孔玉柱 蘭文藝 王超湛

1.煉鋼濁環(huán)系統(tǒng)的水處理

煉鋼濁環(huán)系統(tǒng)用水是指煉鋼生產(chǎn)工藝過程中對(duì)煉鋼煙氣凈化、降溫用水。由于在凈化過程中，水吸附了煙氣中的氧化鐵、氧化鈣等雜質(zhì)顆粒，使循環(huán)水的濁度升高，故稱為濁環(huán)水。該水中污染物濃度隨煉鋼工藝過程呈現(xiàn)周期性變化。比如，在投料、冶煉、精煉、出鋼等工藝過程，水中污染物濃度變化不一，使水的顏色時(shí)而呈棕紅，時(shí)而呈灰黑；水中污染物，尤其是懸浮物濃度變化較大，一般在2000～10000mg/L之間。另外，由于生產(chǎn)工藝的特性，常常會(huì)因?yàn)榧尤朐煸鼊〤aO，隨煙氣進(jìn)入濁環(huán)系統(tǒng)，使水PH值升高，高PH值運(yùn)行的循環(huán)水，會(huì)使系統(tǒng)設(shè)備結(jié)垢傾向增加；廢水中含有大量金屬顆粒（如氧化鐵、氧化鈣等）會(huì)導(dǎo)致水生生物死亡，所以煉鋼濁環(huán)廢水必須加以處理，才能循環(huán)使用或外排。

目前，煉鋼濁環(huán)水的處理方法是：除塵水經(jīng)流槽到達(dá)旋流器，除去大顆粒物質(zhì)，再進(jìn)入沉淀池，除去懸浮物。沉淀池溢流水進(jìn)入熱水井，再由泵送入冷水塔冷卻后流入冷水井，由冷水井再送去除塵，構(gòu)成循環(huán)。從旋流器出來的粗顆粒及沉淀池的沉泥合并去燒結(jié)，或經(jīng)球團(tuán)后用于煉鋼。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，因受占地條件的限制，或因經(jīng)濟(jì)原因，沉淀池的沉淀時(shí)間（沉淀效果）達(dá)不到水處理要求，沉淀池溢流水中懸浮物超標(biāo)，為此要在沉淀池前投加絮凝劑，提高懸浮物的沉淀效率。為避免系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕與結(jié)垢，還需在系統(tǒng)中投加緩蝕劑和阻垢劑。根據(jù)對(duì)水質(zhì)的要求和系統(tǒng)的特點(diǎn)，有時(shí)還需投加殺菌滅藻劑、消泡劑，從而提高循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)穩(wěn)定的效果?？傊?，目前工業(yè)水處理采用水處理藥劑是基本的水處理方法之一。

2.問題的提出和技術(shù)改進(jìn)

對(duì)于我們接觸過的一些煉鋼濁環(huán)系統(tǒng)，如果循環(huán)水PH值較高（PH值在9～10或更高時(shí)），水質(zhì)穩(wěn)定的主要矛盾是結(jié)垢和阻垢問題，而且主要的結(jié)垢部位是文氏管的喉口及熱水井中水泵葉輪處。當(dāng)在整個(gè)系統(tǒng)中投加有效的阻垢劑維持系統(tǒng)大部分設(shè)備不結(jié)垢時(shí)，也常常在極易結(jié)垢的文氏管喉口等部位發(fā)現(xiàn)有輕微結(jié)垢現(xiàn)象。如何能在喉口等關(guān)鍵部位另投入少量藥劑，使其不結(jié)垢或少結(jié)垢，即解決了整個(gè)系統(tǒng)中大部分設(shè)備的阻垢問題，又解決了極易結(jié)垢的關(guān)鍵部位的結(jié)垢問題。針對(duì)以上問題，我們對(duì)山西省太鋼第二煉鋼廠煙氣除塵濁環(huán)系統(tǒng)加藥方式和位置進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)。

2.1 改進(jìn)前的系統(tǒng)狀況：

2.1.1 濁環(huán)系統(tǒng)的型式：該除塵系統(tǒng)采用一文一塔型式，除塵采用濕式除塵法，與普通煉鋼濁環(huán)系統(tǒng)一樣，除塵水經(jīng)旋流器—→沉淀池—→熱水井—→冷卻塔—→冷水井—→再除塵，構(gòu)成循環(huán)。如圖1：

2.1.2 系統(tǒng)水量：該系統(tǒng)保有水量約5000m3；循環(huán)水量約700m3/h；補(bǔ)充水量約22m3/h。

2.1.3 補(bǔ)充水水質(zhì)：采用鋼廠生產(chǎn)用水。

2.1.4 系統(tǒng)采用水穩(wěn)劑：該系統(tǒng)只投加一種多功能液體型水質(zhì)穩(wěn)定劑，投藥位置在熱水井，投藥方式為連續(xù)自動(dòng)加藥。

2.1.5 運(yùn)行效果：自加藥運(yùn)行至今未發(fā)生因水穩(wěn)變化給生產(chǎn)帶來任何問題，只是在每年的例行停車檢修中，發(fā)現(xiàn)在文氏管喉口處有輕微結(jié)垢，而其它設(shè)備表面，如熱水井水泵葉輪表面、冷水塔及其它水泵、管道，均未見明顯結(jié)垢。

