浅谈炼钢转炉除尘水系统水处理技术方法

刘星蕾

摘 要：介绍了转炉除尘水系统工艺流程与水质特性，并就水温、硬度与碱度、悬浮物几个主要控制指标的超标分析、处理方法做了详细阐述。其中硬度指标可以通过从源头减少生石灰进入系统，投加纯碱来控制；悬浮物指标超标则需要从五个方面查找原因，做到对症下药。

关键词：转炉除尘水；硬度；碱度；悬浮物

中图分类号：TF341.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0060-01

炼钢转炉煤气除尘水系统是用于洗涤和冷却氧气顶吹转炉炼钢过程中产生的转炉煤气、减少煤气含尘量的湿法除尘系统，必须要经过处理后才能回用或外排，否则将造成系统结垢、过滤器及喷嘴堵塞、环境污染和资源浪费。采用化学处理技术实现除尘水系统稳定、高效、清洁运行，对炼钢厂提高钢产量、实现节能减排具有十分重要的意义。

1 转炉除尘循环水概况

1.1 转炉煤气除尘水工艺流程

在氧气顶吹转炉炼钢过程中，含有大量浓尘的高温气体通过烟罩采集进入烟道，然后依次经过溢流文氏管（一文）及可调式文氏管（二文）进行洗涤，将固体颗粒去除掉，同时降低烟气温度，完成除尘任务。之后除尘水进入脫水器与转炉煤气分离，通过高架流槽自流至粗颗粒分离机，分离大粒径的氧化铁颗粒，再流入斜板沉淀池，通过投加药剂去除水中悬浮物、降低硬度后送至冷却塔冷却，最后流入吸水井，用泵送至一文、二文洗涤装置回用[1]。

1.2 转炉除尘水质特点

转炉除尘水质受不同冶炼阶段产生的烟气成分、炼钢品种、炼钢辅料的投加量与粒度、沉淀池的处理能力大小、管理水平差异等影响，呈现不同的特点。由于在炼钢吹氧过程中，大量的生石灰、氧化铁、CO2和其他杂质被带入烟气中，经洗涤进入除尘水系统，使除尘水呈现高硬度、高碱度、高pH、高悬浮物状态，极易在一文、二文喷嘴、供水管道、供水泵等部位形成碳酸钙和氧化铁的沉积，影响除尘效率，降低钢产量，更严重的是影响生产的稳定运行。

2 转炉除尘水的水处理

2.1 水温

除尘水水温随冶炼过程中烟气温度的变化而变化。吹炼期水温较高，非吹炼期水温较低，差异较大，通常在32-60℃波动。冬季除尘水可不经过冷却塔。水温高时，水中悬浮颗粒运动速度快，有利于絮凝剂的絮凝过程，沉降效果好，出水悬浮物低。但水温过高时反而使沉降效果变差。当大量的生石灰进入水体时，会造成除尘水硬度与碱度升高，导致系统结垢。而高水温会加剧结垢。

2.2 硬度与碱度

转炉炼钢需加入大量的生石灰、白云石等造渣剂。吹炼过程中会有大量细小的生石灰粉被烟气带入除尘水中，随着生石灰的不断带入和浓缩倍数的不断升高，会导致除尘水中呈现高硬度和高碱度状态，结垢倾向很强。为降低水中硬度，应投加除钙剂（一般采用纯碱）。转炉除尘水在循环过程中不断溶解烟气与空气中的CO2，在水中形成H2CO3，会与Ca2+反应生成CaCO3沉淀，降低硬度。所以在水质稳定平衡的情况下，转炉除尘水是个不断降低自身硬度的过程。加强生石灰筛分工作，从源头减少生石灰进入系统，对保障除尘水系统稳定运行尤为关键[2]。

2.3 悬浮物

悬浮物作为转炉除尘水最重要的控制指标之一，其超标一般包括以下几种情况：主体构筑物出现故障，加药人员操作问题，使用絮凝剂质量问题，水中悬浮颗粒电性改变及碱度过高等。

处理案例：某炼钢厂除尘水系统循环水量为1800m3/h，转炉烟气除尘水通过高架流槽进入到3套粗颗粒分离机，之后进入3组共18仓斜板式沉淀池，处理后的水经冷却塔冷却后进入冷水池中循环使用。系统运行过程采用PAC、PAM等絮凝助凝剂加速悬浮颗粒沉降速度。该除尘水系统自2015年年底至2016年5月，运行较为平稳，近5个月水质的各项指标控制较好，处理后的水质外观清澈透明，但是从6月中旬开始，处理后水质出现恶化，外观呈现黑色，絮凝剂絮凝效果变差。

分析原因：（1）从主体构筑物着手。可能出现的问题包括：斜板沉淀池的斜板坍塌或斜板间隙堵塞导致水流短路，未经处理的污水没有经过斜板处理直接流出，降低水流有效停留时间，使沉降效果变差；粗颗粒分离机故障，使有效容积减小，去除效率降低。经过调查发现，斜板沉淀池各仓斜板完好，粗颗粒机处理无故障。操作人员依从已制定的排泥操作制度，并适当增加排泥频率，悬浮物并无下降趋势，可以排除此原因。（2）检查现场操作人员加药情况。若出现少加药或者不加药的情况，均可使絮凝效果变差。经过调查，并未发现少加药或不加药的情况。水质变差后，工作人员将絮凝剂进行超量投加，悬浮物下降程度仍然较小。（3）絮凝药剂品质问题。高分子絮凝剂的分子质量越高，其絮凝效果越好。但水质变化前后，使用的无机絮凝剂（PAC）数量、质量、浓度等方面并未发生变化。

3 结语

转炉除尘水系统对炼钢系统具有极其重要的作用，其水质复杂多变。对其的控制指标主要是硬度与悬浮物。其中硬度指标可以通过从源头减少生石灰进入系统，投加纯碱来控制；悬浮物则需要根据具体情况，做出具体分析，从而做出针对性的处理措施，保证转炉除尘水系统稳定运行。

参考文献

[1]高泽平.炼钢工艺学[M].北京：冶金工业出版社，2006.

[2]周本省.工业水处理技术[M].北京：化学工业出版社，2002.