点找出了解决问题的方法。 2 影响除尘污水性质的因素 抚顺新钢铁有限责任公司炼钢厂现有的45t转 炉3座,是由原来的20t转炉扩容改造而来,水处理 (1)转炉炼钢所用的主要原料为:废钢、矿石、铁 设备受现场条件限制,不能做大的改造。原水处理 水等;辅助料为:白灰、萤石、氧气,其成分及粒度。 设备水处理能力为450In。/h,目前需要的水量为 (2)转炉炉型、容积、冶炼钢种及操作情况。 600nI/h,为使设备能够满足需要,将原磁化处理改 (3)吹氧强度 (氧压 、氧量)。 为加药处理,出水悬浮物 100—150mg/L。虽然悬 (4)烟气净化方法:湿法、干法、半干半湿法及其 浮物基本能满足需要,但存在的最大问题就是水质 操作情况。 不稳定,硬度及悬浮物经常出现大的波动。水质波 (5)污水处理系统及处理程度。 动造成了系统有较强的结垢趋势,使除尘水流量降 (6)系统补水水质及状况。 低 ,除尘效果下降。一文和二文是整个转炉除尘系 转炉除尘水的性质随冶炼过程呈周期性动态变 统的关键部位,一文和二文喉口发生结垢,部分喷嘴 化:颜色时红时黑;温度时高时低 ;pH值时大时小; 堵塞,烟气与水接触时形成局部短路,部分烟气几乎 悬浮物、溶解物含量时多时少。 没有经过洗涤,结果又加速风机叶轮结垢趋势,能耗 3 转炉烟尘的性质 增加。当叶轮表面积垢剥落或结垢不均造成风机振 动加剧,直至停止运行。转炉除尘水系统中的关键 转炉吹炼出的烟尘量约为炉子产钢量的1%~ 设备出现结垢障碍,将造成意外停车,直接影响炼钢 2%,最大可达 2.5%。吹氧时含尘量增高,不吹氧 正常生产,给炼钢生产带来不安全因素。为解决这 时含尘量降低。燃烧法 由于空气过剩系数大,FeO 一 问题,经过多次的现场跟踪观察,结合炼钢工艺生 氧化为Fe:O,,粒度极细,比重较小,呈红褐色 。未 E: … ∞ 12 甘 肃 冶 金 第 33卷 燃法在转炉吹炼的燃烧期由于降下活动烟罩,空气 4.1 除尘污水悬浮物 (SS)含量 过剩系数约等于零,FeO未被氧化,粒度相对较粗, 转炉除尘污水含有较高的悬浮物,随吹炼期的 比重较大,呈黑褐色。燃烧法和未燃法烟尘成分见 不同,其含量变化范围也很大,一般在 5000一l5 表 1,烟尘粒度分布见表2。 000mg/L范围内,最高可达20000mg/L。废水中 表 1 烟尘成分 的悬浮物 以FeO为主,为黑褐色;由于炼钢时投加 石灰作为造渣料,因此有大量的 can进入除尘水 中,水中悬浮物的粒度在整个冶炼过程中不断变化。 4.2 除尘污水的pit值 由于烟气中的CO难溶于水,因此对除尘污水 的pH值影响较小,但 由于冶炼时加入石灰作造渣 料而使除尘水呈现碱性,一般为pH7~l2左右,实 际可高达 plil3—14。 4.3 除尘污水的温度 除尘回水温度随冶炼过程中烟气温度的变化而 变化,一般不吹氧时水温较低,吹氧时水温急剧上 升,水温上升梯度可达 20qC/10min。 5 除尘污水沉淀曲线可以看出:当沉淀效率达到98%时, 未燃烧法除尘污水需要沉淀时间为 60min,此时沉 4 转炉除尘污水水质分析 降速度约为0.3mm/s。