浅谈新时期炼铁系统的水再生循环利用技术

王根 席志飞 曹建学 贾帅

（河北省宣化钢铁集团有限责任公司炼铁厂，河北 张家口 075100）

0 前言

随着经济发展与技术的不断进步，我国钢铁工业也处于快速发展期。作为高能耗行业，钢铁生产流程中各环节几乎都需要大量的水。而相对于我国水资源分布不均的状况来说，如何将有限的水资源充分利用，最大化实现其使用价值，成为当前钢铁企业中节能降耗领域的首要工作。作为钢铁企业的主要生产厂之一，炼铁厂的废水排放量占去了很大比重。据相关调查显示，在钢铁企业生产中，其用水总量的22.5%均为炼铁厂生产耗损量所占用。在日益匮乏的水资源现状要求下，推进水再生、水循环利用技术已经迫在眉睫。笔者在文中就炼铁系统的水再生循环利用技术展开探讨，希望有所帮助。

1 概述

炼铁系统的设备包含了热风炉、鼓风机、高炉、高炉煤气洗涤设施、铸铁机等设施，另外还有部分相配套的辅助设施。炼铁厂的用水一般可分为以下几种：生产工艺用水、产品直接冷却用水、设备直接、间接冷却用水及其他等。本文主要针对高炉煤气洗涤水、煤气干法除尘技术、高炉循环冷却水系统三个方面展开讨论。

2 炼铁系统水再生、循环利用技术

2.1 高炉煤气洗涤水

据行业内专家研究表明，针对生活污水和高炉煤气洗涤水，以聚合氯化铝（PAC）为混凝剂、PAM 为絮凝剂，经化学沉淀处理后，混合废水中的CODcr 和悬浮物得到大量去除后降低，其去除率分别为90%和99.4%。废水的NH3-N 及总硬度未产生去除效果。将两种污水混合，并无污染物相互发生化学作用，均属于简单的物理混合。且在废水在混合处理后，其出水水质对于高炉煤气洗涤水的再生循环利用要求均可满足。这样不仅实现了100%的生活污水回收利用率，更使洗涤水循环系统用水量得以减少。

另外一种研究针对煤气洗涤废水采用PAC 混凝-微滤膜过滤、Fenton 氧化、PAM 与PAC 混凝和NaClO 的组合氧化处理措施，各种药剂的投放量分别为90mg/L、50 ml/L、62.5 mg/L+75 mg/L、12 ml/L。通过试验所得结果，发现此氧化组合处理技术具有相当优良的效果，在废水中的氨氮、挥发酚、悬浮物和氰化物均有＞99%的去除率。水质经过此技术处理后比较优良，其中氨氮、挥发酚、氟化物和氰化物的质量浓度分别为1.54mg/L、0.06 mg/L、0.38 mg/L、0.02 mg/L，CODcr 检测为30.74 mg/L，浊度小于0.5NTU，经处理后的废水完全无异味，且颜色与正常水无异，废水质量满足了再生循环利用要求。

2.2 煤气干法除尘技术

在750m3以下的高炉技术中，全干法除尘技术比较成熟，因而具有较广的应用；全干法除尘技术应用于大型高炉中，投资相对较大，但具有运行安全且节水效果良好，从企业节能减排层面来看，全干法除尘技术应在行业内广泛推广。全干法除尘技术用水量极少，仅仅在清灰加湿环节会需求少量水，用量仅为4~6m3/d，与0.2m3/t 的湿法新水耗费量相比，有大幅降低，节水效果极为明显。

2.3 高炉循环冷却水系统

高炉冷却水系统包括了软水汽化冷却系统、闭路软水净循环冷却系统、开路过滤水净循环冷却系统、开路软水净循环冷却系统、直流供水冷却系统。其中直流供水冷却系统由于其缺陷性已被行业淘汰；闭路软水净循环冷却系统是当前行业内较为先进的高炉循环水冷却系统；而与我国国情相符合的，则为开路软水净循环冷却系统。

2.4 软水密闭循环冷却系统

在给排水无废或少废的工艺系统中，软水密闭冷却循环系统作为比较的一种，是冷却介质为软水的一种完全密闭的系统。软水密闭冷却循环系统包括循环管路、冷却元件、膨胀罐和控制阀门等部分构成。软水密闭冷却循环系统具有以下特点：

（1）软水密闭冷却循环系统完全封闭，且与外界大气隔绝。因此能够保护系统不被外部尘埃、泥沙、微生物等侵入造成损害。

（2）软水密闭冷却循环系统中水分不产生浓缩、蒸发效果，仅仅会在法兰接合处和循环水泵轴封处发生漏损水量。其中补充水量大约为循环水量的0.1%~0.2%。同时也基本防止了系统出现结垢的问题。但软水密闭冷却循环系统依然存在较大问题，即腐蚀问题。氧的逸出会在水温＞60℃时占优势，促使氧浓度差电池的形成，进而与其他电池相附加产生更高电位，在此情况下，随着水温的不断升高，腐蚀速率也呈直线上升状态。因此，应采取相应措施对此种情况进行控制，应将系统完全密封，保证其密封度，设置相应的排气阀，将少量补水和密封面所带来的空气及时予以排除，尽快将水中的溶解氧量降低。同时为使其腐蚀速度得到有效抑制，应对冷却系统的PH 值加以控制（8.5~9.5），在系统中稳定、连续地加入水质稳定剂，将药剂浓度控制在指标范围内，对于铁的总含量也应予以控制。发生腐蚀的危险信号为铁的总含量＞1mg/L，此时应采取相应措施及时予以处理。

（3）与工业开路循环系统不同，软水密闭冷却循环系统具有诸多优点：具有低度的动力消耗、对于闭路循环水泵的扬程要素决定要素中，可不对供水点的位能和剩余水头的要素进行考虑，而仅仅考虑系统阻力损失所起的作用。所以，就总装机容量来说，软水密闭循环系统比开放式循环系统装机容量约小1/3 左右。

（4）系统采用N2 定压，以免有害气体、油类、氧气等被压缩空气带入。若出现停电停泵事件，应利用膨胀水罐作安全供水措施。

3 结语

在钢铁行业的飞速发展中，炼铁系统的水再生循环利用技术的广泛应用带来了显著的社会与经济效益。钢铁企业应在以后的发展中不断探索研究，提高水再生循环利用技术，推进节能减排，实现企业的可持续发展。

[1]李婷.炼铁系统水再生及循环利用技术研究进展[A].2010年全国炼铁生产技术会议暨炼铁年会论文集[C].2010.

[2]董旭东，王凯，刘树梅.对钢铁联合企业发展循环经济的几点思考[A].第二届全国宝钢学术年会论文集[C].2006.

[3]宋来洲，郑秋艳，王继斌.煤气洗涤废水处理的实验研究..工业水处理，2008--01，28（1)：34—37.