采用发散的CO₂处理炼钢转炉煤气洗涤水的方法及工艺的制作方法

专利名称：采用发散的CO₂处理炼钢转炉煤气洗涤水的方法及工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及炼钢转炉煤气洗涤水的处理工艺，以及该工艺中所涉及的总硬度水的处理方法，尤其涉及采用捕集的发散CO2处理炼钢转炉煤气洗涤水的工艺以及所涉及的总硬度水的处理方法。
背景技术：
钢铁业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一。钢铁行业生产全流程几乎都离不开水，从选矿、烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢各工序都需要消耗大量水资源。因此，必须全流程统筹部署节水工作，这就要求在生产工艺中尽可能地选用先进的技术和装备，节约水资源。因此，如何降低转炉煤气洗涤水的总硬度后循环回用，是一项降低吨钢耗水重要工作。炼钢过程是一个铁水中碳和其他元素氧化的过程。铁水中的碳和吹氧发生反应，生成CO，随炉气一道从炉口冒出，形成烟尘。烟尘的主要成分是铁及其氧化物，其成分与冶炼操作制度、原材料质量以及炉气的燃烧率紧密相关。含尘烟气一般均采用两级文丘里洗涤器进行除尘和降温。在烟气的净化、洗涤中，因与水汽接触，大量有害物质如酚、氰、一氧化碳及固体杂质等进入水中，由于在炼钢生产过程中必须投加CaO脱去铁水中S和形成的炉渣，而且在实际操作中一般超出计划的投加量，加之炼钢过程中投加造渣剂石灰(CaO)，部分石灰粉末被烟气带出，洗气时进入水中生成Ca(OH)2，使水中总硬度大幅度升高。因此，由于OG系统(氧气转炉煤气回收0xygen Converter Gas Recovery)的煤气净化和冷却需要，会产生大量高温、高pH、高硬度、高碱度、高悬浮物(SS)的生产污水，通过脱水器排出，即为转炉煤气洗涤污水(即烟气洗涤污水)。因而做好OG系统的水质总硬度控制，防止形成CaCO3在设备或管道表面沉积，形成硬垢，确保供水泵和管道正常供`水是保证炼钢转炉生产的重要基础。常规的处理工艺为在转炉炼钢生产期间，在回来的污水(对炼钢煤气净化和冷却后所产生的污水)中投加降硬剂，形成碳酸钙类的沉淀物质，在辐流池中经沉降后，与污泥一同排出系统外，从而保证系统的总硬度始终维持在100mg/L以下。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是拓展了现有的工业CO2的新用途，将工业废气0)2应用到水处理工艺中，从而实现以CO2为降硬剂进行水处理，因此本发明提供了一种炼钢转炉煤气洗涤水总硬度水处理工艺，该工艺不但可以创造经济效益，还可以创造巨大的环保效益，为全球的节能减排，改善环境做出极大的贡献，可有效降低水质总硬度到50mg/L以下。本发明提供了一种炼钢转炉煤气洗涤水的总硬度水处理方法，其包括下述步骤向在高架流槽中流动的炼钢转炉煤气洗涤水中通入CO2，通过分水井将水体分配至沉淀设备实现成垢物的沉降，将沉降物与水体中的污泥排出，即可；其中所述CO2的用量为5 20mg/L(以循环水量计算)；该高架流槽中所述洗涤水的流速以使所述洗涤水与CO2能够反应至少30秒以上为准，较佳地为30 60秒，更佳地为40秒，如2 2. 5米/秒。通过向分水井前的高架流槽中通入CO2能够调整污水中HCO3'OH'和C032_之间的平衡，增加污水中CO32-的含量，从而易于在沉淀设备中形成CaCO3沉淀，可使水质总硬度降低到50mg/L以下。本发明中，所述的沉淀设备为本领域各种常规的沉淀设备，较佳地为辐射式沉淀池或斜板沉淀池。其中，所述辐射式沉淀池的数量较佳地为2个以上，更佳地为3个。