CN104016429B - 一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的工艺及设备，该设备包括余热锅炉(3)、蒸发冷却器(4)、电除尘(5)、ID风机(6)、焦化废水喷入***(19)，其特征在于，余热锅炉(3)、蒸发冷却器(4)、电除尘(5)、ID风机(6)依次连接，焦化废水喷入***(19)与蒸发冷却器(4)连接；蒸发冷却器(4)用于雾化焦化废水，并在催化剂作用下进行热解反应。本发明还涉及转炉除尘高温烟气热解焦化废水的工艺。本发明可以直接处理焦化废水，不需要进行前期生化处理，省去了焦化厂生化处理的工艺步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的工艺及设备，属于钢铁冶金化工技术领域。
背景技术
转炉除尘***中，烟气在烟道***中经过余热锅炉换热后，烟气温度为850℃～1000℃，在这个位置通过喷入大量的水，对烟气进行蒸发冷却，使烟气冷却至200℃左右，该过程不仅对烟气进行粉尘带电调质处理，同时也进行了粗除尘，但冷却过程使大量的烟气显热损失，并消耗了大量的水资源，耗水量约为0.1m3/吨钢。
焦化废水通过生化处理很难达到排放指标，尤其是山东省新执行的COD30ppm以下的指标，通过研究表明，焦化废水中所含有机物在400℃左右时才会完全分解，如果利用转炉除尘***高温烟气，以焦化废水替代现在所用的新水对烟气进行雾化蒸发冷却，不仅可以节约大量的新水，还可以利用烟气850℃～1000℃的热能，对焦化废水中的有机物进行热分解，使两套***相互利用各自的优势，除尘***利用焦化废水中的水能源进行冷却，焦化废水利用转炉除尘烟气的热能源进行分解，达到完全处理焦化废水的目的又不影响除尘的效率。
中国专利文献CN1948188A(申请号200610022136.8)公开了一种焦化废水零排放处理工艺，特点是“以废治废”，实现焦化废水的“零排放”。其特征在于焦化废水经过初步蒸氨后，不添加稀释水进行生化处理，处理出水不排放直接回用于炼钢转炉除尘***，利用转炉烟尘、烟气在高温条件下进一步降解焦化废水中的氨氮、酚、氰、COD等污染物，出水经过絮凝沉降、过滤、水质稳定等工序达到转炉除尘水的水质要求，在炼钢转炉除尘***中循环使用。但焦化废水需要先经处理才可用于转炉除尘，且只能用于湿法除尘。
中国专利文献CN1721344(申请号200410040215.2)公开了一种新型的焦化废水处理及回用技术，其特点是采用物理化学方法处理焦化废水，去除焦化废水中的氨氮、酚、氰、悬浮物等污染物，使其达到可以回用的标准，然后将处理后的焦化废水作为生产用水回用到转炉除尘、焦化洗氨、烧结等内部其它***。但焦化废水需要先经处理才可用于转炉除尘。
通过国内外检索，未发现有利用转炉高温烟气处理焦化废水的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用转炉高温烟气热解焦化废水的工艺。
本发明的另一目的是提供一种利用转炉高温烟气热解焦化废水的设备组合。
发明概述
本发明主要利用转炉冶炼过程中，产生的高温烟气的热能来热解焦化废水，转炉在生产过程中产生的高温烟气通过烟罩、余热锅炉后，仍然具有较高的温度，温度在850℃～1000℃范围内，利用转炉原有的蒸发冷却器将适量的焦化废水喷入到高温的烟气中，利用烟气的热能将焦化废水的有机物进行分解为常温下为气态的物质进入转炉煤气***中，达到处理焦化废水的目的，又能节约原来喷入烟气的新水，达到完全处理焦化废水的目的。
发明详述
本发明的技术方案如下：
一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，包括余热锅炉(3)、蒸发冷却器(4)、电除尘(5)、ID风机(6)、焦化废水喷入***(19)，其特征在于，余热锅炉(3)、蒸发冷却器(4)、电除尘(5)、ID风机(6)依次连接，焦化废水喷入***(19)与蒸发冷却器(4)连接；蒸发冷却器(4)用于雾化焦化废水，并在催化剂作用下进行热解反应。
焦化废水喷入***接入蒸发冷却器中，充分利用了转炉除尘设备中蒸发冷却器内烟气的温度，对未经处理的焦化废水中的有机物进行热解。
