用焦炉脱硫灰降低转炉烟气除尘水硬度的资源化利用方法与流程

1.本发明属于固体废弃物资源化利用和转炉烟气除尘水处理技术领域，具体涉及利用脱硫灰降低转炉烟气除尘水硬度的资源化利用方法。


背景技术：

2.焦炉脱硫脱硝工艺中，脱硫剂采用碳酸氢钠为原料。钠基干法脱硫是利用脱硫剂超细粉与烟气充分混合、接触，在反应器、烟道及布袋除尘器内，脱硫剂超细粉一直与烟气中的so2发生反应。反应快速、充分，在2秒内即可生成硫酸钠，生成脱硫除尘灰待再次进行处理。目前公司将脱硫除尘灰用吨袋装好后，由瑞兴公司拖运至混匀料场或外送其他企业进行处理，处理费用约760元/吨。现场工作环境恶劣，脱硫灰的处置受周边企业及天气影响大。
3.钢铁冶炼生产过程中，转炉产生约1450℃的高温废气，主要成分是co、o2、co2、n2和so2，co含量可高达80%以上，且含有大量粉尘。转炉烟气经过罩裙及汽化烟道冷却后，然后进一步降温并除尘，合格煤气进入回收系统，不合格烟气进入放散塔点火排放。转炉og系统需要的除尘水量大，产生的转炉烟气除尘水的特点：一是水量大，两个120t的转炉需要匹配每小时循环量约1800m3的水系统；二是水质复杂，炼钢冶炼周期内不同时间段工艺变化大，且炼钢时需要投加石灰作造渣料，大量的钙离子进入除尘废水中，导致转炉烟气除尘水ph值高，硬度高，悬浮物也很高。这些废水如果不进行处理，直接排放，不仅浪费水资源，还会对环境和水体造成严重污染。
4.目前转炉烟气除尘水主要采用系统添加无机絮凝剂聚铁和有机絮凝剂聚丙烯酰胺系列降低浊度。采用碳酸钠软化法降低转炉烟气除尘水的硬度，主要在于控制水中碱度与硬度的平衡。考虑到该系统的复杂性，目前降低硬度主要分为两种情况：一是当ph《9时，易发生镁硬偏高的情况，适当排水后并辅助投加碳酸氢钠或投加石灰或片碱；二是当ph超高或接近12时，易发生钙硬偏高的情况，投加纯碱降低硬度。上述现有技术的主要缺点：药剂量大，近年来随着化工原料价格的大幅度提升生产费用也越来越高。