而当沉淀效率同样达到 转炉除尘污水水质、水温、含尘量、烟尘粒度等, 98%时,燃烧法除尘污水需要沉淀时间为90rain,并 与烟气净化方式(除尘设备、除尘工艺)紧密相关。 且此时沉降速度约为0.2mm/s。因此得出,未燃 燃烧法烟气净化系统炉尘主要为Fe:0。,为红褐色 烧法除尘污水中烟尘粒度相对较粗,易于沉淀;燃烧 细小颗粒,密度较小较难沉降;未燃法烟气净化系统 法除尘污水中烟尘粒度较细,较难沉淀。 炉尘主要为FeO,为黑褐色颗粒,密度相对较大。 O O O O 0 8 6 4 2 10 0 0 0 O O 8o 厂u£锻璐翳 静 较 60 ;s 40 2 O O 10 2 0 30 40 50 60 70 80 90 1 00 t,Ⅲ in l一沉淀效率曲线一沉降速度曲线 燃烧法污水 自然沉淀曲线 离子,使水在循环过程中产生钙垢,而水中的悬浮物 6 根据实际采取针对性措施 则对结垢起了促进作用。因此,循环水中Ca 不宜 6.1 转炉石灰上料系统增设筛分设备 过高,在投加阻垢分散剂的情况下,Ca 浓度不宜大 转炉炼钢过程中要投加造渣剂石灰 (Ca0),实 于 200mg/L。 际生产过程中由于石灰的质量,运输、空气中湿度等 为杜绝大量石灰粉末进入除尘系统造成水质波 原因的影响,石灰有时会产生大量的粉末,这些 白灰 动,文氏管结垢,将 白灰上料系统增设筛分设备,在 粉末会和烟气一起进入除尘系统中,除尘洗气时进 白灰加入转炉之前去除其中含量波动较大的白灰粉 入除尘水系统,不但增加 了除尘污水的悬浮物含量, 末,以利于降低除尘污水悬浮物含量 。 而且 由于大量 Ca 进入除尘废水中,Can 的增加, 6.2 坚持降罩操作回收转炉煤气 从结垢的角度看,Ca 是循环水中最主要的成垢阳 燃烧法即炉气冲出炉 口进人烟罩后,令其与足 赣瓣 鬻 第3期 鞠秋奎,等:转炉除尘水水质稳定方法改进的探讨 13 2.00 充新水,新水的补充打破了除尘水的平衡造成了系 统结垢,严重时,一周时间内,泵体及水泵叶轮表面 l·6 就会均匀地附着上一层2—3mm的硬垢。转炉除 尘水防止结垢的水质稳定处理的方法是,利用除尘 1·2 水碱度与硬度的平衡与适量软化剂的添加来达到减 \ 缓结垢的发生。在除尘污水的处理上,在斜板沉淀 o.8 £ 池添加适量的软化剂碳酸钠或是碳酸氢钠 ,就可将 嘲 媲 钙硬度降到碳酸钙的溶解度以下进行软化。反应式 o.4 蜉 如下所示 : (1)斜板沉淀池软化剂添加的反应 : A Ca(OH)2+Na2CO3__+CaCO3+2NaOH 1一沉淀效率曲线一沉降速度曲线 石灰粉溶于水形成的消石灰添加的软化剂碳酸 图2 未燃烧法污水 自然沉淀曲线 钠形成碳酸钙沉淀于斜板沉淀池中反应后出的钠碱 度 够的空气混合,使烟气中可燃成分完全燃烧,形成大 B Ca(OH)2+NaHCO3 CaC03+2Na2CO3+ 量的高温废气,再经冷却、净化,通过风机抽引排放 2H20 于大气之中。未燃法是炉气冲出炉 口进人烟罩,通 软化后的洗尘水硬度因析出而下降,并且具有 过控制使烟气中可燃成分尽量不燃烧,再经冷却、净 高浓度的钠碱度。因此当其进入除尘设备与炉气 中 化后,由风机抽引送人回收系统贮存加以利用。 