沙钢高炉煤气洗涤水系统水质稳定处理技术探讨

武钢大学学报，1997（1）：26-35.
剂，七分管理”的理念为宗旨。为确保系统正常运 行，除采取以上有效措施外，建议根据实际情况加
［5］ 汤晓帆，张宜莓.高炉煤气洗涤系统水处理方案的改进［J］.工 业水处理，2000，20（6）：45-46.
Discussion about Keeping the Water Quality in Shagang BF
23.24
8.18
23.63
12.46
酸不溶物 9.06 11.60
氧化钙 9.73 11.40
氧化镁 15.69 6.76
氧化锌 27.22 10.56
氧化铁 10.95 22.31
氧化磷 0.41 0.17
2.2 沉积物形成原因分析 1）斜 板 沉 淀 池 出 水 中 的 锌 离 子 含 量 仍 较 高 。
580
1#戴维塔压力/kPa
570
560
550
540
530 3-02
3-08
3-14 日期
3-20
3-26
图 3 1#高炉戴维塔供水压力变化情况
2009 年 3 月 11～14 日为投加分散剂时间，在投
加分散剂后戴维塔压力明显上升。
3.5 加碱点及絮凝剂加药点前移及增加挡板
加碱点前移及增加挡板后能增加液碱的混合
第 31 卷 第 3 期 2009 年 6 月
山东冶金
Shandong Metallurgy
Vol.31 No.3 June 2009
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日期
3-13
3-15
图 4 改善药剂混溶效果后锌离子变化情况
图 4 中 3 月 10 日为加药点前移时间，可以看出，
加药点前移后出水中的锌离子含量明显降低。
27
2009 年 6 月
山东冶金
第 31 卷
4结语
强日常运行管理，同时采取以下措施：1）加强压滤 机的日常维护，确保压滤机的正常工作，提高污泥
子和悬浮物偏高以及粉煤灰吸附是主要原因。通过采取加碱降锌、增加混凝剂降低悬浮物等措施，水中锌离子和悬浮物明
显降低，管道中原有黏泥厚度从 4～5 cm 下降到 0.5 cm，黏泥沉积问题基本得到解决。
关键词：煤气洗涤水；黏泥沉积；锌离子；混凝剂；水质；稳定处理
中图分类号：X757
文献标识码：A
文章编号：1004-4620（2009）03-0026-03
生产技术 ������������������������������������������������������������
沙钢高炉煤气洗涤水系统水质稳定处理技术探讨
张 新，宫俊莹
（江苏沙钢集团有限公司，江苏 张家港 215625）
摘 要：江苏沙钢集团宏发炼铁厂高炉煤气洗涤水管道长期存在黏泥沉积、通径变窄现象。分析认为，煤气洗涤水中锌离
Gas Washing Water System
ZHANG Xin, GONG Jun-ying
（Jiangsu Shagang Group Co., Ltd., Zhang Jia-gang 215625, China） Abstract: There always was much coherent sludge sediment in the blast furnace gas washing water pipe and the pipe became narrow in Hongfa iron making plant of Jiangsu Shagang group. Though analysis, we thought that this was mainly caused by the zinc ion in the gas washing water, much more suspended dust and fly ash adsorption. Through adding alkali and coagulant, the zinc ion and suspended dust were clearly reduced, and coherent sludge sediment descended from 4~5 cm thickness to 0.5 cm. The problem about coherent sludge sediment was basically solved. Key words: gas washing water; coherent sludge sediment; zinc ion; coagulant; water quality; stability treatment
