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(图)1750高炉浊环水系统零外排的探究与治理

日期:2012-05-07 15:22:10  点击:

祝昌荣   李俄东   张欢民

(济钢集团有限公司能源动力厂)

  要:本文讨论了1750高炉浊环系统外排水的处理分析及实施改进后的运行情况,高炉煤气洗涤塔四层喷雾水,由净环水改使用浊环水,解决了造成浊环水系统水量不平衡问题,避免水溢流外排超标,降低生产成本,减少了新水消耗。最重要的是彻底避免环境污染,保护了周边环境,确保总公司外排水达标排放,具有较大的环保效益。

关键词:外排水质超标  浊环水系统零外排   提高煤气洗涤效果


1  系统现状

1.1  相关参数

济钢11750高炉21750高炉浊环水系统运行参数:

循环水量:1450m3/h,供水水质要求悬浮物小于100mg/l,供水水温小于50ºC

浊环系统保有水量:  4200m3                           

1.2  运行现状

济钢11750高炉和21750高炉,分别于20038月和20054月投入运行。这两座高炉高炉煤气净化系统采用蒸喷塔式一文清洗系统,用湿法除尘的方法,处理后高炉煤气进入余压透平发电装置(TRT系统)3#1750高炉煤气采取了干法除尘。

1750高炉引出的煤气,现经干式除尘器除掉大颗粒灰尘,然后进入洗涤系统进行清洗,高炉煤气含尘量,与炉料的组成、炉顶压力、冶炼操作等条件有关。11750高炉和21750高炉煤气洗涤水是供高炉煤气洗涤塔对高炉产生的烟尘进行除尘和降温,洗涤塔用水进入集水池,经过提升泵,提至斜管沉淀罐,进行处理后进入吸水池循环使用。煤气洗涤塔上部四层喷雾水,使用水源为净环水,用后进入浊环水系统;同时TRT静叶喷雾水亦进入该循环系统,两路供水源进入造成浊环水系统水量不平衡,水溢流外排。高炉煤气洗涤水的水质、水温、悬浮物含量随着高炉的工况变化而变化,是一不稳定的复杂体系,水中带有大量的铁矿份、焦粉和多种无机物、钙、镁、锌盐等。同时溶有二氧化碳、酚、氰、硫化物。由于高炉喷煤、焦炭、烧结料冶炼过程污染物通过煤气携带进入煤气洗涤水水体,COD、氨氮、氰化物超标,溢流后对总排水体造成超标排放,对小清河水质造成污染,影响小清河水质,总公司上下对此高度关注,对此问题予以分析研究治理。针对解决1750高炉煤气洗涤水溢流问题,研究制定改造方案,将煤气洗涤塔的四层喷雾水改用浊环水,使浊环水系统水量平衡不溢流。充分考虑水量、压力及水质的情况,对11750高炉和21750高炉浊环系统进行改造。

2  水超标的分析与解决方案

2.1  1750高炉浊环系统零外排水的分析

1750高炉煤气洗涤塔的上部四层喷雾水,对供水水质标准要求不高,供水水温小于50ºC,水质悬浮物小于100 mg/l,完全可以用高炉煤气洗涤浊环水系统代替净环用水,供高炉煤气洗涤水产生雾化效果对高炉煤气进行降温除尘处理,处理后的高炉煤气进入TRT发电。项目改造后采用高炉煤气洗涤塔的浊环供水对高炉洗涤塔上部四层喷雾供水,无论从水质指标还是供水水温都能满足高炉煤气洗涤塔的供水需求,使浊环水系统形成闭路循环,解决浊环水系统不平衡外排水超标的现状。