技术实现要素：

5.针对脱硫灰处理过程中存在的上述问题，本发明提供一种用脱硫灰降低转炉烟气除尘水硬度的资源化利用方法，根据脱硫灰的成分含量与纯碱溶液按不同比例配制成水处理药剂处理转炉烟气除尘水，总硬度控制在15mg/l以下。
6.本发明的技术方案：用焦炉脱硫灰降低转炉烟气除尘水硬度的资源化利用方法，包括以下步骤：（1）对脱硫灰的成分、含量进行检测。
7.（2）将脱硫灰通过投加系统进入沉淀池充分溶解，搅拌加入絮凝剂，絮凝剂的加入浓度为1.25~2.5%。
8.（3）加入片碱调节沉淀池中全部物料的ph值为9.5~12，然后在搅拌条件下反应10~
20min，使碳酸氢钠快速反应生成碳酸钠。
9.（4）反应完成后静置沉淀至少20min，分离出一次上清液和一次沉淀物，一次沉淀物经一次压滤脱水后送至混合料场处理。
10.（5）对转炉烟气除尘水来水ph值、总硬度进行检测，一次分离液与纯碱溶液按照来水总硬度的不同按照不同的比例混合形成混合液，从高架流槽远端加入转炉烟气除尘水系统，反应5~10min。
11.（6）加入絮凝剂，继续反应10~30min，再在粗颗粒分离机前端加入pam，继续反应30~90min，在斜板沉淀池形成碳酸钙沉淀；出水总硬度小于15mg/l。
12.（7）加入氢氧化钠或者无机酸，调节ph值9.5～11，反应10~30min。
13.（8）静置30min~3h，分离出二次上清液和二次沉淀池，二次沉淀物经二次压滤脱水送至混合料场，二次上清液作为处理后的出水送至热水井，热水井按照0.5%~1%浓度加入阻垢缓蚀剂;控制系统中硫酸根离子浓度小于5250mg/l。
14.（9）处理后的出水由热水井经冷却塔处理后进入冷水井，通过水泵送至用户端。
15.所述的步骤（5）中，当来水总硬度大于250mg/l时，将一次分离液与纯碱溶液按大于(2.5~3.25) /1的配比混合形成混合液。
16.所述的步骤（5）中，当250mg/l≧来水总硬度≧100mg/l时，将分离液与纯碱溶液按（0.75~2.5）/1的配比混合形成混合液；所述的步骤（5）中，当来水总硬度小于100mg/l时，将分离液与纯碱溶液按1/（0.5~0.75）的配比混合形成混合液。
17.所述的无机酸为硫酸。
18.本发明实现了脱硫灰固体废弃物资源化利用，既解决了脱硫灰的二次污染及占地问题，对于钢铁企业更是与转炉烟气除尘水的处理相结合，实现了自产自销，变废为宝，具有较高的环境效益、经济效益。与现有工艺相比较，本发明处理效果能满足生产要求，处理速度快，成本低，现有设备即可投入应用，无需增加投资费用。
附图说明
19.图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
20.下面结合实施例进一步说明本发明的内容。
21.本发明实施例中采用的转炉烟气除尘水，出水温度45~65℃，水量1100~1800m3/h。
22.本发明实施例中采用干法脱硫灰。
23.本发明实施例中采用的硫酸为工业级产品。
24.本发明实施例中采用的聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铁为工业级产品。以下为本发明较佳的具体实施案例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及发明构思加以同等替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
25.本发明实施例中采用的转炉烟气除尘水为宽厚板厂转炉烟气除尘水和五米板厂转炉烟气除尘水。本发明应用到申请人年产1000万吨钢的钢铁企业，有小苏打脱硫系统2
套，每天产脱硫灰4~8吨。脱硫灰中碳酸氢钠成分≥25%。
26.实施例1用焦炉脱硫灰降低转炉烟气除尘水硬度的资源化利用方法，转炉烟气除尘水来水ph值12，电导率8000us/cm，硫酸根120mg/l，总硬度470mg/l，水量1100m3/h。
27.对脱硫灰的成分、含量进行检测。脱硫灰中碳酸氢钠含量大于33.5%的脱硫灰通过气排车运至脱硫灰料仓。脱硫灰通过投加系统进入沉淀池充分溶解，搅拌加入絮凝剂；絮凝剂的加入浓度为1.25%。加入片碱调节沉淀池中全部物料的ph值为11.5，然后在搅拌条件下反应15min，使碳酸氢钠快速反应生成碳酸钠。反应完成后静置沉淀25min，分离出一次上清液和一次沉淀物，一次沉淀物经一次压滤脱水后送至混合料场处理。一次分离液与纯碱溶液按照3:1.25混合形成混合液，从高架流槽远端加入转炉烟气除尘水系统，反应10min。加入絮凝剂，继续反应10min，再在粗颗粒分离机前端，加入pam，继续反应80min，在斜板沉淀池形成碳酸钙沉淀。出水总硬度小于15mg/l。
28.加入无机酸调节ph值10.2，反应5min，静置22min，分离出二次上清液和二次沉淀池，二次沉淀物经二次压滤脱水送至混合料场，二次上清液作为处理后的出水送至热水井，热水井按照1%浓度加入阻垢缓蚀剂。为了确保系统不结垢，系统中硫酸根离子浓度要求小于2200mg/l。
29.处理后的出水由热水井经冷却塔处理后进入冷水井，通过水泵送至用户端。
30.实施例2用焦炉脱硫灰降低转炉烟气除尘水硬度的资源化利用方法，转炉烟气除尘水来水ph值10.5，电导率6800us/cm，硫酸根85mg/l，总硬度125mg/l，水量1850m3/h。
31.对脱硫灰的成分、含量进行检测。脱硫灰中碳酸氢钠含量大于30.5%的脱硫灰通过气排车运至脱硫灰料仓。脱硫灰通过投加系统进入沉淀池充分溶解，搅拌加入絮凝剂；絮凝剂的加入浓度为0.85%。加入片碱调节沉淀池中全部物料的ph值为11.2，然后在搅拌条件下反应12min，使碳酸氢钠快速反应生成碳酸钠。反应完成后静置沉淀20min，分离出一次上清液和一次沉淀物，一次沉淀物经一次压滤脱水后送至混合料场处理。一次分离液与纯碱溶液按照2.5:1混合形成混合液，从高架流槽远端加入转炉烟气除尘水系统，反应8min。加入絮凝剂，继续反应10min，再在粗颗粒分离机前端，加入pam，继续反应30min，在斜板沉淀池形成碳酸钙沉淀。出水总硬度小于10mg/l。
32.加入无机酸调节ph值10.5，反应10min，静置15min，分离出二次上清液和二次沉淀池，二次沉淀物经二次压滤脱水送至混合料场，二次上清液作为处理后的出水送至热水井，热水井按照1%浓度加入阻垢缓蚀剂。为了确保系统不结垢，系统中硫酸根离子浓度要求小于3000mg/l。
33.处理后的出水由热水井经冷却塔处理后进入冷水井，通过水泵送至用户端。
34.采用本发明，现有设备即可投入应用，整个工艺需要增加三个方面的设计如下：脱硫灰进料系统：脱硫灰气排罐车来的脱硫灰粉，经进料口正压输送进入脱硫灰料仓。料仓配有除尘器、安全阀、料位计、破拱装置。
35.脱硫灰投加系统：脱硫灰粉经卸料器下料至螺旋输送机，经螺旋粉料机输送至沉淀系统。
36.脱硫灰沉淀系统：沉淀池厂16m，宽8m，深3m，配有两台搅拌器。通常情况下一用一
备。
37.脱硫灰加药系统：沉淀后的上清液用水泵输送至加药点。加药系统配有加药泵、加药管道、搅拌泵。其它为转炉烟气除尘水现有工艺与设备。