採用發散的CO₂處理煉鋼轉爐煤氣洗滌水的方法及工藝的製作方法

2023-07-25 15:37:46

專利名稱：採用發散的CO2處理煉鋼轉爐煤氣洗滌水的方法及工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及煉鋼轉爐煤氣洗滌水的處理工藝，以及該工藝中所涉及的總硬度水的處理方法，尤其涉及採用捕集的發散CO2處理煉鋼轉爐煤氣洗滌水的工藝以及所涉及的總硬度水的處理方法。
背景技術：
鋼鐵業是傳統的用水大戶，也是造成水汙染的重要汙染源之一。鋼鐵行業生產全流程幾乎都離不開水，從選礦、燒結、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼各工序都需要消耗大量水資源。因此，必須全流程統籌部署節水工作，這就要求在生產工藝中儘可能地選用先進的技術和裝備，節約水資源。因此，如何降低轉爐煤氣洗滌水的總硬度後循環回用，是一項降低噸鋼耗水重要工作。煉鋼過程是一個鐵水中碳和其他元素氧化的過程。鐵水中的碳和吹氧發生反應，生成CO，隨爐氣一道從爐口冒出，形成煙塵。煙塵的主要成分是鐵及其氧化物，其成分與冶煉操作制度、原材料質量以及爐氣的燃燒率緊密相關。含塵煙氣一般均採用兩級文丘裡洗滌器進行除塵和降溫。在煙氣的淨化、洗滌中，因與水汽接觸，大量有害物質如酚、氰、一氧化碳及固體雜質等進入水中，由於在煉鋼生產過程中必須投加CaO脫去鐵水中S和形成的爐渣，而且在實際操作中一般超出計劃的投加量，加之煉鋼過程中投加造渣劑石灰(CaO)，部分石灰粉末被煙氣帶出，洗氣時進入水中生成Ca(OH)2，使水中總硬度大幅度升高。因此，由於OG系統(氧氣轉爐煤氣回收0xygen Converter Gas Recovery)的煤氣淨化和冷卻需要，會產生大量高溫、高pH、高硬度、高鹼度、高懸浮物(SS)的生產汙水，通過脫水器排出，即為轉爐煤氣洗滌汙水(即煙氣洗滌汙水)。因而做好OG系統的水質總硬度控制，防止形成CaCO3在設備或管道表面沉積，形成硬垢，確保供水泵和管道正常供`水是保證煉鋼轉爐生產的重要基礎。常規的處理工藝為在轉爐煉鋼生產期間，在回來的汙水(對煉鋼煤氣淨化和冷卻後所產生的汙水)中投加降硬劑，形成碳酸鈣類的沉澱物質，在輻流池中經沉降後，與汙泥一同排出系統外，從而保證系統的總硬度始終維持在100mg/L以下。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是拓展了現有的工業CO2的新用途，將工業廢氣0)2應用到水處理工藝中，從而實現以CO2為降硬劑進行水處理，因此本發明提供了一種煉鋼轉爐煤氣洗滌水總硬度水處理工藝，該工藝不但可以創造經濟效益，還可以創造巨大的環保效益，為全球的節能減排，改善環境做出極大的貢獻，可有效降低水質總硬度到50mg/L以下。本發明提供了一種煉鋼轉爐煤氣洗滌水的總硬度水處理方法，其包括下述步驟向在高架流槽中流動的煉鋼轉爐煤氣洗滌水中通入CO2，通過分水井將水體分配至沉澱設備實現成垢物的沉降，將沉降物與水體中的汙泥排出，即可；其中所述CO2的用量為5 20mg/L(以循環水量計算)；該高架流槽中所述洗滌水的流速以使所述洗滌水與CO2能夠反應至少30秒以上為準，較佳地為30 60秒，更佳地為40秒，如2 2. 5米/秒。通過向分水井前的高架流槽中通入CO2能夠調整汙水中HCO3'OH'和C032_之間的平衡，增加汙水中CO32-的含量，從而易於在沉澱設備中形成CaCO3沉澱，可使水質總硬度降低到50mg/L以下。本發明中，所述的沉澱設備為本領域各種常規的沉澱設備，較佳地為輻射式沉澱池或斜板沉澱池。其中，所述輻射式沉澱池的數量較佳地為2個以上，更佳地為3個。在該或該些輻射式沉澱池中，水體的停留時間較佳地為I 3h，更佳地為3h。