转炉除尘水循环使用中问题及对策

袁廷键
（合肥钢铁公司第二炼钢厂，安徽 合肥 230000）

　　摘要：转炉除尘水在循环使用中易造成除尘系统设备结垢，影响除尘效果，为此，经对结垢原因进行分析，认为除尘水在循环使用过程中循环利用率低，没有防垢、除垢措施是其主要原因，因而提出并实施了确保除尘水循环利用率在95％以上，实行“高碱度、零排放”的对策，从而一举解决了严重的结垢问题，除尘效果大为改善，除尘抽引风机热停工时间2000年比1993年降低86.5％。
　　关键词：结垢；磁化防垢；钠碱；循环利用率
　　中图分类号：TU834
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455(2001)04-0020-02

　　合钢公司二炼钢厂3×20t氧气顶吹转炉的烟尘采用湿法除尘，除尘后的污水采用了“磁化－斜板沉淀－压滤脱水”的污水处理工艺，除尘水经处理后，供给转炉除尘系统循环使用。

1 磁化处理的作用

　　由于转炉烟尘中70％以上是可磁化的铁及其氧化物以及10％以上的钙、镁等氧化物，且这些烟尘粒径小于1μm的占90％以上，因而除尘后的污水悬浮物含量高、粒度细，适于磁化处理。
　　“磁化”的作用之一是提高水处理效率。由于尘粒具有磁性，在磁场作用下，在沉淀过程中产生碰凝聚现象，尘粒相互吸引聚结成较大的聚凝体，加速了沉降。
　　作用之二具有防垢功能。根据Lorentz力的理论，认为水溶液中带电粒子在磁场作用下，使带正负电子的粒子绕磁场作相反方向的螺旋运行，会影响结晶中心的形成和沉积速度，因此，能防止水垢和结石的形成。经过磁场处理过的水由于劳仑磁力的作用，促进水中钙镁等物质均相成核过程，有利于减缓循环水主体内部的结晶速度，减少难溶盐沉积在金属表面的趋势[1]。
　　经处理后的转炉除尘污水水质见表1。

表1 转炉除尘用水与处理后水质对比 水质类别 pH 悬浮物/(mg·L^-1) 总硬度/(mol·L^-1) 总碱度/(mol·L^-1) 氯根/(mol·L^-1) 工艺要求 7～11 ＜100 ＜2×10^-3 ＞1.6×10^-2 ＜5.6×10^-3 处理后水质 7～10 72 0.23×10^-3～1.83×10^-3 5.95×10^-3～32.95×10^-3 3.6×10^-3～7.9×10^-3

2 除尘水循环使用存在问题

　　除尘水经处理后，在循环使用过程中，我们发现除尘系统的除尘效果不断下降，除尘抽引风机检修频繁，设备故障增多。通过对除尘系统设备进行检查后发现：系统喷嘴由于结垢而部分或全部堵塞，使得喷水效果变差或基本不喷水，设备内部、管道结垢严重。虽经几次停产进行人工清脏、除垢，稍久，情况仍然如故。
　　经测定，平均每天结垢厚度在0.357～0.536mm。经采样，垢色红黄，坚硬呈层状，其成份见表2。

表2 垢样成份 成分 FeO Fe₂O₃ CaO SiO₂ MgO 含量/％ 8.69 27.27 31.83 25.04 6.75

3 结垢原因分析

　　由表2可见，除尘系统设备垢样成份，除了常见由水中钙镁离子所形成的垢以外，还有铁元素等形成的难溶性的垢物。
　　磁化处理，有抑制水垢形成的作用，且具有“溶垢”的功能。除尘水的循环利用率越高，水的磁化程度就越高，可达到完全不结垢的效果。但水中钙硬度也随之增大，当钙硬度大于1.2×10^-2mol/L时，磁化防垢的效果就差。因此，需定期或不定期地向除尘水中投加Na₂CO₃。加入Na₂CO₃后反应生成的CaCO₃等水垢，由于磁场的磁化作用，变得疏松、质脆、附着力弱，容易冲洗，不会在设备上结垢。当钠碱控制在一定量时，可使循环水中钙硬度稳定地保持在2×10^-2mol/L左右。
　　但反过来，除尘水循环利用率越低，水的磁化程度就越低，防垢、溶垢的功能就会消失。这主要是由于循环率太低致使磁化水量大大降低，达不到影响结晶中心的形成和沉积速度所需的磁通量，不利于除尘水主体内部的结晶速度，因而易形成大颗粒的垢晶体，最终导致结垢。

4 采取的对策

　　根据上述分析的原因，我们提出并实施两项相应综合对策：一是提高除尘水的循环利用率，实行“零排放”；二是控制和保持除尘水中钠碱量，确保“高碱度”。

　　4.1 提高除尘水的循环率
　　针对除尘系统中的缺陷，有计划地进行改造，排除了其它水进入除尘水循环系统中导致除尘水不平衡的因素。同时，严格控制补水量，做到适时补水，不溢流。对除尘水循环处理过程中泥浆脱水产生的滤液及冲洗地坪的废水，严禁外排，收集、处理循环使用。目前，除尘水的循环利用率达到95％以上。

　　4.2 不定期投加Na₂CO₃
　　不定期在供水泵房热水池中投加Na₂CO₃。实践表明，钠碱量达1.6×10^-2～2.0×10^-2mol/L时为佳。即以此为控制目标，每4h取样化验一次，达不到此范围值时，即投加Na₂CO₃。在实际操作过程中，我们发现，在热水井中投加Na₂CO₃时，一是投加操作不方便（池高2.5m），安全系数低；二是因无搅拌设施，一小部分未能溶解的Na₂CO₃沉积到池底，造成不必要浪费。为此，将投加点改到钢制主污水槽上。此处操作方便，易行、安全、水温较高（50℃以上）且在流动，因而Na₂CO₃投加后，很快溶解扩散，其效果好，不浪费。

5 处理效果

　　自投加工业碱，除尘水中钠碱基本保持在1.6×10^-2～2.0×10^-2mol/L，并采取措施确保除尘水循环利用率达95％以上，解决了严重的结垢问题，使大量的磁垢脱落，不再产生新的尘垢，毋须专门的停产清脏、除垢。除尘效果达到并保持在理想状态。因结垢而导致除尘风机停产检修频率明显减少，结果见表3。

表3 改造前后风机检修情况对照 时间 风机转子更换
总数/件 轴瓦更换总数 热停工时间
/min 大瓦/付 小瓦/付 改造前 170 120 108 6756 改造后 112 62 46 915

参考文献：
[1]陆柱，陈中兴，等．水处理技术[M]，上海：华东理工大学出版社，2000，10．
[2]夏克盛，丁玉娟，岳永亮．空调系统水质及水处理问题探讨[J]．暖通空调，2001，(1)：76－77．

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作者简介：
袁廷键（196－），男，工程师。联系电话：0551－4402587