純堿軟化—水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)在轉(zhuǎn)爐煙氣除塵水中的應(yīng)用

廖煥江（湘鋼瑞興公司，湖南 湘潭 411101）

據(jù)調(diào)查，我國鋼鐵企業(yè)的轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)由于設(shè)計、運行等因素影響，均不同程度的存在如下幾個問題：①一級、二級文氏管喉口結(jié)垢導(dǎo)致過水量減少進而影響除塵降溫效果，②用于調(diào)節(jié)風(fēng)量的重錘由于結(jié)垢使得運行不到位導(dǎo)致煙氣排放不達標(biāo)，③由于設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重，增大了設(shè)備檢修頻率，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的穩(wěn)定性1

1 轉(zhuǎn)爐煙氣除塵水系統(tǒng)及其水質(zhì)特征

1.1 水系統(tǒng)工藝

湘鋼2×120噸新轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)自2009年8月份建成投產(chǎn)，其轉(zhuǎn)爐煙氣除塵水系統(tǒng)同步投入運行，其循環(huán)用水量達到1700m3/h。

1.2 水質(zhì)特征及其危害

轉(zhuǎn)爐煙氣除塵廢水含有大量的含鐵塵粒，比重大，懸浮物含量達8000mg/L以上；轉(zhuǎn)爐煉鋼需要用到大量的堿性造渣原料（主要是氧化鈣和白云石），大量氧化鈣隨高溫?zé)煔膺M入廢水中，使得pH值在10以上；每個冶煉周期不同時段的生產(chǎn)情況均存在一定的差異性，總硬度波動很大，最高達300mg/L以上。因此，轉(zhuǎn)爐煙氣除塵水是典型的高懸浮、高pH、高硬度的“三高”污水。

對除塵廢水進行處理后，可循環(huán)使用。但由于其水質(zhì)特點，容易引起設(shè)備產(chǎn)生結(jié)垢。這主要是煉鋼吹氧過程中，大量的石灰粉塵進入，導(dǎo)致水系統(tǒng)鈣離子增多。冶煉過程中完全燃燒法產(chǎn)生的煙氣中含有大量CO2，在高溫下被堿性煙氣除塵水吸收2，形成碳酸鈣沉淀結(jié)垢。碳酸鈣的沉淀及懸浮物在系統(tǒng)中各個部位的沉積，尤其是在文氏管喉口處所形成的結(jié)垢，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)穩(wěn)定與設(shè)備使用壽命。

2 轉(zhuǎn)爐煙氣除塵水的處理

為降低水體結(jié)垢傾向，減少新水補充，維持水系統(tǒng)穩(wěn)定，可通過投加絮凝劑以及降鈣劑對除塵污水中的懸浮物、硬度指標(biāo)進行降低，并通過適當(dāng)投加阻垢分散劑于水系統(tǒng)中，確保結(jié)垢傾向得到控制3，如下：

2.1 粗顆粒分離機的應(yīng)用

該系統(tǒng)共設(shè)計安裝有2臺LOF600型的螺旋式粗顆粒分離機，將粒徑大于60μm的大顆粒懸浮物（主要為含鐵塵粒）螺旋分離排出系統(tǒng)。分離出的含鐵塵粒含水率低、回收價值大，鐵含量高達70%以上，可用于球團礦的壓球配料。

2.2 斜板沉淀池的運行

由于除塵污水懸浮物極高，經(jīng)過粗顆粒分離機對大顆粒懸浮物去除后，進入斜板沉淀池的除塵污水中仍有大量的粒徑較小的懸浮顆粒物。這些粒徑小于60μm的懸浮顆?？赏ㄟ^在高架流槽位置投加PAC與PAM配合使用，進入斜板池絮凝沉淀，實現(xiàn)泥水分離。污泥下沉，定期通過斜板沉淀池底部的螺旋輸泥機排至泥漿收集池，輸送至脫泥間脫水外運。

2.3 水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)

水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)指控制或延緩水質(zhì)對輸水管道、設(shè)備等形成的腐蝕、結(jié)垢傾向等，所進行的相關(guān)處理技術(shù)。煙氣除塵水由于其水質(zhì)特征，需要控制其結(jié)垢傾向。

2.3.1 控制石灰粉塵進入水系統(tǒng)

由于除塵污水中的硬度來源主要為造渣所用的石灰粉塵通過高溫?zé)煔膺M入水中，溶解產(chǎn)生Ca2+離子所致?？赏ㄟ^：1、煉鋼過程中科學(xué)合理的石灰造渣配比，2、選用品質(zhì)較好的石灰進行造渣，來控制硬度的來源。

2.3.2 純堿軟化法

石灰溶于水形成Ca(OH)2，投加純堿后，反應(yīng)生成CaCO3沉淀析出，通過絮凝沉降排出系統(tǒng)。在高PH條件下，降硬度效率可達95%以上，反應(yīng)機理如下：

Na2CO3+Ca(O H)2→CaCO3↓+2NaOH 2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O

系統(tǒng)運行初期，由于加藥工藝設(shè)計缺陷，沒有將純堿軟化處理工藝納入，因此，水質(zhì)總硬度無法得到有效處理，設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重。在2009年11月，通過增加了一套純堿加藥裝置，在監(jiān)測到總硬度異常時（當(dāng)前控制供水總硬度＜50mg/L），通過投加純堿，將水質(zhì)軟化，從而降低了系統(tǒng)結(jié)垢傾向。

2.3.3 高效阻垢分散劑的應(yīng)用

由于煙氣除塵水屬于嚴(yán)重結(jié)垢性水質(zhì)，在保證低懸浮物、低硬度供水前提下，投加復(fù)合型聚羧酸類阻垢分散劑進入系統(tǒng)，通過絡(luò)合作用、分散作用或晶格畸變作用，使成垢因子碳酸鈣分散懸浮于水中，不形成硬垢。

2.4 污泥脫水

斜板池污泥排放至收集池，通過泥漿泵送至脫泥間進行板框壓濾，壓濾后的水再返回系統(tǒng)進行循環(huán)利用。

3 結(jié)語

3.1 在當(dāng)前實際運行中，控制水質(zhì)總硬度＜50mg/L，懸浮物＜50mg/L，總堿度控制在600mg/L左右且控制M堿度＞2P堿度，水質(zhì)結(jié)垢傾向基本不存在。

3.2 使用純堿軟化法處理總硬度，實現(xiàn)了用戶對煙氣除塵水低硬度運行的要求，減緩了系統(tǒng)結(jié)垢傾向。

3.3 風(fēng)機、重錘等除塵設(shè)備由于結(jié)垢傾向降低，設(shè)備運行正常，減少了煙氣不達標(biāo)排放的次數(shù)與煙道、喉口因結(jié)垢導(dǎo)致的非計劃檢修的頻次，實現(xiàn)了生產(chǎn)的連續(xù)與穩(wěn)定。

[1]劉志恒,李俄東,張歡民.濟鋼120T轉(zhuǎn)爐煙氣除塵水系統(tǒng)特征及水處理新技術(shù)的應(yīng)用[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報,2006,16(2):68-70.

[2]王紹文,鄒元龍,楊曉莉等.冶金工業(yè)廢水處理技術(shù)及工程實例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008:142-147.

[3]李志輝等.低硬度法處理鋼廠轉(zhuǎn)爐煙氣除塵水的工藝:中國,101417841[P].2009-04-29.