本發明還提供了一種煉鋼轉爐煤氣洗滌水的處理工藝，其包括下述步驟(I)從氧氣轉爐煤氣回收系統中流出的煉鋼轉爐煤氣洗滌水經過第一高架流槽進入粗顆粒分離機，去除顆粒大於60 μ m的懸浮雜質後流入第二高架流槽中；該第一高架流槽連接該氧氣轉爐煤氣回收系統以及該粗顆粒分離機；該第二高架流槽連接該粗顆粒分離機以及分水井；(2)向在該第二高架流槽中流動的汙水中通入CO2並且添加有機絮凝劑，再通過分水井將水體分配至沉澱設備實現懸浮物和成垢物的共同絮凝沉降，將沉降物與水體中的汙泥排出；其中所述CO2的用量為5 20mg/L(以循環水量計算)；在該第二高架流槽中流動的汙水的流速以使所述汙水與CO2以及有機絮凝劑能夠反應至少30秒以上為準，較佳地為30 60秒，更佳地為40秒，如2 2. 5米/秒；本發明中，在該第二高架流槽中投加有機絮凝劑後進入沉澱設備進行絮凝沉澱，可有效降低水質中的懸浮物到50mg/L以下；形成的沉降物與汙水中的汙泥通過排汙泵排出系統外，水質總硬度達標後可循環回用；(3)將經過步驟(2)處 理過的水體輸送到熱水池(或熱水井)，再輸送到冷卻塔中進行冷卻降溫；(4)將冷卻後的水體輸送到冷水池(或冷卻井)中；(5)將該冷水池中的水體輸送到氧氣轉爐煤氣回收系統中，即可。本發明中，所述的煉鋼轉爐煤氣洗滌水為本領域常規的轉爐煤氣洗滌水，其pH值一般為10 13,總硬度> 800mg/L,總鹼度> 500mg/L,懸浮物(SS)為5000mg/L 15000mg/L。考慮到廢物利用的因素，本發明中所述的CO2較佳地為工業C02。本發明中，所述有機絮凝劑為本領域各種常規的有機絮凝劑，如聚丙烯醯胺和/或聚合氯化鋁。本發明中，所述有機絮凝劑在所述汙水中的濃度為本領域的常規濃度，較佳地為O. 5mg/L 1. 5mg/L,更佳地為 O. 8mg/L。本發明中，所述的冷水池中較佳地還含有阻垢分散劑和氧化性殺生劑。本發明中，所述的沉澱設備為本領域各種常規的沉澱設備，較佳地為輻射式沉澱池或斜板沉澱池。其中，所述輻射式沉澱池的數量較佳地為2個以上，更佳地為3個。在該或該些輻射式沉澱池中，水體的停留時間較佳地為I 3h，更佳地為3h。在本發明一較佳的實施方式中，在所述沉澱設備中還可通入過濾器反洗水，從而能夠同時對過濾器反洗水進行處理。本發明所用試劑、原料和設備除特殊說明外均市售可得。本發明中，在符合本領域常識的基礎上，上述的各技術特徵可以任意組合得到較佳實例。本發明的積極進步效果在於本發明的煉鋼轉爐煤氣洗滌水的總硬度水處理方法以及煉鋼轉爐煤氣洗滌水處理工藝步驟簡單，可操作性強，反應效率高，處理能力及緩衝能力強，拓展了現有工業CO2的使用範圍，能夠符合節能減碳、創新環保的要求，具有十分重要的經濟和環保效益。


圖1為本發明煉鋼轉爐煤氣洗滌水的水處理工藝所使用的設備系統示意圖。具體實施立式下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。下述實施例中，pH值、總硬度、總鹼度、SS的檢測方法均按國家標準執行，其中水質pH值檢測標準為GB6920-1986 ；

總硬度檢測標準為GB/T7477-1987 ；總鹼度檢測標準為GB/T 15451-2006 ；懸浮物檢測標準為GB/T 11901-1989。實施例1煉鋼轉爐煤氣洗漆水回水的SS = 9850mg/L,總硬度=1000mg/L,酹酞鹼度=1300mg/L，總鹼度=1500mg/L,HC03_ = 400mg/L,0r = 1100mg/L，C0廣=0，ρΗ 值為 12. 12，
