轉爐煙氣除塵污水處理工藝探索

申國強

（河北省武安市新興鑄管股份有限公司動控部煤氣工段，河北 武安 056300）

1 概述

我國經濟增長方式一直是過去的粗放式增長，近幾年隨著環境污染的加劇以及我國能耗過高、能源危機意識的出現，國家提出了節能減排的目標措施，其目的也是為了改變經濟增長方式，想集約型方式轉變。在這樣的背景下，我國一大批鋼鐵、冶金、化工企業將不得不面臨如何實現節能減排，以及如何對污染廢棄物回收凈化處理等一系列問題。

2 轉爐煙氣除塵污水處理現狀與問題分析

轉爐是煉鋼爐的一種，主要用于鋼鐵、冶金等行業。轉爐的爐體可轉動，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。通常將轉爐多次冶煉過程回收的煤氣經降溫、除塵，輸入儲氣柜，混勻后再輸送給用戶。

(1)轉爐煙氣除塵方法

目前對轉爐實現除塵主要是借助于除塵器實現除塵，具體來說有以下幾種方式：

① 重力除塵

重力除塵顧名思義，就是利用重力作用將塵粒沉淀并分離捕捉的一種除塵器。重力除塵具有設備投資小，操作簡單，不會產生二次污染等優點，但是除塵效果一般，無法適用于除塵要求較高的場合。

② 電除塵

電除塵是利用電極放電原理，將灰塵顆粒電離帶電，從而在電場的作用下吸附于集塵電極上，再依靠振打裝置將吸附在集塵電極上的灰塵抖落至集塵器中。這種除塵方式效率高，且除塵效果好，但是設備投資大，且后期維護管理成本高。

③ 濕式除塵。濕式除塵是依靠塵粒與水或者水滴碰撞凝聚，從而將塵粒從氣流中分離出來，也是一種操作簡單的除塵方法，但是由于水進入了除塵循環中，會產生二次污染，因而應用有一定限制。

④ 袋式除塵

袋式除塵是依靠有機纖維或無機纖維過濾布將氣體中的塵粒過濾而實現除塵的，這種除塵方式適應性強，應用前景廣闊，后期維護中需要定期對除塵袋進行清洗或者更換。

(2)轉爐污水處理方法

對于轉爐排出的污水，目前主要借助于以下兩種方法實現污水的處理：

①物理法：物理或機械的分離過程，如過濾，沉淀，離心分離，上浮等方法。

②化學法：加入化學物質與污水中有害物質發生化學反應的轉化過程，如中和，氧化，還原，分解，混凝，化學沉淀等方法。

目前對于轉爐除塵和污水處理的方法，從應用的實際效果來說，效果一般，很難達到預期的理想效果，具體而言，存在的問題主要表現在以下幾個方面：

① 除塵及污水處理效果差。對于轉爐的除塵及污水處理，以目前現有的技術和設備而言，處理效果差強人意，很難達到國家預期的節能減排的目標。在除塵之后的煙氣中還是會存在大量粉塵顆粒，對于空氣質量依然有較為嚴重的影響；而污水處理之后存在較多重金屬離子，無法直接排放，污染處理效果較差。② 除塵及污水處理過程中會產生二次污染。在除塵及污水處理過程中有可能會產生二次污染，比如水的使用，會使得遭受二次污染的水無法實現排放，或者又要花費一定的治污費對二次污染的水進行治理，加大了污染治理的成本。③ 除塵及污水處理設備難以達標。我國目前在役的除塵設備與污水處理設備，普遍存在著老化、超齡服役及故障失修等問題，使用這樣一批無法達標的除塵及污水處理設備，自然無法實現理想有效的除塵及污水處理效果，所以節能減排目標自然無法實現。

3 轉爐煙氣除塵污水處理工藝探索

3.1 煙氣除塵工藝優化探索

為了使所探討的煙氣除塵更具有針對性，這里以煉鋼轉爐在煉鋼過程中，從煙氣進入蒸發冷卻器開始到煤氣冷卻器為止的除塵工藝為研究對象進行工藝探索。

(1)除塵工藝設備按照除塵工藝的工序順序，主要由蒸發冷卻器、圓筒電除塵器、風機、切換站、煤氣冷卻器等設備組成，按照先物理降溫，后電除塵，再精細除塵，最后儲存煙氣的步驟實施除塵工藝。

(2)具體除塵工藝為：① 將轉爐排出的煙氣進入熱回收裝置和冷卻煙道，熱回收裝置主要是通過回收熱能達到熱能循環利用的目的，而冷卻煙道通過降低溫度實現對煙氣的冷卻，在冷卻過程中煙氣液化；② 將液化后的煙氣進入蒸發冷卻器，蒸發冷卻器通過高壓霧化噴嘴，將高壓蒸汽霧化水介質，從而實現對煙氣的進一步冷卻，在進一步冷卻過程中，一些較為粗大的灰塵顆粒逐漸沉淀，形成了初步除塵的粗塵；③ 帶有粗塵的煙氣進入電除塵器，通過電場的電磁作用，灰塵實現電離，在電場的作用下吸附到集塵極，并用振打裝置將粗塵抖落至集塵器中；④ 經過初步除塵的煙氣中含有精細粉塵，這時煙氣經過高壓直流脈沖電源的電離，細粉塵能夠進一步被電離除塵，從而實現進一步除塵；⑤ 經過精細粉塵除塵之后的煙氣為合格煙氣，經進一步冷卻降溫后進入煤氣柜。

3.2 污水處理改良工藝探索

針對目前轉爐排出的污水，可以采用物理方法與化學方法相結合的物理化學方法實現污水處理，整個處理過程可以分為三級處理過程，具體分析如下：

一級處理，主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。

二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質 (BOD，COD物質)，去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標準。

三級處理，進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。

整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升后，經過格柵或者砂濾器，之后進入沉砂池，經過砂水分離的污水進入初次沉淀池，以上為一級處理(即物理處理)，初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設備的出水進入二次沉淀池，二次沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理，一級處理結束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二次沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之后進入污泥消化池，經過脫水和干燥設備后，污泥被最后利用。

結語

隨著我國加入WTO以及各項國際環保公約，我國對廢棄排放執行了嚴格的排放標準，我國節能減排目標的提出也是順應這一趨勢而發展提倡的。如何實現煙氣除塵污水處理是擺放在我國目前高能耗企業面前的一個重要而棘手的問題，要實現我國經濟增長方式由粗放型向集約型轉變，就必須首先改變能耗污染的現狀。本論文對于轉爐煙氣除塵和污水處理工藝的探索，對于我國實現節能減排目標具有顯著促進意義和指導意義，因此本論文所提倡的一些加工工藝是值得在一定范圍內推廣應用的。

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