在该或该些辐射式沉淀池中，水体的停留时间较佳地为I 3h，更佳地为3h。本发明还提供了一种炼钢转炉煤气洗涤水的处理工艺，其包括下述步骤(I)从氧气转炉煤气回收系统中流出的炼钢转炉煤气洗涤水经过第一高架流槽进入粗颗粒分离机，去除颗粒大于60 μ m的悬浮杂质后流入第二高架流槽中；该第一高架流槽连接该氧气转炉煤气回收系统以及该粗颗粒分离机；该第二高架流槽连接该粗颗粒分离机以及分水井；(2)向在该第二高架流槽中流动的污水中通入CO2并且添加有机絮凝剂，再通过分水井将水体分配至沉淀设备实现悬浮物和成垢物的共同絮凝沉降，将沉降物与水体中的污泥排出；其中所述CO2的用量为5 20mg/L(以循环水量计算)；在该第二高架流槽中流动的污水的流速以使所述污水与CO2以及有机絮凝剂能够反应至少30秒以上为准，较佳地为30 60秒，更佳地为40秒，如2 2. 5米/秒；本发明中，在该第二高架流槽中投加有机絮凝剂后进入沉淀设备进行絮凝沉淀，可有效降低水质中的悬浮物到50mg/L以下；形成的沉降物与污水中的污泥通过排污泵排出系统外，水质总硬度达标后可循环回用；(3)将经过步骤(2)处 理过的水体输送到热水池(或热水井)，再输送到冷却塔中进行冷却降温；(4)将冷却后的水体输送到冷水池(或冷却井)中；(5)将该冷水池中的水体输送到氧气转炉煤气回收系统中，即可。本发明中，所述的炼钢转炉煤气洗涤水为本领域常规的转炉煤气洗涤水，其pH值一般为10 13,总硬度> 800mg/L,总碱度> 500mg/L,悬浮物(SS)为5000mg/L 15000mg/L。考虑到废物利用的因素，本发明中所述的CO2较佳地为工业C02。本发明中，所述有机絮凝剂为本领域各种常规的有机絮凝剂，如聚丙烯酰胺和/或聚合氯化铝。本发明中，所述有机絮凝剂在所述污水中的浓度为本领域的常规浓度，较佳地为O. 5mg/L 1. 5mg/L,更佳地为 O. 8mg/L。本发明中，所述的冷水池中较佳地还含有阻垢分散剂和氧化性杀生剂。本发明中，所述的沉淀设备为本领域各种常规的沉淀设备，较佳地为辐射式沉淀池或斜板沉淀池。其中，所述辐射式沉淀池的数量较佳地为2个以上，更佳地为3个。在该或该些辐射式沉淀池中，水体的停留时间较佳地为I 3h，更佳地为3h。在本发明一较佳的实施方式中，在所述沉淀设备中还可通入过滤器反洗水，从而能够同时对过滤器反洗水进行处理。本发明所用试剂、原料和设备除特殊说明外均市售可得。本发明中，在符合本领域常识的基础上，上述的各技术特征可以任意组合得到较佳实例。本发明的积极进步效果在于本发明的炼钢转炉煤气洗涤水的总硬度水处理方法以及炼钢转炉煤气洗涤水处理工艺步骤简单，可操作性强，反应效率高，处理能力及缓冲能力强，拓展了现有工业CO2的使用范围，能够符合节能减碳、创新环保的要求，具有十分重要的经济和环保效益。


图1为本发明炼钢转炉煤气洗涤水的水处理工艺所使用的设备系统示意图。具体实施立式下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下述实施例中，pH值、总硬度、总碱度、SS的检测方法均按国家标准执行，其中水质pH值检测标准为GB6920-1986 ；

总硬度检测标准为GB/T7477-1987 ；总碱度检测标准为GB/T 15451-2006 ；悬浮物检测标准为GB/T 11901-1989。实施例1炼钢转炉煤气洗漆水回水的SS = 9850mg/L,总硬度=1000mg/L,酹酞碱度=1300mg/L，总碱度=1500mg/L,HC03_ = 400mg/L,0r = 1100mg/L，C0广=0，ρΗ 值为 12. 12，
