申國強(qiáng)

（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(jīng)濟(jì)增長方式一直是過去的粗放式增長，近幾年隨著環(huán)境污染的加劇以及我國能耗過高、能源危機(jī)意識的出現(xiàn)，國家提出了節(jié)能減排的目標(biāo)措施，其目的也是為了改變經(jīng)濟(jì)增長方式，想集約型方式轉(zhuǎn)變。在這樣的背景下，我國一大批鋼鐵、冶金、化工企業(yè)將不得不面臨如何實(shí)現(xiàn)節(jié)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(zhuǎn)爐煙氣除塵污水處理現(xiàn)狀與問題分析

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

(1)轉(zhuǎn)爐煙氣除塵方法

目前對轉(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)除塵主要是借助于除塵器實(shí)現(xiàn)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(shè)備投資小，操作簡單，不會產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，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(shè)備投資大，且后期維護(hù)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(jìn)入了除塵循環(huán)中，會產(chǎn)生二次污染，因而應(yīng)用有一定限制。

④ 袋式除塵

袋式除塵是依靠有機(jī)纖維或無機(jī)纖維過濾布將氣體中的塵粒過濾而實(shí)現(xiàn)除塵的，這種除塵方式適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用前景廣闊，后期維護(hù)中需要定期對除塵袋進(jìn)行清洗或者更換。

(2)轉(zhuǎn)爐污水處理方法

對于轉(zhuǎn)爐排出的污水，目前主要借助于以下兩種方法實(shí)現(xiàn)污水的處理：

①物理法：物理或機(jī)械的分離過程，如過濾，沉淀，離心分離，上浮等方法。

②化學(xué)法：加入化學(xué)物質(zhì)與污水中有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化過程，如中和，氧化，還原，分解，混凝，化學(xué)沉淀等方法。

目前對于轉(zhuǎn)爐除塵和污水處理的方法，從應(yīng)用的實(shí)際效果來說，效果一般，很難達(dá)到預(yù)期的理想效果，具體而言，存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

① 除塵及污水處理效果差。對于轉(zhuǎn)爐的除塵及污水處理，以目前現(xiàn)有的技術(shù)和設(shè)備而言，處理效果差強(qiáng)人意，很難達(dá)到國家預(yù)期的節(jié)能減排的目標(biāo)。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(zhì)量依然有較為嚴(yán)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(chǎn)生二次污染。在除塵及污水處理過程中有可能會產(chǎn)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(shí)現(xiàn)排放，或者又要花費(fèi)一定的治污費(fèi)對二次污染的水進(jìn)行治理，加大了污染治理的成本。③ 除塵及污水處理設(shè)備難以達(dá)標(biāo)。我國目前在役的除塵設(shè)備與污水處理設(shè)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(dá)標(biāo)的除塵及污水處理設(shè)備，自然無法實(shí)現(xiàn)理想有效的除塵及污水處理效果，所以節(jié)能減排目標(biāo)自然無法實(shí)現(xiàn)。

3 轉(zhuǎn)爐煙氣除塵污水處理工藝探索

3.1 煙氣除塵工藝優(yōu)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(zhuǎn)爐在煉鋼過程中，從煙氣進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器開始到煤氣冷卻器為止的除塵工藝為研究對象進(jìn)行工藝探索。

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

(2)具體除塵工藝為：① 將轉(zhuǎn)爐排出的煙氣進(jìn)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(dá)到熱能循環(huán)利用的目的，而冷卻煙道通過降低溫度實(shí)現(xiàn)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(jìn)入蒸發(fā)冷卻器，蒸發(fā)冷卻器通過高壓霧化噴嘴，將高壓蒸汽霧化水介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)對煙氣的進(jìn)一步冷卻，在進(jìn)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(jìn)入電除塵器，通過電場的電磁作用，灰塵實(shí)現(xiàn)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(jīng)過初步除塵的煙氣中含有精細(xì)粉塵，這時煙氣經(jīng)過高壓直流脈沖電源的電離，細(xì)粉塵能夠進(jìn)一步被電離除塵，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步除塵；⑤ 經(jīng)過精細(xì)粉塵除塵之后的煙氣為合格煙氣，經(jīng)進(jìn)一步冷卻降溫后進(jìn)入煤氣柜。

3.2 污水處理改良工藝探索

針對目前轉(zhuǎn)爐排出的污水，可以采用物理方法與化學(xué)方法相結(jié)合的物理化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)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(tài)的固體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經(jīng)過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。一級處理屬于二級處理的預(yù)處理。

二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì) (BOD，COD物質(zhì))，去除率可達(dá)90%以上，使有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

三級處理，進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、氮和磷等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)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(jīng)過污水提升泵提升后，經(jīng)過格柵或者砂濾器，之后進(jìn)入沉砂池，經(jīng)過砂水分離的污水進(jìn)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(jìn)入生物處理設(shè)備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應(yīng)器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設(shè)備的出水進(jìn)入二次沉淀池，二次沉池的出水經(jīng)過消毒排放或者進(jìn)入三級處理，一級處理結(jié)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(shè)備，一部分進(jìn)入污泥濃縮池，之后進(jìn)入污泥消化池，經(jīng)過脫水和干燥設(shè)備后，污泥被最后利用。

結(jié)語

隨著我國加入WTO以及各項(xiàng)國際環(huán)保公約，我國對廢棄排放執(zhí)行了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，我國節(jié)能減排目標(biāo)的提出也是順應(yīng)這一趨勢而發(fā)展提倡的。如何實(shí)現(xiàn)煙氣除塵污水處理是擺放在我國目前高能耗企業(yè)面前的一個重要而棘手的問題，要實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)增長方式由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，就必須首先改變能耗污染的現(xiàn)狀。本論文對于轉(zhuǎn)爐煙氣除塵和污水處理工藝的探索，對于我國實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有顯著促進(jìn)意義和指導(dǎo)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(nèi)推廣應(yīng)用的。

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