高炉环保INBA渣处理系统设计

武汉科梦环境工程有限公司 夏晓容

高炉环保INBA渣处理系统设计

武汉科梦环境工程有限公司 夏晓容

高炉渣的主要处理方法包括底滤（OCP）法、拉萨（RASA）法、因巴（INBA）法、图拉（TYNA）法及明特克（MTC）法等。其中，INBA法虽然投资费用大，但是技术上最为成熟，具有工艺设备布置紧凑、设备寿命长、可自动调节脱水转速并连续测得炉渣量等优点，实际应用的高炉亦较多。本文，笔者就工程中的实例来介绍环保INBA的工艺流程和设计参数。

一、工程概况

高炉渣是炼铁时排出的废渣，一般每生产1t生铁，产生300～900kg的高炉渣，其主要成分为硅酸钙或铝酸钙。高炉渣被粒化后可用作水泥、渣砖和建筑材料。目前，高炉渣粒化采用小冲渣方式，仅在事故状态下才采用干渣坑的形式。水渣成分见表1，水渣颗粒的组成见表2。

表1 水渣成分%

表2 水渣颗粒的组成%

二、INBA渣处理系统

INBA法是卢森堡PW公司的专利技术，亦称回转筒过滤法。该技术处理渣的效率高，具有占地小、高效等优点，并且具有较高的环保价值，代表世界先进水平，作为高炉炉渣处理的推广技术，近年来在国内外大高炉上应用广泛。INBA法分环保INBA，热INBA和冷INBA3种类型，其各自的特点见表3。

表3 INBA渣处理工艺类型

三、环保INBA

高炉炉渣经熔渣沟进入粒化塔，被粒化箱喷出的带压高速水流快速淬冷和粒化，形成颗粒状水渣，粒化产生的渣水混合物，从粒化塔流进能够自动调整转速的脱水转鼓进行渣水分离，滤出的渣由通过转鼓中心的皮带运输至堆渣场装车外运。转鼓过滤后的水进入位于转鼓下的热水池中，经冷却泵提升至冷却塔进行冷却，再由粒化供水泵送至粒化箱继续冲渣，循环使用。炉渣粒化过程中会产生大量的蒸汽，同时也随蒸汽带走了部分小颗粒的水渣。为了净化环境，回收蒸发水，需要对蒸汽进行直接的冷凝。冷凝水由冷凝泵供给，冷凝之后的水经管道流入缓冲罐，然后经冷凝回水泵加压送冷却塔，冷却后的水进入冷水池再用冷凝供水泵送冷凝塔供蒸汽的冷凝使用。粒化供水泵，冷凝供水泵，冷却塔均设在泵房内。

当粒化水系统出现故障时，可以临时启用紧急事故水装置进行供水，以此完成对炉渣的继续粒化。

1.环保INBA工艺的优点。环保INBA系统由粒化系统和脱水系统组成。与冷INBA法相比，环保INBA法多了一套用来去除冲制水渣时产生的蒸汽及SO2和H2S的措施——冷凝循环系统（主要由冷却塔、冷凝泵、冷凝塔、缓冲罐、冷凝回水泵及相关管道组成）。环保INBA工艺很好地解决了冲制熔渣时产生的大量有害蒸汽对环境的污染，环保条件得到了很大的改善；而且回收利用蒸汽，使得水系统循环使用，节约了能源。

2.设计实例。武钢7#高炉3200m3高炉设有4个铁口，2个出铁场，采用环保INBA，各设置1套渣处理系统和独立的粒化冷凝水冷却循环水系统，分别由热水槽、冷却塔、粒化回水泵、冷凝回水泵、收集池回水泵、再循环泵、清水增压泵、粒化给水泵、冷凝给水泵、冷却塔、冷水池等组成。其工艺流程如图1所示。

图1 武钢渣处理环保INBA工艺流程

3.主要设备。

（1）粒化回水泵。粒化回水泵3台（2用1备），单台性能Q= 1200m3/h，H=38m，N=250kW，U=380V，IP54，F级，付叶轮+填料密封。

（2）冷凝回水泵。冷凝回水泵3台（2用1备），单台性能Q= 1000m3/h，H=25m，N=160kW，U=380V，IP54，F级，付叶轮+填料密封。

（3）再循环泵。再循环泵4台（2用2备），单台性能Q=200m3/h，H=31m，N=37kW，U=380V，IP54，付叶轮+填料密封。

（4）收集池回收泵。单台性能Q=300m3/h，H=18m，N=37 kW，U=380V，IP54，付叶轮+填料密封。

（5）增压泵。增压泵2台（1用1备），单台性能Q=115m3/h，H=50m，N=30kW，U=380V，IP54，水泵背压0.3MPa。

（6）排水泵。排水泵2台（1用1备），立式，单台性能Q=100 m3/h，H=10m，N=7.5kW，U=380V，IP54。

（7）粒化供水泵。粒化供水泵3台（2用1备），单台性能Q= 1100m3/h，H=32m，N=200kW，U=380V，IP54，F级，机械密封。

（8）冷凝供水泵。冷凝供水泵3台（2用1备），单台性能Q= 900m3/h，H=55m，N=315kW，U=10kV，IP54，F级，机械密封。

（9）冷却塔。逆流中空冷却塔2台，Q=1100～1600m3/h、N= 45kW，U=380V，进水温度90℃，出水温度≤45℃。

4.设备布置。因转鼓，热水池均为半地下式，所以水泵均设置在地下-7.5m转鼓基坑内，为防止水泵被水淹没，将水泵泵体设在基坑底部，水泵电机设在约-4.0m的平台上，皮带连接。基坑内设排水沟，集水坑，内设排水泵。转鼓基坑处设冷凝水罐，冷凝回水泵。其布置如图2所示。基坑与泵房之间的管道用管架连接。

在泵房的设计中，没有采用一般的方形水池，而采用锥斗形水池，锥斗角度在55°～60°。水泵的吸水管从池子底部吸水，将沉于池底的水渣经粒化供水泵再打到粒化箱内。冷却塔采用中空式钢筋混凝土冷却塔，内部不设填料，是为了防止水中的细渣将填料堵死而无法使用。武钢高炉环保INBA供水泵房剖面如图3所示。

综上，高炉渣处理是炼铁生产的重要一环，选用相关的流程，应从其技术先进性、投资大小、系统安全性、环保、成品渣质量、系统作业率、占地面积、设备检修维护等多方面考虑。INBA在技术上是最成熟的，而在INBA系统中，以环保INBA投资最大，环保效果最好的。但由于设备增加了，维护和检修的工作量也相应加大。对国内的大中型高炉来说，可酌情选取。