优选的，所述利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，还包括活动烟罩(2)，活动烟罩(2)连接转炉(1)和余热锅炉(3)，用于回收转炉冶炼过程中的高温烟气。
优选的，所述利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，还包括输灰***(18)，输灰***(18)位于蒸发冷却器(4)和电除尘(5)下部，用于收集粉尘，以便于清理灰尘和输出。
由于采用未经处理的焦化废水，导致蒸发冷却器和电除尘下部的粉尘产生较现有设备高出很多，从而易影响后续设备运行安全及除尘效果，增加输灰***后，可以及时将产生的粉尘从***中清除，不影响设备运行和除尘效果。
优选的，焦化废水喷入***(19)还连接二次焦化废水***(17)，二次焦化废水***(17)与煤冷器(9)相连接，未分解的焦化废水中的有机物在煤冷器(9)冷却作用下形成凝结水进入到二次焦化废水***(17)，二次焦化废水***(17)将冷凝下来的含有有机物的冷凝水输送到焦化废水喷入***(19)喷入蒸发冷却器(4)进行二次热解。
经过焦化废水喷入***(19)的焦化废水经过高温热解后，形成烟气，烟气在经过煤冷器(9)经过初次冷凝冷却到65℃时，未分解的焦化废水中的有机物在煤冷器(9)冷却作用下形成凝结水进入到二次焦化废水***(17)，二次焦化废水***(17)将冷凝下来的含有有机物的冷凝水输送到焦化废水喷入***(19)喷入蒸发冷却器(4)进行二次热解。该结构利用了未分解有机物经降温后易形成凝结水的特性，将在煤冷器中含有有机物的凝结水重新喷入蒸发冷却器中进行二次热解，极大提高了有机物的分解率。
优选的，蒸发冷却器(4)有两组喷嘴，一组喷嘴1位于蒸发冷却器(4)侧壁的上部，另一组喷嘴2位于蒸发冷却器(4)侧壁的下部。将焦化废水喷入图2中的蒸发冷却器(4)中，喷嘴I(20)用于焦化废水的热解，喷嘴II(21)用于转炉烟气的温度控制。
一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的工艺，包括：将焦化废水喷入到转炉除尘***中，利用转炉中的高温烟气将焦化废水中的有机物热解，得到的气态物质，气态物质进入转炉煤气***中。
所述焦化废水为：焦化厂生产过程中产生的蒸氨废水、煤焦油加工过程中的脱水及其它未经生化处理的焦化废水。
所述利用转炉中的高温烟气将焦化废水中的有机物热解为：在转炉生产过程中产生的烟气通过转炉余热锅炉进入蒸发冷却烟道后，喷入焦化废水，在催化剂作用下进行热解反应；喷入焦化废水时，烟气的温度为600℃～1000℃。余热锅炉与蒸发冷却烟道依次连接。
优选的，烟气的温度为850℃～1000℃。
优选的，焦化废水的喷入量为0.1～0.3m3/吨钢。优选的，焦化废水的喷入量为0.1m3/吨钢。该单位表示转炉生产过程中喷入蒸发冷却器的焦化废水与转炉每吨钢产量之间的关系。
优选的，所述的催化剂为焦化废水热解催化剂CW-18JHFS，用量为：80～150ppm。添加的催化剂也可以为本领域惯用市售同类型催化剂。
所述的转炉除尘***包括干法除尘***、湿法除尘***以及半干法除尘***。
所述利用转炉高温烟气热解焦化废水的工艺中的焦化废水喷入位置为：从转炉余热锅炉后到电除尘或者湿法除尘之前的部位。
所述的利用转炉除尘***热解焦化废水所述的转炉包括大小所有的转炉。
优选的，还包括将气态物质在65℃时进行初次冷凝，得到的冷凝水喷入到转炉除尘***中，对冷凝水中的有机物进行二次热解的步骤。
本发明技术方案的特点：
1、本发明可以直接处理焦化废水，不需要进行前期生化处理，省去了焦化厂生化处理的工艺步骤；
2、本发明采用未经处理的焦化废水代替代替转炉干法除尘中的蒸发冷确新水，节约了转炉干法除尘的新水用量；
3、本发明不仅可以应用于湿法除尘***以及半干法除尘***中，还可以应用于转炉干法除尘***中，较只能应用于转炉湿法除尘***的传统方法，应用范围广。
4、本发明利用转炉干法除尘的原有设备、原有控制***等设备进行焦化废水的热解，大大降低了设备投资。
