炼钢转炉除尘水系统水处理

炼钢转炉除尘水系统水处理
摘要：转炉除尘水系统对炼钢系统具有极其重要的作用，其水质复杂多变｡转炉
煤气除尘水必须经过处理后才能回用或外排，否则将造成系统结垢､环境污染和
资源浪费｡采用化学处理技术实现除尘水系统稳定､高效､清洁运行，对炼钢厂提
高钢产量､实现节能减排具有十分重要的意义｡
关键词：转炉；除尘水；处理
一、转炉除尘水系统工艺特征及水质特点
（一）转炉除尘水系统工艺特征
转炉除尘水系统是“OG”系统的核心部分｡“OG”系统是转炉文式管除尘系统，
是集转炉煤气冷却洗涤回收功能于一体的组合系统｡转炉冶炼过程中产生的大量
高温（1 450℃）含尘烟气被活动烟罩捕集，经汽化烟道冷却到1 000℃左右，然
后通过一次除尘器喷水冷却并除去大颗粒灰尘，再经二次除尘器除去细小粉尘，
送到煤气引风机，经检测合格的煤气（CO含量大于35%，O2含量小于2%），通过三通阀切换经水封逆止阀和U型阀送到气柜，不合格的烟气则通过烟囱点火燃
烧放散｡
（二）转炉除尘水系统水质特点
炼钢过程中会产生大量的烟气，烟气中大量煤气及一些有害物质如酚､氰､一
氧化碳及固体杂质等，炼钢需要投加造渣剂石灰（CaO），部分石灰粉末被烟气
带出，在烟气冷却､洗涤过程中，因水气接触进入水中，成为转炉烟气洗涤污水，污水经过水处理单元（混凝沉降､冷却､水质稳定）后变成清水，循环回用｡该系
统水的水质具有高温､高悬浮物､高硬度､高pH值的特点：
（1）高温：一文处约为1 000℃，在二文处约为70℃；
（2）高悬浮物：吹炼时高达6 000μg/mL以上；
（3）高硬度：回用水硬度高达600μg/mL以上；
（4）高pH值：系统水的pH值9~13，经常维持在11以上｡在这样的水质条
件下，系统具有很强的结垢趋势，对水处理技术提出更高的要求，若水处理不当，会在系统的关键设备部位出现结垢堵塞现象，严重影响生产的正常运行，结垢问
题突出的部位：
（1）一文：喷嘴堵塞，影响降温效果｡
（2）二文：喷嘴堵塞，R—D阀活动受阻，影响风量；
烟气与水形成局部短路，导致炉前大量冒黄烟；大部分烟气未经洗涤，直接
吸入引风机，在风机叶片上沉积｡
（3）90度弯头脱水器和重力脱水器：结垢积累，限制风量；排水道堵塞，
影响水平衡｡
二、转炉除尘水的水处理
（一）水温
除尘水水温随冶炼过程中烟气温度的变化而变化｡吹炼期水温较高，非吹炼期水温较低，差异较大，通常在3 2-60℃波动｡冬季除尘水可不经过冷却塔｡水温高时，水中悬浮颗粒运动速度快，有利于絮凝剂的絮凝过程，沉降效果好，出水悬
浮物低｡但水温过高时反而使沉降效果变差｡当大量的生石灰进入水体时，会造成
除尘水硬度与碱度升高，导致系统结垢｡而高水温会加剧结垢｡
（二）硬度与碱度
转炉炼钢需加入大量的生石灰､白云石等造渣剂｡吹炼过程中会有大量细小的
生石灰粉被烟气带入除尘水中，随着生石灰的不断带入和浓缩倍数的不断升高，
会导致除尘水中呈现高硬度和高碱度状态，结垢倾向很强｡为降低水中硬度，应
投加除钙剂（一般采用纯碱）｡转炉除尘水在循环过程中不断溶解烟气与空气中
的C O2，在水中形成H2CO3，会与Ca2+反应生成CaCO3沉淀，降低硬度｡所以在
水质稳定平衡的情况下，转炉除尘水是个不断降低自身硬度的过程｡加强生石灰
筛分工作，从源头减少生石灰进入系统，对保障除尘水系统稳定运行尤为关键｡
（三）悬浮物
悬浮物作为转炉除尘水最重要的控制指标之一，其超标一般包括以下几种情况：主体构筑物出现故障，加药人员操作问题，使用絮凝剂质量问题，水中悬浮
颗粒电性改变及碱度过高等｡
处理案例：某炼钢厂除尘水系统循环水量为1 80 0m3/h，转炉烟气除尘水通
过高架流槽进入到3套粗颗粒分离机，之后进入3组共18仓斜板式沉淀池，处
理后的水经冷却塔冷却后进入冷水池中循环使用｡系统运行过程采用PAC､PAM等
絮凝助凝剂加速悬浮颗粒沉降速度｡该除尘水系统自2015年年底至2016年5月，运行较为平稳，近5个月水质的各项指标控制较好，处理后的水质外观清澈透明，但是从6月中旬开始，处理后水质出现恶化，外观呈现黑色，絮凝剂絮凝效果变差｡
分析原因：（1）从主体构筑物着手｡可能出现的问题包括：斜板沉淀池的斜
板坍塌或斜板间隙堵塞导致水流短路，未经处理的污水没有经过斜板处理直接流出，降低水流有效停留时间，使沉降效果变差；粗颗粒分离机故障，使有效容积
减小，去除效率降低｡经过调查发现，斜板沉淀池各仓斜板完好，粗颗粒机处理
无故障｡操作人员依从已制定的排泥操作制度，并适当增加排泥频率，悬浮物并
无下降趋势，可以排除此原因｡（2）检查现场操作人员加药情况｡若出现少加药
或者不加药的情况，均可使絮凝效果变差｡经过调查，并未发现少加药或不加药
的情况｡水质变差后，工作人员将絮凝剂进行超量投加，悬浮物下降程度仍然较小｡（3）絮凝药剂品质问题｡高分子絮凝剂的分子质量越高，其絮凝效果越好｡但
水质变化前后，使用的无机絮凝剂（PAC）数量､质量､浓度等方面并未发生变化｡
结语：炼钢转炉煤气除尘水系统是用于洗涤和冷却氧气顶吹转炉炼钢过程中
产生的转炉煤气､减少煤气含尘量的湿法除尘系统，必须要经过处理后才能回用
或外排，否则将造成系统结垢､过滤器及喷嘴堵塞､环境污染和资源浪费｡采用化
学处理技术实现除尘水系统稳定､高效､清洁运行，对炼钢厂提高钢产量､实现节
能减排具有十分重要的意义｡
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