济钢利用烧结烟气脱硫系统处理企业废水的工业实践

日期: 2017-02-24 来源:www.efful.com 作者:石膏粉厂家
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北极星节能环保网  来源:节能  作者:潘鹤  2017/2/8

摘 要:针对如何提高钢铁废水回收利用率、降低废水处理费用问题展开研究,介绍了利用烧结烟气脱硫系统处理企业废水的工业实践,通过采取控制脱硫系统浆液浓度、布袋除尘器入口湿度等措施,保证用烧结烟气脱硫系统处理废水的安全性、可靠性,达到钢铁环保以废治废的目的,是一项重要的节能减排措施。

引 言

钢铁工业在从原料准备到钢铁冶炼以至成品轧制的生产过程中,几乎所有工序都要用水,都有废水排放,其特点是废水量大,污染面广。我国水资源匮乏,钢铁企业又是用水大户,为确保资源充分合理利用,钢铁工业用水存在的问题急需解决。济钢每年产生大量的工业废水,这些废水一部分经过简单处理后称为中水(或除盐水)被循环利用;一部分经过深入处理达标后排放。随着国家环保标准的逐步提高,废水处理费用也是水涨船高,加之中水(除盐水)资源的回收再利用效益十分可观,因此提高中水循环利用率,降低排放量及废水深度处理费用,是一项重要的节能减排措施。

济钢320m2、400m2烧结机均采用的是旋转喷雾半干法烧结烟气脱硫技术,该技术是利用水和石灰混合制成浆液,在脱硫塔内进行雾化脱硫,脱硫后副产物为干态粉状石膏,没有废水产生,不会造成二次污染。济钢320m2、400m2烧结脱硫系统自投产以来一直使用的是新水,因此如果能够利用废水完全替代或部分替代脱硫系统所用新水,将实现以废治废的目的,同时还可以降低脱硫系统新水消耗,降低运行成本。

1 旋转喷雾半干法脱硫工艺简介

由烧结机主抽风机排出的烟气被分为两路进入脱硫塔内,石灰粉由灰仓输送进入消化罐加水消化制成浆液,浆液由浆液泵输送到脱硫塔顶罐,经旋转雾化器雾化成雾滴与进入塔内的烟气接触发生脱硫反应后,经布袋除尘器净化后的烧结烟气由增压风机排入烟囱排放。烟气中:二氧化硫小于100mg/m3、氮氧化物小于100mg/m3、粉尘小于30mg/m3。旋转喷雾半干法烧结烟气脱硫工艺流程图如图1所示。

2 脱硫系统处理企业废水(中水)的工业试验

2.1 济钢中水成分化验

为了能够确保安全地进行脱硫系统中水应用工业试验,对济钢各区域的中水成分进行了详细的检验分析,检验数据如表1所示。从表1中可以看出,济钢各个区域可供回收的中水中氯离子的含量较高平均含量为189.7mg/L,最高到250 mg/L。

济钢中水中较高的氯离子含量,可能给脱硫系统带来以下危害:一是造成脱硫系统的设备腐蚀;二是过高的氯离子含量会导致脱硫系统烟气结露温度升高,出现糊布袋事故。因此需制定详细的试验方案及措施有序推进,避免对系统安全运行造成影响。

2.2 脱硫系统处理中水试验流程图

脱硫系统使用中水试验流程图如图2所示。

 

 

 

2.3 脱硫系统处理中水试验方案安排

  在脱硫系统开展中水应用试验前,为保证系统运行安全,制定了详细的中水应用方案。试验时间为期1个月,共分4个阶段进行,采取分步试验方案,逐步使用中水替代新水,每次试验结束后,都要根据试验数据变化情况对试验结果做出分析和评价后,再进行下一阶段试验。烧结脱硫处理中水试验方案如表2所示。

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2.4 脱硫系统中水试验可能存在问题及采取措施

2.4.1 可能存在的问题

因为中水(浓盐水)含有较多的Cl-,主要可能带来两个问题:一是可能造成脱硫系统管道和设备腐蚀;二是中水中的Cl-会和脱硫剂中的Ca2+反应生成CaCl2,CaCl2有很强的吸湿能力。烟尘中的Cl-含量增大,烟尘的露点会升高,可能会导致烟尘在除尘器中结露,糊除尘布袋或者导致除尘器压差异常增大。

2.4.2 采取技术措施

为避免出现上述问题,所以在中水应用过程中制定了详细的试验方案,采取多项措施,避免影响系统运行安全,具体措施如下:

1)试验各项数据由原来的1h记录1次改为30min记录1次,如有某些指标突然发生较大变化时,应随时做好特别记录。

2)每口取一个脱硫外排灰试样,送质检中心进行化验,化验项目为:Cl-、CaO、S,出现数据异常立即停止试验。

3)每阶段试验结束后,都要根据试验数据的变化情况对试验结果做出分析和评价,再对中水(浓盐水)用量进行调整。

4)每阶段试验后,要进入除尘器内部,检查除尘器、烟道的腐蚀情况,出现异常立即停止使用中水。

5)出现除尘器压差异常增大。要增大浆液的浓度,提高烟尘的脱硫塔出口温度,避免出现糊布袋现象。如果除尘器压差达到1700Pa,应立即降低中水(浓盐水)的使用量或停止使用中水(浓盐水)。

6)设备腐蚀。中水(浓盐水)成分复杂,会对管道、罐体、阀门和泵等有腐蚀,应加大巡检力度,并对发现的设备问题做好记录。

7)做好预案。避免出现糊布袋事故。

该脱硫工艺浆液浓度、烟气中氯离子含量以及烟气露点温度的关系图如图3所示。根据试验数据,目前脱硫石膏中的氯离子含量为0.5%~1.0%,按照经验目前的烧结烟气结露温度在65~70℃左右。使用中水后,脱硫灰中CaCl2含量升高0.46%,达到1%~2%,从图3可以看出,按照目前的浆液浓度,结露温度将提高到70~75℃左右,随着中水成分的波动,很容易造成糊布袋事故。

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针对此问题主要采取以下措施:一是除尘器入口烟气温度控制在80℃以上,极端情况不得低于77℃,避免出现结露糊布袋事故;二是需将雾化器总喷浆浓度保证在15%以上,将烟气的结露温度降低到75℃以下。

3 脱硫系统中水应用效果

通过逐步的试验研究及工业试验,目前济钢320m2、400m2烧结机烧结脱硫循环系统用水已经全部采用中水,每年可以处理废水15万m3,同时可以同比例降低新水消耗,达到节约水资源的目的,而且通过采取有效的安全保障措施,目前2个脱硫系统保持稳定运行。

4 效益分析

济钢利用烧结烟气脱硫系统处理企业废水,使得企业废水得到了有效的利用,大幅降低了公司废水处理费用,按照目前烧结烟气脱硫每日可消化中水450m3计算,每年可消化中水量为148500m3,废水处理费用按照5元/m3进行计算,每年可降低公司废水处理费用74.25万元。

5 结语

通过采取一系列的技术研究并采取有效措施,济钢利用烧结脱硫系统处理企业废水的目的得以实现,达到消化废水、降低新水消耗的目的,但是应用过程中也存在一定的风险。经过研究分析,针对可能存在的问题,通过控制合理的浆液浓度、调整除尘器入口烟气温度等措施,确保了脱硫系统在废水处理过程中的运行安全,实现以废治废的目的,取得了较好的效果。

 

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