附图说明
图1为利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合的结构示意图；
图2为蒸发冷却器的结构示意图；
其中：1：转炉；2：活动烟罩；3：余热锅炉；4：蒸发冷却器；5：电除尘；6：ID风机；7：切换站；8：放散烟囱；9：煤冷器；10泄爆水封：11：煤气柜；12：加压站；13：并高炉网；14：并混合网；15：钢包间自用；16：连铸自用；17：二次焦化废水***；18：输灰***；19：焦化废水喷入***；20：喷嘴I；21：喷嘴II。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。
实施例中所述焦化废水热解催化剂CW-18JHFS，西安树诚化工科技有限公司有售。
实施例1
一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，如图1所示，包括：余热锅炉3、蒸发冷却器4、电除尘5、ID风机6、焦化废水喷入***19，余热锅炉3、蒸发冷却器4、电除尘5、ID风机6依次连接，焦化废水喷入***19与蒸发冷却器4连接；蒸发冷却器4用于雾化焦化废水，并在催化剂作用下进行热解反应；
所述利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，还包括活动烟罩2，活动烟罩2连接转炉1和余热锅炉3，用于回收转炉冶炼过程中的高温烟气；
所述利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，还包括输灰***18，输灰***18位于蒸发冷却器4和电除尘5下部；用于收集粉尘，以便于清理灰尘和输出。
所述焦化废水喷入***19还连接二次焦化废水***17，二次焦化废水***17与煤冷器9相连接，未分解的焦化废水中的有机物在煤冷器9冷却作用下形成凝结水进入到二次焦化废水***17，二次焦化废水***17将冷凝下来的含有有机物的冷凝水输送到焦化废水喷入***19喷入蒸发冷却器4进行二次热解。
所述的蒸发冷却器4有两组喷嘴，一组喷嘴1位于蒸发冷却器4侧壁的上部，另一组喷嘴2位于蒸发冷却器4侧壁的下部。将焦化废水喷入图2中的蒸发冷却器4中，喷嘴I20用于焦化废水的热解，喷嘴II21用于转炉烟气的温度控制。
利用转炉除尘***热解焦化废水的过程如图1所示，转炉1在冶炼过程中产生的烟气，尤其是在冶炼吹氧期，产生的烟气在ID风机6的引导下，进入活动烟罩2，然后进入余热锅炉3，进行热回收，从余热锅炉出来进入蒸发冷却器4，在蒸发冷却器4中喷入焦化废水对高温烟气进行降温，同时焦化废水中的有机物被受热热解成气态的分子量较低的有机物进入烟气中，在这个过程中进行重力除尘，烟气中40～50％的灰尘在这里被除去，降温到200℃左右的烟气进一步到电除尘5，通过电除尘烟气含尘量降低到≤10mg/Nm3，烟气进入切换站7，通过检测烟气中的氢含量，氢含量低于15％时将烟气切换到放散烟囱8中，氢含量高于15％时烟气进一步到冷媒器9，经过冷媒器9的冷却使转炉煤气冷却到65℃，这时原来烟气中的水蒸气及大分子量的有机物被冷却到凝结水中回收到二次焦化废水***17，在二次焦化废水***中，再循环打到蒸发冷却器4，进行二次热解反应，经过冷媒器9的转炉煤气，进入到泄爆水封10，泄爆水封10用于调控烟气压力，经过泄爆水封10的煤气进入煤气柜11，在煤气柜11进行煤气的储存、压力调节等，经过煤气柜11的煤气，经过加压站12进行加压，输送给煤气用户并高炉网13、并混合网14、给钢包间自用15、连铸自用16。
实施例2
一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，包括：余热锅炉3、蒸发冷却器4、电除尘5、ID风机6、焦化废水喷入***19，余热锅炉3、蒸发冷却器4、电除尘5、ID风机6依次连接，焦化废水喷入***19与蒸发冷却器4连接；蒸发冷却器4用于雾化焦化废水，并在催化剂作用下进行热解反应；
所述利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，还包括活动烟罩2，活动烟罩2连接转炉1和余热锅炉3，用于回收转炉冶炼过程中的高温烟气；