顏色為黑色。煉鋼轉爐煤氣洗滌水處理工藝(參見圖1系統)(I) OG系統流出的煉鋼轉爐煤氣洗滌水經過第一高架流槽進入粗顆粒分離機去除顆粒大於60 μ m的懸浮雜質後流入第二高架流槽中；在第二高架流槽處，連續通入5mg/L工業C02(以水體循環量計算)以及lmg/L聚丙烯醯胺，反應30秒後的轉爐煤氣洗滌水由分水井平均分配進入1-3#輻射式沉澱池；(2)在輻射式沉澱池停留Ih後，進入熱水池；(3)用提升泵輸送到冷卻塔，經冷卻塔降溫後的水體進入冷水池，由供水泵供往各用戶。提取供水泵供水進行檢測總硬度為140mg/L，懸浮物為46. 8mg/L,酚酞鹼度600mg/L,總鹼度 900mg/L, HCO3- = Omg/L, OH- = 300mg/L, CO廣=300mg/L,顏色為無色。經計算，總硬度的去除率高達86%，SS的去除率為99. 53%。實施例2煉鋼轉爐煤氣洗滌水回水的SS = 7752mg/L,總硬度=980mg/L,酚酞鹼度=1300mg/L，總鹼度=1450mg/L，HC(V = 300mg/L,0r = 1150mg/L，C0廣=0，ρΗ 值為 12. 07，
顏色為黑色。煉鋼轉爐煤氣洗滌水處理工藝(參見圖1系統)(I) OG系統流出的煉鋼轉爐煤氣洗滌水經過第一高架流槽進入粗顆粒分離機去除顆粒大於60 μ m的懸浮雜質後流入第二高架流槽中；在第二高架流槽處,連續通入10mg/L工業C02(以水體循環量計算)以及lmg/L聚丙烯醯胺，反應60秒後的轉爐煤氣洗滌水由分水井平均分配進入1-3#輻射式沉澱池；(2)在輻射式沉澱池停留Ih後，進入熱水池；(3)用提升泵輸送到冷卻塔，經冷卻塔降溫後的水體進入冷水池，由供水泵供往各用戶。提取供水泵供水進行檢測，經計算總硬度的去除率高達90. 2%, SS的去除率為99. 51%,顏色為無色。實施例3煉鋼轉爐煤氣洗漆水回水的SS = 8205mg/L,總硬度=900mg/L,酹酞鹼度=1200mg/L，總鹼度=1300mg/L,HC03_ = 200mg/L,0r = 1100mg/L，C0廣=0，ρΗ 值為 11. 95，
顏色為黑色。煉鋼轉爐煤氣洗滌水處理工藝(參見圖1系統)(I) OG系統流出的煉鋼轉爐煤氣洗滌水經過第一高架流槽進入粗顆粒分離機去除顆粒大於60 μ m的懸浮雜質後流入第二高架流槽中；在第二高架流槽處，連續通入15mg/L工業C02(以水體循環量計算)以及lmg/L聚丙烯醯胺，反應30秒後的轉爐煤氣洗滌水由分水井平均分配進入1-3#輻射式沉澱池；(2)在輻射 式沉澱池停留Ih後，進入熱水池；(3)用提升泵輸送到冷卻塔，經冷卻塔降溫後的水體進入冷水池，由供水泵供往各用戶。提取供水泵供水進行檢測，經計算總硬度的去除率高達92. 7%, SS的去除率為99. 51%,顏色為無色。實施例4煉鋼轉爐煤氣洗漆水回水的SS = 6205mg/L,總硬度=500mg/L,酹酞鹼度=1000mg/L,總鹼度=1200mg/L, HCOf = 400mg/L, OF = 800mg/L, CO廣=0，pH 值為 11. 78，
顏色為淺黑色。煉鋼轉爐煤氣洗滌水處理工藝(參見圖1系統)(I) OG系統流出的煉鋼轉爐煤氣洗滌水經過第一高架流槽進入粗顆粒分離機去除顆粒大於60 μ m的懸浮雜質後流入第二高架流槽中；在第二高架流槽處，連續通入20mg/L工業CO2 (以水體循環量計算)以及O. 8mg/L聚丙烯醯胺，反應40秒後的轉爐煤氣洗滌水由分水井平均分配進入1-3#輻射式沉澱池；(2)在輻射式沉澱池停留3h後，進入熱水池。(3)用提升泵輸送到冷卻塔，經冷卻塔降溫後的水體進入冷水池，由供水泵供往各用戶。提取供水泵供水進行檢測，經計算總硬度的去除率高達98%，SS的去除率為99. 47%,顏色為無色。
權利要求