煤气洗涤水系统工艺参数：循环水量 3 600 t/h， 保有水量18 500 t，供水温度40 ℃。工艺流程见图1。
造成高炉煤气含水量高，影响高炉热风炉的使用寿 命，煤气洗涤水的水质处理是确保高炉正常生产的 重要攻关课题之一［1］。
高炉煤气洗涤水系统结垢问题在很多钢厂普 遍存在［2-4］。沙钢宏发炼铁厂煤气洗涤水系统从开 始运行便存在供水管线黏泥粘附状况，情况严重时 DN500 供水管道粘附物厚度达到 125 mm，严重影响 系统供水量和压力，对于煤气洗涤效果及戴维塔压 力有一定影响，对安全生产带来隐患，易造成高炉 非计划休风。为此，2008 年 10 月只能重新建设一条 新的供水管道，以作备用。
从沉积物分析结果看，锌的沉积物仍然是沉积物中 最主要的成分。虽然在新管道投用后通过加碱的 方式对锌离子的沉降进行处理，锌离子的去除率也 达到了 70%以上，但出水中的锌离子含量仍在（10～ 30）mg/L 波动。而锌的含量较高带来的粘附性会粘
收稿日期：2009-05-05 作者简介：张新，男，1960 年生，1982 年毕业于南京化工学院（现南 京工业大学）化工自动化专业。现为江苏沙钢集团动力设备环保 处处长助理，工程师，从事环保工作。
通过投加一种分散剂，降低粉煤灰的吸附性， 使其不易凝集和吸附，从而解决粉煤灰在供水管道 处的粘附沉积。 3.4 定期投加分散剂—溶解管道沉积物
2009 年 1 月 26 日 1#高炉煤气洗涤水开孔发现有 4～5 cm 厚黏泥以后，通过采取投加另一种新型分 散剂溶解管道沉积物的措施，至 4 月 9 日开孔检查 发现黏泥厚度已下降到 0.5 cm，供水管线中粘附的 黏泥已大部分溶解掉。且在投加分散剂后 1#炉戴维 塔供水压力有明显上升（见图 3）。
图 2 2009-02-01～03-23 投加混凝剂后悬浮物变化
从图 2 的变化曲线可以看出，从 2009 年 3 月 6
日开始加一种对聚合铁盐沉降效果较好的混凝剂 后，系统中悬浮物含量有了明显降低，随着混凝剂 的进一步使用，悬浮物指标还能呈明显下降趋势。 3.3 投加分散剂—减少粉煤灰吸附性
由于工艺条件限制，在炼铁过程中会随煤气带 出部分未能燃烧的粉煤灰进入煤气洗涤水中，粉煤 灰中含有碳，由于其颗粒小，密度小，表面积大，易 凝集、吸附的特点，在锌离子的作用下极易在斜板 沉淀池及供水管道处粘附，造成管道沉积物增厚。
反 应 时 间 及 与 水 的 混 溶 度 ，降 低 出 水 锌 离 子 含 量
（如图 4 所示）。而且絮凝剂加药点前移及增加挡板
后能充分使絮凝剂与水混溶，并增加反应时间，增
强絮凝剂使用效果，减少絮凝沉降后移。
出水锌离子含量/（mg·L-1）
35
30
25
20
15
10
5
0 3-05
3-07
3-09
3-11
3 水处理方案的改进
分析认为，锌离子和悬浮物偏高是造成黏泥沉 积的主要原因。为此，逐步采取了以下改进措施。 3.1 加碱除锌—减少管道沉积物
为了解决供水管道黏泥问题，经与多方探讨， 于 2008 年 10 月开始，逐步实施加碱除锌方案。通 过加碱，调整斜板沉淀池进口、出口和冷水井煤气 洗涤水的 pH 值，使锌离子在斜板沉淀池中沉淀，控 制出水锌离子浓度在 10×10-6 以内，确保锌离子在 供水管道中溶解而不发生沉积。表 2 中对比了 1#、2# 及 3#高炉新供水管道运行时间、加碱时间及管道沉 积物厚度等参数。
2 原因调查与分析
煤气洗涤塔
高架流槽
压滤机滤液
压滤机
泥饼外运
（供水总管）
斜板沉淀池 热水池 底部泥浆
污泥浓缩池 冷却塔
供水管线 冷水池
图 1 煤气洗涤水处理工艺流程
高炉煤气洗涤水处理是关系到高炉安全顺行、
持续生产的重要环节。当循环水中悬浮物较高时，
2.1 管道沉积物垢样分析 2009 年 2 月初，利用 1#高炉休风的时机，对新增
板提高高分子絮凝剂使用效率，降低出水悬浮物。 子在管道内沉积有益。
采取以上措施后，水质明显好转，尤其出水悬浮物 参考文献：