的二氧化碳反应后,将形成无垢性的碳酸钠及碳酸 燃烧法与未燃烧法在转炉生产中实现的关键就 氢钠。假如软化剂添加足量,理论上全碱度将不变, 是风机根据转炉吹炼时配备的风机能力和活动烟罩 并且钠碱度等于全碱度。而在除尘系统高浓度的二 是否升降。转炉冶炼中,在活动烟罩与炉 口的间隙 氧化碳分压下,几乎所有的钠碱度将转换为碳酸氢 处会有少量空气进入 ,易造成煤气二次燃烧。这里 钠碱度。 引入 “空气吸入系数”的概念 ,用于描述炉 口空气吸 (2)转炉除尘系统 内的反应 : 人量对转炉煤气回收量的影响,以a表示。空气吸 C NaOH + CO2 N 2CO3+ H20 人系数是指在转炉冶炼中从转炉炉 口吸人的空气量 除尘水的钠碱度与炉气中的二氧化碳转换为碳 与转炉烟气全部燃尽所需理论空气量之比。若a增 酸钠碱度,石灰粉溶于水释出碳酸钠碱度水形成的 加,使煤气中CO燃烧。理论上讲,若a=1,煤气中 消石灰或为软化剂碳酸氢钠形成碳酸钙沉淀于斜板 CO已完全燃尽,就叫燃烧法;若a:0时,煤气中CO 沉淀池中。 含量最大即为未燃烧法。 D Na2CO3+ CO2+ H20 --+2NaHCO3 目前二炼钢转炉冶炼中,由于炉口结渣等原因, 所以当以上的洗涤水 回到沉淀池后,其夹带的 空气吸人量处于波动变化状态,就造成烟气成分和 石灰粉(CaO)因水温的下降溶解量逐渐增加成为消 烟尘粒度的变化,加之除尘污水处理设备能力有限, 石灰,并与洗涤水中已具有的高浓度钠碱度反应回 因此,活动烟罩是否升降成为了影响转炉除尘水质 到上述(A)、(B)的反应,形成一硬度与碱度的动态 的一个因素。为此,加强管理,实现降罩未燃烧法操 平衡。 作,以提高除尘污水沉淀效率。 除尘水的碳酸钠碱度,炉气中的二氧化碳几乎 6.3 提高转炉除尘水循环率 全转换为碳酸氢钠碱度。 转炉除尘水在实际运行过程中存在两大问题, (3)当洗涤水回到高架流道与斜板沉淀池后的反 一 是除尘污水经处理后悬浮物仍然很高,运行过程 应 : 中管路系统会产生 “泥垢”,堵塞管路,严重时管路 E CaO+HO—ca(OH)(石灰粉遇水形成 管的泥垢有40mm厚,严重影响除尘设备的供水, 消石灰) 使整个系统几乎处于瘫痪状态,为了保证转炉的正 F Ca(OH)2+Na2CO3—}CaCO3+2NaOH 常生产,不得不采取大量排污,进而补充新水的办法 G Ca(OH)2+NaHCO3_+CaCO3+2Na2CO3 来降低循环水悬浮物超标的问题,长期如此形成恶 + 2H20 性循环,既污染了环境又极大地浪费了水资源;另一 水中已具有的高浓度碳酸钠碱度形成碳酸钙沉 个问题就是系统结很硬的钙垢,除尘水系统大量补 (下转第 l7页) j 第3期 朱世发:提高大颗粒配方铝用炭阳极质量的有效途径 17 济效益。以下为有色行业炭阳极判定标准与西北某 铝冶炼炭素厂炭阳极分析指标对比情况(表7—8)。 表 7 YS/T285-2007标准 f1] 罗英涛,王平甫,贾鲁宁.铝电解炭阳极技术 (一).煤 6 结语 沥青对我国铝用炭阳极质量的影响[M].北京:冶金工业出 铝用炭阳极生产配方采用大颗粒配料不但可以 版社. [2] 王平甫,刘风琴 ,罗英涛,等.铝电解炭阳极技术 (一). 