颜色为黑色。炼钢转炉煤气洗涤水处理工艺(参见图1系统)(I) OG系统流出的炼钢转炉煤气洗涤水经过第一高架流槽进入粗颗粒分离机去除颗粒大于60 μ m的悬浮杂质后流入第二高架流槽中；在第二高架流槽处，连续通入5mg/L工业C02(以水体循环量计算)以及lmg/L聚丙烯酰胺，反应30秒后的转炉煤气洗涤水由分水井平均分配进入1-3#辐射式沉淀池；(2)在辐射式沉淀池停留Ih后，进入热水池；(3)用提升泵输送到冷却塔，经冷却塔降温后的水体进入冷水池，由供水泵供往各用户。提取供水泵供水进行检测总硬度为140mg/L，悬浮物为46. 8mg/L,酚酞碱度600mg/L,总碱度 900mg/L, HCO3- = Omg/L, OH- = 300mg/L, CO广=300mg/L,颜色为无色。经计算，总硬度的去除率高达86%，SS的去除率为99. 53%。实施例2炼钢转炉煤气洗涤水回水的SS = 7752mg/L,总硬度=980mg/L,酚酞碱度=1300mg/L，总碱度=1450mg/L，HC(V = 300mg/L,0r = 1150mg/L，C0广=0，ρΗ 值为 12. 07，
颜色为黑色。炼钢转炉煤气洗涤水处理工艺(参见图1系统)(I) OG系统流出的炼钢转炉煤气洗涤水经过第一高架流槽进入粗颗粒分离机去除颗粒大于60 μ m的悬浮杂质后流入第二高架流槽中；在第二高架流槽处,连续通入10mg/L工业C02(以水体循环量计算)以及lmg/L聚丙烯酰胺，反应60秒后的转炉煤气洗涤水由分水井平均分配进入1-3#辐射式沉淀池；(2)在辐射式沉淀池停留Ih后，进入热水池；(3)用提升泵输送到冷却塔，经冷却塔降温后的水体进入冷水池，由供水泵供往各用户。提取供水泵供水进行检测，经计算总硬度的去除率高达90. 2%, SS的去除率为99. 51%,颜色为无色。实施例3炼钢转炉煤气洗漆水回水的SS = 8205mg/L,总硬度=900mg/L,酹酞碱度=1200mg/L，总碱度=1300mg/L,HC03_ = 200mg/L,0r = 1100mg/L，C0广=0，ρΗ 值为 11. 95，
颜色为黑色。炼钢转炉煤气洗涤水处理工艺(参见图1系统)(I) OG系统流出的炼钢转炉煤气洗涤水经过第一高架流槽进入粗颗粒分离机去除颗粒大于60 μ m的悬浮杂质后流入第二高架流槽中；在第二高架流槽处，连续通入15mg/L工业C02(以水体循环量计算)以及lmg/L聚丙烯酰胺，反应30秒后的转炉煤气洗涤水由分水井平均分配进入1-3#辐射式沉淀池；(2)在辐射 式沉淀池停留Ih后，进入热水池；(3)用提升泵输送到冷却塔，经冷却塔降温后的水体进入冷水池，由供水泵供往各用户。提取供水泵供水进行检测，经计算总硬度的去除率高达92. 7%, SS的去除率为99. 51%,颜色为无色。实施例4炼钢转炉煤气洗漆水回水的SS = 6205mg/L,总硬度=500mg/L,酹酞碱度=1000mg/L,总碱度=1200mg/L, HCOf = 400mg/L, OF = 800mg/L, CO广=0，pH 值为 11. 78，
颜色为浅黑色。炼钢转炉煤气洗涤水处理工艺(参见图1系统)(I) OG系统流出的炼钢转炉煤气洗涤水经过第一高架流槽进入粗颗粒分离机去除颗粒大于60 μ m的悬浮杂质后流入第二高架流槽中；在第二高架流槽处，连续通入20mg/L工业CO2 (以水体循环量计算)以及O. 8mg/L聚丙烯酰胺，反应40秒后的转炉煤气洗涤水由分水井平均分配进入1-3#辐射式沉淀池；(2)在辐射式沉淀池停留3h后，进入热水池。(3)用提升泵输送到冷却塔，经冷却塔降温后的水体进入冷水池，由供水泵供往各用户。提取供水泵供水进行检测，经计算总硬度的去除率高达98%，SS的去除率为99. 47%,颜色为无色。
权利要求