与 锌 离 子 均 降 低 ，大 大 降 低 了 黏 泥 沉 积 的 可 能 。 ［1］ 李云超，彭逢军，刘雄杰.涟钢高炉煤气洗涤水的水质处理
2009 年 3 月 26 日打开 3#高炉供水管线检测，发现黏 泥厚度只有 1.5～2.5 cm，明显小于 1#、2#高炉的黏泥 厚度；2009 年 4 月 9 日 1#高炉休风，开孔供水管线发 现黏泥厚度从 4～5 cm 下降到 0.5 cm，供水管线黏泥 增长已得到控制并在逐渐消退，黏泥沉积问题已基
26
附其他物质（如粉煤灰）在供水管道沉积。 2）沉积物中粉煤灰占有一定比例。550 ℃灼烧
减量占 23.24％，其中包括炼铁过程中未能充分燃烧 的粉煤灰。由于其颗粒小、密度小、吸附性强，在水 中不易沉降，易在供水管道吸附造成一定的沉积。 因此，解决粉煤灰的吸附也是解决管道沉积物粘附 的一个重要因素。宝钢高炉煤气净化水也采用此 类措施控制粉煤灰［5］。
表 2 1#、2#及 3#高炉新供水管线运行情况
高炉
运行时间/ 未加碱运行
月
时间/月
加碱除锌后 运行时间/月
管道沉积 物厚度/cm
1＃
5.5
2.2
2＃
6.0
2.5
3＃
5.0
0
3.3
4.0～5.0
3.5
5.0～6.0
5.0
1.5～2.5
从表 2 可以看出，3#炉新供水管线从开始运行
就加碱除锌，而 1#、2#高炉是在运行了一段时间后才 进行的加碱除锌，3#炉黏泥厚度远小于 1#、2#炉管道 黏泥厚度。因此，新管道投用时，及时进行加碱除
供水管线进行开孔检查，发现管壁黏泥厚度有 40 mm，对管道沉积物的分析结果见表 1。样品分别来 自冷水池供水管道及冷水池供水过滤网，沉积物外 观为黑色黏稠泥浆状。从沉积物分析报告上看，最 主要的成分为锌的沉积物及 550 ℃灼烧减量。
表 1 沉积物样品成分分析 %
样品来源 管道
过滤网
550 ℃灼减 950 ℃灼减
通过加碱调节煤气洗涤水的 pH 值，降低斜板沉 产量。2）提高斜板沉淀池的排泥频率，并防止气阀
淀池出水Hale Waihona Puke Baidu离子含量，选择合适混凝剂降低斜板沉 淀池出水悬浮物，增投两种新的分散剂解决粉煤灰
泄露，造成气体反池，影响出水悬浮物。3）投用冷 却塔填料，提高冷却塔的冷却效果，降低循环水温
粘附及溶解管道沉积物，改进药剂投加点及增加挡 度，水温降低对 pH 值的提高、减少用碱量、减少锌离
1前言
沙钢宏发炼铁厂 3 台 2 500 m3 高炉 2004 年投 产，其高炉煤气经高炉炉顶引出，经重力除尘器后 （含尘量 6～10 g/m3）进入湿法洗涤塔上部预清洗 段，在此段煤气被喷入的洗涤水冷却和粗除尘；随 后通过导流管进入洗涤塔中部环缝段，使煤气进一 步冷却和精除尘；净煤气从煤气洗涤塔中引出，煤 气含尘量降至 10 mg/m3以下，温度 45～50 ℃。高炉 煤气余压用于 TRT 设备发电，之后，高炉煤气用于 热风炉预热空气、轧钢加热炉、发电厂发电等。
锌对于控制管道黏泥增长非常重要。 3.2 调整药剂—增加混凝剂
高炉煤气洗涤水系统进水中由于细小悬浮物
颗粒较多，筛选合适的混凝剂对于降低出水中的悬
浮物有较好作用。投加混凝剂对悬浮物的去除效 果如图 2 所示。
100
悬浮物含量/（mg·L-1）
80
60
40
20 2-01
2-11
2-21 3-03 日期
3-13 3-23
［J］.冶金动力，2005（1）:73-77. ［2］ 严霜.高炉煤气洗涤水处理技术［J］.工业水处理,1989（3）：
7-10. ［3］ 杨秀莲.攀钢一期高炉煤气洗涤水水质分析及处理［J］.冶金
动力，1998（4）：39-43. ［4］ 舒保华.高炉煤气洗涤水系统堵塞情况调查和原因分析［J］.
本得到解决。水系统的运行，沙钢坚持以“三分药
3）系统出水悬浮物控制不够。950 ℃灼烧减量 高说明出水悬浮物仍然过高，且颗粒较小，在斜板
张新等
沙钢高炉煤气洗涤水系统水质稳定处理技术探讨
2009 年第 3 期
池中无沉降趋势。当出水中悬浮物含量过高时，悬 浮物颗粒会在供水管线沉积吸附，造成供水管线的 粘附物厚度增加。
4）药剂与水的混和溶解效果不好。絮凝剂的 投加处为高架流槽，而此处水流速较快，加入的药 剂没有能和水体完全混匀就进入斜板沉淀池，即没 有充分发挥絮凝沉降的效果，又造成了絮凝剂的浪 费和絮凝过程的后移。