转炉除尘水水质异常原因分析及改善对策

转炉除尘水水质异常原因分析及改善对策
发布时间：2023-03-03T07:07:23.054Z 来源：《中国科技信息》2022年10月19期作者：白文龙习晓峰贺增平孙浪波梁少鹏闫萍李小军[导读] 2022年7月份，龙钢炼钢转炉除尘水水质开始逐渐变差，具体表现在除尘水颜色发黑、同时泥量增多，转炉斜板池内产生气泡，斜板池水面有大量悬浮物
白文龙习晓峰贺增平孙浪波梁少鹏闫萍李小军
（陕西龙门钢铁有限责任公司炼钢厂陕西韩城 715403）
摘要：2022年7月份，龙钢炼钢转炉除尘水水质开始逐渐变差，具体表现在除尘水颜色发黑、同时泥量增多，转炉斜板池内产生气泡，斜板池水面有大量悬浮物。

针对此现象，技术人员进行了现场调查和理论研究分析，在生产污泥球时取消使用含铝的去钾除尘灰，更换含铝较多的添加剂，有效减少斜板池内产生气泡，最终使转炉斜板池内絮状漂浮物减少，除尘水水质改善。

关键词：转炉除尘污泥球斜板池去钾除尘灰
引言
陕西龙门钢铁有限责任公司（以下简称“龙钢”）是一家集烧结、炼铁、炼钢、轧钢为一体，具备年产715万吨生铁、710万吨粗钢及钢材综合加工生产能力的大型钢铁联合企业，现有4座50吨顶底复吹转炉，2座120吨顶底复吹转炉，冶炼钢种主要以HEB400E为主。

转炉在吹炼时产生大量含有 CO和氧化铁类粉尘的高温烟气，为对烟气进行净化处理并回收煤气，6座转炉分别设置一套洗涤塔+环缝装置全湿烟气净化系统。

转炉除尘净化水系统主要供给转炉洗涤塔及环缝除尘用水。

其主要水处理流程为：转炉烟气除尘净化水通过高架流槽进入到粗颗粒分离装置，对其中的大粒径悬浮颗粒进行分离，之后污水进入斜板沉淀池，去除其中较小的颗粒，处理后的水经冷却塔冷却后通过供水泵循环使用，斜板沉淀池排放的污泥经拉泥车运供污泥球厂回收制作污泥球。

1、除尘水水质异常原因分析
1.1污泥球加入量对除尘水水质影响
转炉炼钢污泥（下称炼钢污泥），是烟气湿法除尘所产生的，含水分25-30％，干基的炼钢污泥TFe约50％以上，粒度200目占90％以上，炼钢污泥TFe、CaO、MgO含量偏高，是很好的烧结、球团用原料，可代替部分含铁料和熔剂，但其粒度过细，亲水性好，黏度大，自然干燥条件差，不易烘干，进而对合理利用产生较大影响。

2022年10月1日开始，转炉污泥球加入量严格控制在15kg/t以下，转炉富余热量用烧结矿平衡，水质有明显改善；在经过对出转炉除尘水持续跟踪后，10月5日至10月10日，适当上调污泥球加入量，转炉老区污泥球加入量控制在30kg/t以下，转炉新区污泥球加入量控制在25kg/t以下，转炉斜板池内开始产生少量气泡，除尘水质仍然处于正常水平，无发黑现象。

由于烧结矿加入对炼钢成本产生较大影响，10月11日白班开始正常配加污泥球，实际转炉老区污泥球加入量在50kg/t-60kg/t，转炉新区污泥球加入量控制在30kg/t-35kg/t，现场跟踪观察转炉斜板池内气泡产生量明显增加。

得出结论：污泥球加入量较大导致斜板池负荷较大，排泥不及时导致除尘水水质差。

1.2转炉斜板池内产生气体分析
发现该气体为可燃气体，收集该气体进行检测，主要成分为氢气。

8月26日和8月28日收集老区除尘斜板水面气体，经过气相色谱仪全分析，确定收集的气体主要成分为氢气。

8月26日测定氢气的含量85%（污泥球用量50kg/t）；8月28日测定氢气的含量70%（污泥球用量35kg/t）。

1.3水处理药剂对除尘水质影响
通过取少量除尘水样进行小实验，调整阻垢剂和絮凝剂加入比例和加入量，来观察絮凝效果和沉淀时间，来调整当班阻垢剂、絮凝剂加入量。

试验后絮凝效果有所提升，但当上调污泥球加入量，斜板池内产生气泡较多时，水质差的现象仍然不能缓解。

2、除尘水水质异常改善对策
转炉除尘水质差的核心原因为：斜板池内产生气泡较多，导致絮凝效果差，污泥难以沉淀。

2.1理论分析斜板池气泡产生原因
已知该气体成分为氢气，同时已知转炉除尘水PH值较高。

吹氧炼钢的过程中，石灰中存在的粉料占有的比例则是比较大，被带入的烟气之中的石灰颗粒将会比较多，导致其除尘的时候融入到水中的生成氢氧化钙，发生反应为CaO+H2O=Ca(OH)2。

与碱性较高的溶液发生反应的物质生成氢气，较大概率为活泼金属铝。

反应式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。

活泼金属钾、钙、钠、镁均在常温下被空气氧化，此类金属氧化物不会与碱性溶液反应产生氢气，铝在常温下氧化后会在表面形成一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝熔点为2050℃，即使随着污泥球加入转炉中，亦不会进一步被氧化，从而防止铝的进一步氧化。

2.2污泥球组成成分分析
泰龙污泥球生产配比为添加剂8%、炼钢除尘灰8%、炼铁除尘灰8%、氧化铁皮10%、炼钢污泥66%，其化学组成见表1。

A.金属铝来源于污泥球中的去钾除尘灰， 9月30日委托山西地质矿产213实验室化验，金属铝含量为1.69%，炼铁矿石中含有一定量氧化铝，在高炉中被还原，随着除尘系统进入除尘灰中，然后在泰龙公司生产污泥球过程中混入到污泥球中去。

B.金属铝来源于污泥球中的添加剂， 9月30日委托山西地质矿产213实验室化验，金属铝含量为3.37%，泰龙公司生产污泥球过程中需要使用8%的添加剂。

2.3理论猜测验证
8月23日上午10点，新区转炉污泥球（含氧化铁10%、含去钾灰和轧钢氧化铁皮）用量减至10kg/t后，下午检查除尘水面泛泡大幅减少（泛泡量很少，水面总体平静、出水转清），并运行3天未见异常。

而老区转炉污泥球用量45kg/t，其除尘斜板水面泛泡严重、并且漂浮物较多。

随后严格控制污泥球使用量，减少添加剂用量，其微量铝产生的氢气浓度达不到逃逸量，所以不产生泛泡现象或很少量泛泡。

3、结论
1.在生产污泥球过程中使用不含发泡剂或加气剂（铝）的添加剂。

2.在生产污泥球过程中不使用去钾除尘灰。

3.规范动力作业区打泥数，要求动力作业区岗位人员根据污泥球加入量调整排泥频次，制定动力作业区打泥标准见表2，动态调整打泥频次及时有效排泥。

陕钢龙钢为了降低污泥中锌含量以满足除尘水循环要求，技术人员进行了现场调查和理论研究分析，在生产污泥球时取消使用含铝的去钾除尘灰，更换含铝较多的添加剂，并规范动力作业区打泥数及时排泥，有效减少斜板池内产生气泡，最终使转炉斜板池内絮状漂浮物减少，除尘水水质改善。

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