1.一种炼钢转炉煤气洗涤水的总硬度水处理方法，其包括下述步骤向在高架流槽中流动的炼钢转炉煤气洗涤水中通入CO2，通过分水井将水体分配至沉淀设备实现成垢物的沉降，将沉降物与洗涤水中的污泥排出，即可；其中所述CO2的用量根据循环水量计为5 20mg/L ;该高架流槽中所述洗涤水的流速以使所述洗涤水与CO2能够反应至少30秒以上为准，较佳地为30 60秒，更佳地为40秒。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的炼钢转炉煤气洗涤水的pH值为10 13,总硬度> 800mg/L,总碱度> 500mg/L,悬浮物为 5000mg/L 15000mg/L。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的沉淀设备为辐射式沉淀池或斜板沉淀池；所述沉淀设备的数量为2个以上，较佳地为3个；在该或该些辐射式沉淀池中，所述水体的停留时间较佳地为I 3h，更佳地为3h。
4.如权利要求1 3中任一项所述的方法，其特征在于所述的CO2为工业C02。
5.一种炼钢转炉煤气洗涤水的处理工艺，其包括下述步骤 (1)从氧气转炉煤气回收系统中流出的炼钢转炉煤气洗涤水经过第一高架流槽进入粗颗粒分离机，去除颗粒大于60 μ m的悬浮杂质后流入第二高架流槽中；该第一高架流槽连接该氧气转炉煤气回收系统以及该粗颗粒分离机；该第二高架流槽连接该粗颗粒分离机以及分水井； (2)向在该第二高架流槽中流动的污水中通入CO2并且添加有机絮凝剂，再通过分水井将水体分配至沉淀设备实现悬浮物和成垢物的共同絮凝沉降，将沉降物与水体中的污泥排出；其中所述CO2的用量根据循环水量计为5 20mg/L ;在该第二高架流槽中流动的污水的流速以使所述污水与CO2以及有机絮凝剂能够反应至少30秒以上为准，较佳地为30 60秒,更佳地为40秒； (3)将经过步骤(2)处理过的水体输送到热水池，再输送到冷却塔中进行冷却降温； (4)将冷却后的水体输送到冷水池中； (5)将该冷水池中的水体输送到氧气转炉煤气回收系统中，即可。
6.如权利要求5所述的工艺，其特征在于所述的炼钢转炉煤气洗涤水的pH值为10 13,总硬度> 800mg/L,总碱度> 500mg/L,悬浮物为 5000mg/L 15000mg/L。
7.如权利要求5或6所述的工艺，其特征在于所述的CO2为工业C02。
8.如权利要求5 7中任一项所述的工艺，其特征在于所述的有机絮凝剂为聚丙烯酰胺和/或聚合氯化招；所述有机絮凝剂的浓度为0. 5mg/L 1. 5mg/L,较佳地为0. 8mg/L。
9.如权利要求5所述的工艺，其特征在于所述冷水池中含有阻垢分散剂和氧化性杀生剂。
10.如权利要求5所述的工艺，其特征在于所述的沉淀设备为辐射式沉淀池或斜板沉淀池；所述沉淀设备的数量为2个以上，较佳地为3个；在该或该些辐射式沉淀池中，所述水体的停留时间较佳地为I 3h，更佳地为3h。
全文摘要
本发明提供了一种炼钢转炉煤气洗涤水的总硬度水处理方法，其包括下述步骤向在高架流槽中流动的炼钢转炉煤气洗涤水中通入CO2，通过分水井将水体分配至沉淀设备实现成垢物的沉降，将沉降物与洗涤水中的污泥排出，即可；其中所述CO2的用量根据循环水量计为5～20mg/L；该高架流槽中所述洗涤水的流速以使所述洗涤水与CO2能够反应至少30秒以上为准。本发明还提供了炼钢转炉煤气洗涤水的水处理工艺。本发明的方法和工艺步骤简单，可操作性强，反应效率高，处理能力及缓冲能力强，拓展了现有工业CO2的使用范围，能够符合节能减碳、创新环保的要求，具有十分重要的经济和环保效益。
文档编号C10K1/10GK103043813SQ20111031294
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者王炜 申请人:王炜, 上海洗霸科技股份有限公司