2.2 原因分析。轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的高溫含塵煤氣從爐口出來后，由活動(dòng)煙罩捕集，經(jīng)汽化冷卻煙道吸收了部分熱量后溫度降為900～1100℃,再經(jīng)過預(yù)洗滌塔，被冷卻到70℃左右，通過重力脫水后得到初步凈化，飽和的煙氣進(jìn)入文氏管（RS）洗滌器、脫水器后被進(jìn)一步凈化，含塵量達(dá)到50mg/NM3以下。凈化除塵預(yù)洗滌塔、文氏管（RS）洗滌器的退水則經(jīng)退水水封箱、退水槽回流到沉淀池，進(jìn)行水質(zhì)處理閉路循環(huán)。在文氏管（RS）洗滌器上部的喉口處設(shè)有若干噴頭，將水以霧狀形式噴出，從而使煤氣進(jìn)一步凈化，這時(shí)，含有煙塵的水與熱的煙氣作用水溫度升高，沉積于喉口處設(shè)備表面，極易產(chǎn)生結(jié)垢，屬于局部溫度過高所致。由于該洗滌水屬于生產(chǎn)工藝用水，水量不大，實(shí)際用水量為每臺(tái)設(shè)備65m3/h。該循環(huán)系統(tǒng)有3臺(tái)同型設(shè)備，設(shè)備材質(zhì)并無特殊，所以在此處洗滌水中適當(dāng)加入阻垢分散劑，應(yīng)能阻止上述現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.3 技術(shù)改進(jìn)。我們分析，在一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中，由于設(shè)備功能不同，位置不同，因而結(jié)垢和腐蝕的程度也會(huì)不同。例如，局部溫度過高的設(shè)備表面極容易結(jié)垢，像換熱器、熱水泵等。而系統(tǒng)中某些設(shè)備表面水流較緩的區(qū)域，水中懸浮物容易沉積，積垢下的設(shè)備就極容易腐蝕。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的什么位置投放水處理藥劑，存在著特定的技術(shù)問題。當(dāng)確定了一種水處理藥劑和投加劑量后，采取不同的投藥位置，可以得到不同的效果。另外，投藥方法，有連續(xù)和間斷投藥方法之分。前者投藥均勻，效果理想，但采用計(jì)量泵等設(shè)施，投藥成本較高；而后者投藥方式中，間斷時(shí)間越長(zhǎng)，投藥效果越不均勻。如：一天的藥劑量，一次投入系統(tǒng)中，不僅會(huì)造成局部藥劑濃度瞬時(shí)過大，有時(shí)還會(huì)造成浪費(fèi)，這是加藥對(duì)系統(tǒng)設(shè)備腐蝕或結(jié)垢的影響；若對(duì)系統(tǒng)投加殺菌滅藻劑，有時(shí)則要求采用間斷式、沖擊式投藥方式，將一周或二周的藥劑集中于一次投加?？傊端幰曀巹?duì)水質(zhì)所起的作用而定。

根據(jù)以上分析，我們將文氏管（RS）洗滌水給水管道與加藥泵連接，按每天計(jì)量的藥劑量在藥劑貯罐中與水混合均勻，開啟加藥泵，使定量的阻垢藥劑均勻地注入洗滌水中。自2009年對(duì)一臺(tái)設(shè)備改進(jìn)加藥試點(diǎn)，經(jīng)多次喉口處檢查，都無結(jié)垢現(xiàn)象。隨之將該系統(tǒng)3臺(tái)設(shè)備均加入阻垢分散劑，至今均未發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備中有結(jié)垢產(chǎn)生。由于該設(shè)備洗滌水與整個(gè)系統(tǒng)用水量比較相對(duì)少得多，故添加的阻垢劑也很少，而且該設(shè)備添加的阻垢劑最后都匯合到整個(gè)系統(tǒng)中，所以實(shí)際上并沒有明顯增加阻垢劑的投加量，只是調(diào)整了加藥位置。

3.結(jié)論

在循環(huán)冷卻水水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)實(shí)際操作中，首先，水質(zhì)穩(wěn)定藥劑應(yīng)具有明顯效果；其次，在給定加藥量的前提下，應(yīng)對(duì)癥選擇加藥位置。因?yàn)樵谡麄€(gè)循環(huán)水系統(tǒng)中，不同功能的設(shè)備及同一設(shè)備不同位置的表面，其結(jié)垢或腐蝕的程度可能不一樣。所以在投加藥劑時(shí)有必要選擇一個(gè)或多個(gè)不同的點(diǎn)進(jìn)行加藥，從而提高并發(fā)揮藥劑本身最大的效果。針對(duì)圖1，曾有人提出這種系統(tǒng)加藥位置應(yīng)選在冷水井，以保證最大的藥劑效果集中于除塵環(huán)節(jié)，其次冷水井水溫低，藥劑損耗少。但根據(jù)全面考慮，我們堅(jiān)持藥劑加在熱水井?，F(xiàn)在我們又將很少量藥劑同時(shí)加在文氏管（RS）喉口的溢流水中，通過實(shí)踐證明，在整個(gè)系統(tǒng)中，在不明顯增加藥劑量的情況下，藥劑發(fā)揮了最大的效果，整個(gè)系統(tǒng)再無明顯的結(jié)垢現(xiàn)象，從理論和實(shí)踐上更趨于合理。所以，該項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)，在類似系統(tǒng)中具有推廣價(jià)值。