减少物料配料粒级,而且可实现低粉料、低油 比,从 铝用炭阳极概论 [M].北京:冶金工业出版社. 而减少配料投资,降低成本,同时还可减轻焙烧烟气 [3] 宫 振,贾鲁宁,赵建军 ,等.铝电解炭阳极技术 (一). 净化的负担,社会效益和经济效益明显。 残极性能对预焙阳极质量的影响[M].北京:冶金工业出版 铝用炭阳极生产过程工艺参数要根据实际生产 社. 情况不断优化提高,要以原料搭配质量为前提,以煅 [4] 朱世发,罗英涛,许建华 ,等.轻金属[J].2010(6). 烧质量为基础 ,以成型质量为保证,以焙烧质量为保 障。同时控制要精确,操作要精心,以稳定提高炭阳 收稿 日期:2010—12-23 极质量为 目标 。 作者简介:朱世发(1966.),男,汉族,炭索工艺工程师,毕业于兰州大 学。 参考文献 : (上接第 l3页) 淀于斜板沉淀池或流槽 中,水中已具有的高浓度碳 水开始运行时一次性投加NaCO,将水中的碱度提升 酸氢钠碱度形成碳酸钙沉淀于斜板沉淀池或溜槽中 至20mmol/L,除尘水水质可保证长期稳定。 转换成碳酸钠碱度,因此,除尘水为减缓系统结垢的 7 结语 发生,保持高浓度的钠碱度是有必要的。当除尘水 中有足量CO;一存在时,其硬度将会保持平衡并不 转炉除尘污水的性质由于受转炉炼钢性质的决 会上涨;但补人的新水中的永久硬度会消耗部分 定,根据对生产工艺的分析,对除尘系统采取了相应 CO;一,造成CO;一浓度下降;故若持续补水,则除尘 的措施,使除尘污水没有大的波动而影响水质的处 水中的CO;一会持续下降。而为了能应对烟气洗涤 理,供水悬浮物SS~80mg/L,钙硬度450mg/L,除 过程中进人除尘水内石灰粉末 (CaO)的冲击,除尘 尘水系统可保持长期稳定运行,此次除尘浊环水处 水的钠碱度(氢氧化钠与碳酸钠形式存在的碱度) 理系统的改造,在烟气净化除尘工艺上取得了成功, 必然有一个与系统内携入CaO相平衡的浓度;若因 对相同除尘工艺的其它炉容转炉的新建或改造除尘 补水量大导致钠碱度流失,而其浓度下降至该平衡 浊环水处理系统具有一定的借鉴意义。 浓度以下时,钙硬度就会因无足够钠碱度吸收烟气 参考文献 : 中的CO:在溜槽、斜板池等位置来去除、平衡因CaO [1] 冯 捷,等.转炉炼钢生产 [M].北京:冶金工业出版 社 ,2006. ’ 溶解而导入的can,必然导致除尘水硬度上涨 ;此 [2] 龙荷云.循环冷却水处理 [M].南京 :江苏科学技术出 时,除尘水中的碱度主要 以Ca(OH)中的OH。;而 版社 .2001. Ca(OH):在喉 口与 CO反应生成 CaCO,沉积,结垢 速度会随钠碱度流失程度、ca 上涨而加剧,所以将 收稿 日期 :2011-01-06 不利于减缓结垢的控制。为提高转炉除尘水循环 作者简介:鞠秋奎(1969一),男,汉族,1990年7月毕业于抚顺大学采 率,将扩容改造后生产能力提升的尘泥量异地配箱 暖通风专业(大专),1998年 l2月毕业于东北大学工业工程专业(本 式压滤机脱水,脱下的水送回除尘水系统。在除尘 科)。 雳 嚣 装 。-com

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