宝钢高炉和转炉煤气洗涤水处理技术

宝钢高炉和转炉煤气洗涤水处理技术杨倩宇(宝山钢铁(集团)公司)摘要介绍了宝钢高炉煤气洗涤水和转炉除尘废水两大水处理循环系统的工艺组成及工艺设计特点，通过日常的生产、技术管理，使系统保持水的重复利用率达到95 %以上，污染物综合排放合格率95 %以上，以及对炼钢OG泥浆再利用进行的技术改造。

关键词废水处理高炉煤气洗涤转炉除尘水循环率WASTE WATER TREATMENT FOR BF GAS CLEANINGAND CONVERTER DEDUSTING SYSTEMS AT BAOSTEELYANG Qianyu(Baoshan Iron and Steel Corp.)ABSTRACT The article introduces the composition and design features of two water treatment and circulation systems for BF gas cleaning and converters dedusting,operation experience for maintaining both the water circulation rate and up-to-standard rate in terms of comprehensive pollutant discharge higher than 95% and as well as the experience of technical innovation for reusing the steelmaking OG mug.KEY WORDS waste water treatment,BF gas,cleaning,converter dedusting,water circulation rate1 前言宝钢是一座现代化的大型钢铁联合企业，拥有国内最先进的生产设备和一流的科学管理技术，自1985年9月第一座高炉点火投产至今已经历了十几年，形成了年产钢800万t，销售收入达260亿元的生产规模，具有如此水准的企业，在合理有效利用水资源及防治环境方面从设计及管理上都做了充分的准备。

冶金钢铁企业是用水大户，也是废水排放大户。

其生产用水主要包括工艺用水、冷却用水、洗涤用水、锅炉用水及空调用水。

一般根据冷却水与被冷却介质是否直接接触以及被污染的轻重程度而将冷却水系统划分为净循环、污循环及洗涤用水、冲渣用水四大系统。

下面就以钢铁企业废水处理中较为典型的洗涤用水系统为例，结合宝钢多年的生产管理经验对洗涤污水处理技术作一个简单的介绍与总结。

2 高炉煤气洗涤水系统宝钢1号、2号高炉容积均为4 063 m3，为国内最大型高炉，设计日产铁量1万t，分别于1985年9月、1991年6月投产，3号高炉容积4 350 m3于1994年9月投产，最大煤气发生量7.0×105 m3/h，炉顶最大压力0.25 MPa，吨铁产灰量15 kg。

本系统是为减少高炉煤气含尘量而设置的高炉煤气洗涤水装置，属于湿式除尘法(此前还设有重力除尘器)，含尘量为5 g/m3的含尘煤气，经一级文氏管除尘降到100 mg/m3，经二级文氏管后降至＜10 mg/m3，即为净煤气，可供用户使用。

2.1 系统的特点的大量逸出所造成的重碳酸盐分解成碳酸钙引起结垢严(1) 不设冷却塔，避免了CO2重、效率下降、难以清洗的故障。

(2) 系统密闭，串接排污，确保了先进的循环率指标和外排污为零的记录。

(3) 采用大型滤布外延式真空过滤机，使瓦斯泥保持小于30 %含水率，保证了低锌泥的回收率。

2.2 工艺流程从高炉发生的煤气经重力干式除尘器除尘后进入一级文氏管和二级文氏管进行煤气洗涤，洗净后的煤气通过余压透平式发电机进入高炉煤气系统。

1VS水槽内的煤气洗涤水由1VS送水泵送到1VS管进行煤气洗涤，洗涤水顺高架水沟流入沉淀池，经沉淀处理后上部清水流入2VS水槽，由2VS水泵送入2VS管进行煤气再洗涤，洗涤水返回1VS水槽继续使用，形成一个循环系统。

循环过程中的水量损失由高炉炉底洒水(污循环水系统)的排污水作为补充。

流程见图1。

图 1 高炉煤气洗涤水处理工艺流程图Fig.1 BF gas cleaning water treatment processdiagram2.3主要设计指标和水质指标主要设计指标见表1，水质指标见表2。

表 1 高炉煤气洗涤水系统主要设计指标Table 1 Major design data of BF gas cleaningwater treatment表 2 高炉煤气洗涤水系统水质管理指标Table 2 Water quality standard of BF gascleaning water treatment2.4日常运行管理基准日常运行管理基准见表3。

表 3 高炉煤气洗涤水系统日常运行管理基准Table 3 Technical data of BF gas cleaning water treatment2.5水质净化及水质稳定处理1VS出水以3 493 kg/h的灰尘携带率流入沉淀池有待去除，若不能及时将其沉降下去，立即会影响循环水水质和煤气洗涤效果。

煤气洗涤水与高炉煤气直接接触，煤气中的SO2、SO2-3、CO2及灰尘中的Ca、Mg、Zn等盐类成分溶解于水中，增加了煤气洗涤水的硬度成分。

又作为补充的污循环水也含有相当数量的Ca2+、Mg2+，它们不可能在沉淀池中全部沉淀而有相当一部分被带入系统中去。

为了保证循环水水质，沉淀池入口投加(0.3～0.7)×10-6的弱阴离子型高分子助凝剂PHP4，它可对无机系统废水进行除浊和浓缩，使得沉淀池入口约0.2 %悬浮物降到沉淀池出口时小于0.01 %。