所述利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，还包括输灰***18，输灰***18位于蒸发冷却器4和电除尘5下部；用于收集粉尘，以便于清理灰尘和输出。
所述焦化废水喷入***19还连接二次焦化废水***17，二次焦化废水***17与煤冷器9相连接，未分解的焦化废水中的有机物在煤冷器9冷却作用下形成凝结水进入到二次焦化废水***17，二次焦化废水***17将冷凝下来的含有有机物的冷凝水输送到焦化废水喷入***19喷入蒸发冷却器4进行二次热解。
由于采用普通的蒸发冷却器，所以在温度控制方面较实施例1差。
实施例3
一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，包括余热锅炉(3)、蒸发冷却器(4)、电除尘(5)、ID风机(6)、焦化废水喷入***(19)，其特征在于，余热锅炉(3)、蒸发冷却器(4)、电除尘(5)、ID风机(6)依次连接，焦化废水喷入***(19)与蒸发冷却器(4)连接；蒸发冷却器(4)用于雾化焦化废水，并在催化剂作用下进行热解反应。
该实施例可以实现焦化废水的热解目的，但在热解效果、设备稳定运行及温度控制方面较实施例1差。
实施例4
一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的工艺，采用如实施例1所述的利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，将焦化废水喷入到转炉干法除尘***中，在120吨转炉冶炼生产过程中产生的烟气通过转炉余热锅炉进入蒸发冷却烟道后，喷入焦化废水，在催化剂作用下进行热解反应；喷入焦化废水时，烟气的温度为600℃，焦化废水的喷入量为0.2m3/吨钢，得到的气态物质进入转炉煤气***中。
所述的催化剂为焦化废水热解催化剂CW-18JHFS，用量为：100ppm。
在转炉干法除尘***电除尘后面的煤冷器进气口和出气口分别回收烟气中的水蒸气，分析水蒸气的COD，验证利用转炉高温烟气热解焦化废水的效果，结果如表1和表2所示。
实施例5
如实施例4所述的一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的工艺，不同之处在于：在120吨转炉冶炼过程中，在烟气温度700℃时，焦化废水喷入量为0.2m3/吨钢。
在转炉干法除尘***电除尘后面的煤冷器进气口和出气口分别回收烟气中的水蒸气，分析水蒸气的COD，验证利用转炉高温烟气热解焦化废水的效果，结果如表1和表2所示。
实施例6
如实施例4所述的一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的工艺，不同之处在于：在120吨转炉冶炼过程中，在烟气温度800℃时，焦化废水喷入量为0.2m3/吨钢。
在转炉干法除尘***电除尘后面的煤冷器进气口和出气口分别回收烟气中的水蒸气，分析水蒸气的COD，验证利用转炉高温烟气热解焦化废水的效果，结果如表1和表2所示。
实施例7
如实施例4所述的一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的工艺，不同之处在于：在120吨转炉冶炼过程中，在烟气温度900℃时，焦化废水喷入量为0.2m3/吨钢。
在转炉干法除尘***电除尘后面的煤冷器进气口和出气口分别回收烟气中的水蒸气，分析水蒸气的COD，验证利用转炉高温烟气热解焦化废水的效果，结果如表1和表2所示。
将本发明实施例2～5的分别回收的烟气冷凝水进行COD的分析，以确定利用转炉干法除尘***不同烟气温度下焦化废水的热分解处理情况(如表1所示)，以及在经过煤冷器处理前，冷凝水中有机物含量的变化情况(如表2所示)：
表1
| 废水中COD含量 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
| 烟气温度℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | |
| 焦化废水喷入量 | 0.2m3/吨钢 | 0.2m3/吨钢 | 0.2m3/吨钢 | 0.2m3/吨钢 | |
| 脱萘前废水 | 7500ppm | 3750ppm | 1500ppm | 375ppm | 225ppm |
| 蒸氨废水 | 6000ppm | 3000ppm | 1200ppm | 240ppm | 36ppm |
| 生化后废水 | 450ppm | 250ppm | 90ppm | 22.5ppm | 13.5ppm |
表2
| 废水中COD含量 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
| 烟气温度℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | |
| 焦化废水喷入量 | 0.2m3/吨钢 | 0.2m3/吨钢 | 0.2m3/吨钢 | 0.2m3/吨钢 | |
| 脱萘前废水 | 7500ppm | 5500ppm | 3500ppm | 800ppm | 300ppm |
| 蒸氨废水 | 6000ppm | 2200ppm | 1800ppm | 270ppm | 48ppm |
| 生化后废水 | 450ppm | 400ppm | 380ppm | 160ppm | 36ppm |
Claims (8)
1.一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的设备组合，包括余热锅炉（3）、蒸发冷却器（4）、电除尘(5)、ID风机(6)、焦化废水喷入***(19)，其特征在于，余热锅炉（3）、蒸发冷却器（4）、电除尘(5)、ID风机(6)依次连接，焦化废水喷入***(19)与蒸发冷却器（4）连接；蒸发冷却器（4）用于雾化焦化废水，并在催化剂作用下进行热解反应；
焦化废水喷入***(19)还连接二次焦化废水***（17），二次焦化废水***（17）与煤冷器（9）相连接，未分解的焦化废水中的有机物在煤冷器（9）冷却作用下形成凝结水进入到二次焦化废水***（17），二次焦化废水***（17）将冷凝下来的含有有机物的冷凝水输送到焦化废水喷入***(19)喷入蒸发冷却器（4）进行二次热解；
还包括活动烟罩（2），活动烟罩（2）连接转炉（1）和余热锅炉（3），用于回收转炉冶炼过程中的高温烟气。
2.如权利要求1所述的设备组合，其特征在于，还包括输灰***（18），输灰***（18）位于蒸发冷却器（4）和电除尘(5)下部。
3.如权利要求1所述的设备组合，其特征在于，蒸发冷却器（4）有两组喷嘴，一组喷嘴1位于蒸发冷却器（4）侧壁的上部，另一组喷嘴2位于蒸发冷却器（4）侧壁的下部。
4.一种利用转炉除尘高温烟气热解焦化废水的工艺，将焦化废水喷入到转炉除尘***中，在转炉生产过程中产生的烟气通过转炉余热锅炉进入蒸发冷却烟道后，喷入焦化废水，在催化剂作用下进行热解反应；喷入焦化废水时，烟气的温度为600℃～1000℃，得到的气态物质进入转炉煤气***中；
还包括将气态物质在65℃时进行初次冷凝，得到的冷凝水喷入到转炉除尘***中，对冷凝水中的有机物进行二次热解的步骤。
5.如权利要求4所述的工艺，其特征在于，烟气的温度为850℃～1000℃。
6.如权利要求4所述的工艺，其特征在于，焦化废水的喷入量为0.1～0.3m3/吨钢。
7.如权利要求6所述的工艺，其特征在于，焦化废水的喷入量为0.1m3/吨钢。
8.如权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述的催化剂为焦化废水热解催化剂CW-18JHFS，用量为：80～150ppm。
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| PB01 | Publication | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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