2.2  1750高炉浊环系统零外排水方案

2.2.1 运行参数的分析研究。

1750高炉煤气清洗中都采用空心塔。塔内装有几层喷嘴,煤气由下向上流动,与塔内喷嘴喷出的细水滴相接触,使煤气中的灰尘增湿,达到捕集灰尘和冷却煤气的目的。洗涤后的污水,汇集在塔的下部,然后通过水封连续地经排水管排出。高炉在冶炼过程中,产生的高炉煤气,一般每立方米煤气中含有15-40克炉尘,高炉煤气必须经过净化,才能送往用户使用。要求高炉煤气含有量一般低于16mg/m3。必须对高炉煤气用水进行降温除尘处理,后续进入发电系统。针对解决1750高炉煤气洗涤水溢流问题,将煤气洗涤塔的四层喷雾水改用浊环水。充分考虑水量、压力及水质的情况,由于高炉煤气洗涤塔的四层喷雾水在最上部,要求浊环供水压力不低于0.6MPa,为确保供水压力需对高炉浊环水进行二次加压,增加管道泵组,提高浊环供水压力,增加过滤设施提高供水水质,降低供水水质悬浮物。项目改造确保高炉煤气洗涤塔的四层喷雾水的供水压力,提高高炉煤气洗涤供水的雾化效果,提高了对高炉煤气的降温除尘指标,为后续高炉煤气发电奠定了良好的基础。

2.2.2 提高煤气洗涤效果。对11750高炉和21750高炉煤气洗涤水系统实施相同的工艺改造项目, 分别在11750高炉和21750高炉煤气洗涤塔下部浊环供水母管上开孔,引出两条DN200钢管增加两台管道泵(一用一备),引一条管道DN200直接向煤气洗涤塔的一至四层喷头供水。管道泵流量300 m3/h,扬程21.8米,功率30KW,型号:ISG200-315B

2.2.3 提高煤气洗涤水水质。在11750高炉和21750高炉煤气洗涤塔下部浊环供水母管上开孔,引出两条DN400钢管增加1台旁通过滤器,该过滤器必须选用自带外部强制冲洗功能,因为原来采用的自清洗过滤设备无法达到清洗效果,清洗不彻底形成管道压损影响供水压力。过滤器处理水量700m3/h,运行压力1.2MPa

1 系统改造工艺图

3 实施后的效果评价

3.1  1750高炉浊环水系统零外排

由过去的部分外排改造为煤气洗涤水的全部闭路循环后,大大提高了循环水系统的水复利用率,煤气洗涤塔四层喷雾水,由净环水改使用浊环水,用后进入浊环水系统,解决了造成浊环水系统水量不平衡问题,避免水溢流外排,降低生产成本,减少新水消耗。最重要的是彻底避免环境污染,彻底解决了济钢总公司外排水水质COD、氨氮超标的问题,保护了周边环境,为小清河的治理创造了良好条件,确保总公司外排水达标排放,具有较大的环保效益。避免了水资源浪费的问题,有利于小清河的彻底治理。

3.2  经济效益

高炉煤气洗涤水系统的综合利用改造项目的实施,实现了高炉煤气洗涤水的全部闭路循环,杜绝了溶有二氧化碳、酚、氰、硫化物煤气洗涤水的外排,综合利用了大量的矿产资源,同时大幅度的减少了地下水源的开采量,有效的治理了环境污染,保护了有限的水资源的开采,对济南市的节水保泉和环境保护意义深远,具有良好的环境效益和社会效益。

设备正常运行时,一年按360天计算。该系统投入运行后,与过去的运行方式相比,小时减少污水外排160m3/h,相当于小时减少地下水的开采量160m3/h

160 m3/h×24h×360d×10/m3=1382.4万元

从上述计算中可以看出,1#1750高炉和2#1750高炉浊环水外排项目投运以后,取得了较大的经济效益,年可减少地下水开采138.24m3,年创经济效益1382.4万元,为水系统完成降成本指标又一重大举措。

3.3  降低了煤气含尘量

把两座1750高炉煤气洗涤塔的蒸喷塔用水由净环水改为浊环水,设备设施运行正常,高炉煤气净化效果明显,满足了高炉煤气洗涤水的需求,煤气含尘量由26mg/l降为14mg/l,为发电系统的稳定运行奠定了基础。

4 结论

济钢总公司对11750高炉和21750高炉浊环水系统进行了项目技术改造,把高炉煤气洗涤塔的蒸喷塔用水由净环水改为浊环水后,浊环供水系统形成闭路循环,彻底杜绝了外排水质超标。设备设施运行正常,煤气净化效果明显,含尘量降低,同时满足了高炉煤气洗涤水的需求,为TRT发电系统稳定运行奠定了基础。■

 

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