又为保证水道设备不发生结垢现象，在沉淀池出口管道上投加阻垢剂SN-103 3×10-6(按循环水量计)，SN-103对以碳酸钙为主的水垢有很好的防治效果，并能防止与氧化铁、二氧化硅、氢氧化锌等结合生成的水垢。

循环水还要进行必要的pH调整，最好保持在7～9之间，在此范围内有利于水中的部分溶解金属盐类转变为不溶于水的氢氧化物，随着大量悬浮物的沉淀而沉降下来。

如Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓2.6处理效果以1987年2月曾在高炉煤气洗涤水进行的一次试验为例，在煤气洗涤水1VS、2VS送水泵出口分别接试验管测试污垢附着速度，试验数据见表4。

表 4 高炉水质试验数据表Table 4 Experimental data of BF gas cleaning water quality从以上试验结果来看，结垢速度平均1VS为8.3 MCM，2VS为0.6 MCM，较控制指标15 MCM 好得多，1VS的情况不如2VS的情况好，其原因为：1VS的悬浮物含量高，药剂有效浓度降低，但试验管经酸洗后，内表面清洁光亮，没有腐蚀疤坑。

三座高炉投产至今，水质处理效果一直比较稳定，从1990年、1995年的水质分析数据可以看出，悬浮物和pH值的控制情况一直良好，但Zn指标的控制有一定的难度，存在部分超标现象。

经调查分析，主要是高炉炉料中含锌成分增高所致，但总体上还是符合设计和生产要求的。

具体的水质数据见表5～7。

表 5 1号高炉水质处理数据统计Table 5 Data statistics of No.1 BF gas cleaningwater quality2.7高炉污泥的回收高炉煤气洗涤水的集尘污泥中含有平均40 %的铁粉，为了不造成资源上的浪费，沉淀池底部污泥由排泥泵送到污泥脱水装置脱水之后，送往烧结烧制小球回收利用。

3 转炉除尘废水处理系统宝钢的3座300 t纯氧顶吹转炉，是我国最大的转炉之一，能形成年产800万t钢的生产规模。

表 6 2号高炉水质处理数据统计Table 6 Data statistics of No.2 BF gas cleaning water quality表 7 3号高炉1995年水质处理数据统计Table 7 Data statistics of No.3 BF gas cleaningwater qualityin 1995本系统是采用直接冷却法，循环水直接与被冷却物接触。

所以，废水主要来源于转炉氧枪吹炼时在第一文氏管及第二文氏管除尘后产生的污水。

3.1工艺流程从第一文氏管排出的除尘废水经回水明渠流入粗粒分离槽，在粗粒分离槽中将含量15 %、粒径大于60 μm的粗颗粒通过分离机将其去除，这些粗颗粒通过专用运输车送往烧结厂小球团直接利用外，还有85 %的悬浮小颗粒流入沉淀池中进行混凝沉淀处理，经沉淀池处理后的上清水流入OG集尘水槽，直接通过0.88 MPa的循环泵送往第二文氏管循环使用。

然后再用0.69 MPa 循环泵送入第一文氏管串接使用。

为了使水中悬浮物沉淀效果良好，还设有高分子聚凝剂加药装置，同时，在沉淀池出水口加注分散阻垢剂SN-103，以防止管道、设备出现结垢现象。

系统在正常运转时一般不进行排污。

如有必要进行少量排污，则作为炉渣冷却循环系统的补充水进行串接使用。

另外，经沉淀池沉淀后的污泥，通过排泥泵或送往脱水系统进行脱水处理后，干泥送往烧结厂小球团做小球，或送原浆槽暂存后经原浆泵直接送往烧结厂小球接收系统进行再处理，水处理流程见图2。

图 2 转炉除尘水处理系统流程图Fig.2 Process diagram of converters dedusting water treatment3.2处理效果OG装置的除尘也是利用文氏管，冷却水与转炉排出的炉气直接接触，使排出的水含有很高的悬浮物，如在第一文氏管排出水中的悬浮物最高时达15 000 mg/L，平均为5 000 mg/L，在第二文氏管排出水中的悬浮物达2 000 mg/L。

使用冷却水的目的，一是把炉气中的含尘量降低，二是把炉气温度从1 000℃以上降低到67 ℃左右。

第一和第二文氏管进行串接循环使用，总的循环水量为3 480 m3/h，总循环率达98 %，有效合理地利用水量，最大限度地发挥了去尘除浊的目的。

本系统于1985年9月投运至今，已经历了十几年，系统运转一直较为正常，从1990～1995年的水质分析资料来看，其中悬浮物的处理效果尤其稳定，一直控制在0.01 %以下，远远满足设计指标，其余pH和钙硬度的水质指标也能达到设计要求，具体分析数据见表8。

为了防止管道和设备结垢，采取了投加分散剂加药处理，通过试管试验，收到了良好的效果。

试管试验时间为两个星期，试验结果平均结垢速度为1.86 MCM，达到了15 MCM 的设计指标。

3.3工程设计特点(1) 本系统中采用粗粒分离机，使废水在流入沉淀池之前，将水中大于60 μm以上的粗颗粒通过分离机予以去除，以减轻沉淀池的处理负荷，尤其是减少集泥设备的负荷量，同时对排泥管道也减少磨损和管道堵塞现象，以利于排泥管道的畅通。