淺談新時期煉鐵系統的水再生循環利用技術

王根 席志飛 曹建學 賈帥

（河北省宣化鋼鐵集團有限責任公司煉鐵廠，河北 張家口 075100）

0 前言

隨著經濟發展與技術的不斷進步，我國鋼鐵工業也處于快速發展期。作為高能耗行業，鋼鐵生產流程中各環節幾乎都需要大量的水。而相對于我國水資源分布不均的狀況來說，如何將有限的水資源充分利用，最大化實現其使用價值，成為當前鋼鐵企業中節能降耗領域的首要工作。作為鋼鐵企業的主要生產廠之一，煉鐵廠的廢水排放量占去了很大比重。據相關調查顯示，在鋼鐵企業生產中，其用水總量的22.5%均為煉鐵廠生產耗損量所占用。在日益匱乏的水資源現狀要求下，推進水再生、水循環利用技術已經迫在眉睫。筆者在文中就煉鐵系統的水再生循環利用技術展開探討，希望有所幫助。

1 概述

煉鐵系統的設備包含了熱風爐、鼓風機、高爐、高爐煤氣洗滌設施、鑄鐵機等設施，另外還有部分相配套的輔助設施。煉鐵廠的用水一般可分為以下幾種：生產工藝用水、產品直接冷卻用水、設備直接、間接冷卻用水及其他等。本文主要針對高爐煤氣洗滌水、煤氣干法除塵技術、高爐循環冷卻水系統三個方面展開討論。

2 煉鐵系統水再生、循環利用技術

2.1 高爐煤氣洗滌水

據行業內專家研究表明，針對生活污水和高爐煤氣洗滌水，以聚合氯化鋁（PAC）為混凝劑、PAM 為絮凝劑，經化學沉淀處理后，混合廢水中的CODcr 和懸浮物得到大量去除后降低，其去除率分別為90%和99.4%。廢水的NH3-N 及總硬度未產生去除效果。將兩種污水混合，并無污染物相互發生化學作用，均屬于簡單的物理混合。且在廢水在混合處理后，其出水水質對于高爐煤氣洗滌水的再生循環利用要求均可滿足。這樣不僅實現了100%的生活污水回收利用率，更使洗滌水循環系統用水量得以減少。

另外一種研究針對煤氣洗滌廢水采用PAC 混凝-微濾膜過濾、Fenton 氧化、PAM 與PAC 混凝和NaClO 的組合氧化處理措施，各種藥劑的投放量分別為90mg/L、50 ml/L、62.5 mg/L+75 mg/L、12 ml/L。通過試驗所得結果，發現此氧化組合處理技術具有相當優良的效果，在廢水中的氨氮、揮發酚、懸浮物和氰化物均有＞99%的去除率。水質經過此技術處理后比較優良，其中氨氮、揮發酚、氟化物和氰化物的質量濃度分別為1.54mg/L、0.06 mg/L、0.38 mg/L、0.02 mg/L，CODcr 檢測為30.74 mg/L，濁度小于0.5NTU，經處理后的廢水完全無異味，且顏色與正常水無異，廢水質量滿足了再生循環利用要求。

2.2 煤氣干法除塵技術

在750m3以下的高爐技術中，全干法除塵技術比較成熟，因而具有較廣的應用；全干法除塵技術應用于大型高爐中，投資相對較大，但具有運行安全且節水效果良好，從企業節能減排層面來看，全干法除塵技術應在行業內廣泛推廣。全干法除塵技術用水量極少，僅僅在清灰加濕環節會需求少量水，用量僅為4~6m3/d，與0.2m3/t 的濕法新水耗費量相比，有大幅降低，節水效果極為明顯。

2.3 高爐循環冷卻水系統

高爐冷卻水系統包括了軟水汽化冷卻系統、閉路軟水凈循環冷卻系統、開路過濾水凈循環冷卻系統、開路軟水凈循環冷卻系統、直流供水冷卻系統。其中直流供水冷卻系統由于其缺陷性已被行業淘汰；閉路軟水凈循環冷卻系統是當前行業內較為先進的高爐循環水冷卻系統；而與我國國情相符合的，則為開路軟水凈循環冷卻系統。

2.4 軟水密閉循環冷卻系統

在給排水無廢或少廢的工藝系統中，軟水密閉冷卻循環系統作為比較的一種，是冷卻介質為軟水的一種完全密閉的系統。軟水密閉冷卻循環系統包括循環管路、冷卻元件、膨脹罐和控制閥門等部分構成。軟水密閉冷卻循環系統具有以下特點：

（1）軟水密閉冷卻循環系統完全封閉，且與外界大氣隔絕。因此能夠保護系統不被外部塵埃、泥沙、微生物等侵入造成損害。

（2）軟水密閉冷卻循環系統中水分不產生濃縮、蒸發效果，僅僅會在法蘭接合處和循環水泵軸封處發生漏損水量。其中補充水量大約為循環水量的0.1%~0.2%。同時也基本防止了系統出現結垢的問題。但軟水密閉冷卻循環系統依然存在較大問題，即腐蝕問題。氧的逸出會在水溫＞60℃時占優勢，促使氧濃度差電池的形成，進而與其他電池相附加產生更高電位，在此情況下，隨著水溫的不斷升高，腐蝕速率也呈直線上升狀態。因此，應采取相應措施對此種情況進行控制，應將系統完全密封，保證其密封度，設置相應的排氣閥，將少量補水和密封面所帶來的空氣及時予以排除，盡快將水中的溶解氧量降低。同時為使其腐蝕速度得到有效抑制，應對冷卻系統的PH 值加以控制（8.5~9.5），在系統中穩定、連續地加入水質穩定劑，將藥劑濃度控制在指標范圍內，對于鐵的總含量也應予以控制。發生腐蝕的危險信號為鐵的總含量＞1mg/L，此時應采取相應措施及時予以處理。

（3）與工業開路循環系統不同，軟水密閉冷卻循環系統具有諸多優點：具有低度的動力消耗、對于閉路循環水泵的揚程要素決定要素中，可不對供水點的位能和剩余水頭的要素進行考慮，而僅僅考慮系統阻力損失所起的作用。所以，就總裝機容量來說，軟水密閉循環系統比開放式循環系統裝機容量約小1/3 左右。

（4）系統采用N2 定壓，以免有害氣體、油類、氧氣等被壓縮空氣帶入。若出現停電停泵事件，應利用膨脹水罐作安全供水措施。

3 結語

在鋼鐵行業的飛速發展中，煉鐵系統的水再生循環利用技術的廣泛應用帶來了顯著的社會與經濟效益。鋼鐵企業應在以后的發展中不斷探索研究，提高水再生循環利用技術，推進節能減排，實現企業的可持續發展。

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