1.一種煉鋼轉爐煤氣洗滌水的總硬度水處理方法，其包括下述步驟向在高架流槽中流動的煉鋼轉爐煤氣洗滌水中通入CO2，通過分水井將水體分配至沉澱設備實現成垢物的沉降，將沉降物與洗滌水中的汙泥排出，即可；其中所述CO2的用量根據循環水量計為5 20mg/L ;該高架流槽中所述洗滌水的流速以使所述洗滌水與CO2能夠反應至少30秒以上為準，較佳地為30 60秒，更佳地為40秒。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的煉鋼轉爐煤氣洗滌水的pH值為10 13,總硬度> 800mg/L,總鹼度> 500mg/L,懸浮物為 5000mg/L 15000mg/L。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述的沉澱設備為輻射式沉澱池或斜板沉澱池；所述沉澱設備的數量為2個以上，較佳地為3個；在該或該些輻射式沉澱池中，所述水體的停留時間較佳地為I 3h，更佳地為3h。
4.如權利要求1 3中任一項所述的方法，其特徵在於所述的CO2為工業C02。
5.一種煉鋼轉爐煤氣洗滌水的處理工藝，其包括下述步驟 (1)從氧氣轉爐煤氣回收系統中流出的煉鋼轉爐煤氣洗滌水經過第一高架流槽進入粗顆粒分離機，去除顆粒大於60 μ m的懸浮雜質後流入第二高架流槽中；該第一高架流槽連接該氧氣轉爐煤氣回收系統以及該粗顆粒分離機；該第二高架流槽連接該粗顆粒分離機以及分水井； (2)向在該第二高架流槽中流動的汙水中通入CO2並且添加有機絮凝劑，再通過分水井將水體分配至沉澱設備實現懸浮物和成垢物的共同絮凝沉降，將沉降物與水體中的汙泥排出；其中所述CO2的用量根據循環水量計為5 20mg/L ;在該第二高架流槽中流動的汙水的流速以使所述汙水與CO2以及有機絮凝劑能夠反應至少30秒以上為準，較佳地為30 60秒,更佳地為40秒； (3)將經過步驟(2)處理過的水體輸送到熱水池，再輸送到冷卻塔中進行冷卻降溫； (4)將冷卻後的水體輸送到冷水池中； (5)將該冷水池中的水體輸送到氧氣轉爐煤氣回收系統中，即可。
6.如權利要求5所述的工藝，其特徵在於所述的煉鋼轉爐煤氣洗滌水的pH值為10 13,總硬度> 800mg/L,總鹼度> 500mg/L,懸浮物為 5000mg/L 15000mg/L。
7.如權利要求5或6所述的工藝，其特徵在於所述的CO2為工業C02。
8.如權利要求5 7中任一項所述的工藝，其特徵在於所述的有機絮凝劑為聚丙烯醯胺和/或聚合氯化招；所述有機絮凝劑的濃度為0. 5mg/L 1. 5mg/L,較佳地為0. 8mg/L。
9.如權利要求5所述的工藝，其特徵在於所述冷水池中含有阻垢分散劑和氧化性殺生劑。
10.如權利要求5所述的工藝，其特徵在於所述的沉澱設備為輻射式沉澱池或斜板沉澱池；所述沉澱設備的數量為2個以上，較佳地為3個；在該或該些輻射式沉澱池中，所述水體的停留時間較佳地為I 3h，更佳地為3h。
全文摘要
本發明提供了一種煉鋼轉爐煤氣洗滌水的總硬度水處理方法，其包括下述步驟向在高架流槽中流動的煉鋼轉爐煤氣洗滌水中通入CO2，通過分水井將水體分配至沉澱設備實現成垢物的沉降，將沉降物與洗滌水中的汙泥排出，即可；其中所述CO2的用量根據循環水量計為5～20mg/L；該高架流槽中所述洗滌水的流速以使所述洗滌水與CO2能夠反應至少30秒以上為準。本發明還提供了煉鋼轉爐煤氣洗滌水的水處理工藝。本發明的方法和工藝步驟簡單，可操作性強，反應效率高，處理能力及緩衝能力強，拓展了現有工業CO2的使用範圍，能夠符合節能減碳、創新環保的要求，具有十分重要的經濟和環保效益。
文檔編號C10K1/10GK103043813SQ20111031294
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月14日 優先權日2011年10月14日
發明者王煒 申請人:王煒, 上海洗霸科技股份有限公司