一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝及設備的制作方法
【專利摘要】一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝及設備，該設備包括余熱鍋爐(3)、蒸發冷卻器(4)、電除塵(5)、ID風機(6)、焦化廢水噴入系統(19)，其特征在于，余熱鍋爐(3)、蒸發冷卻器(4)、電除塵(5)、ID風機(6)依次連接，焦化廢水噴入系統(19)與蒸發冷卻器(4)連接；蒸發冷卻器(4)用于霧化焦化廢水，并在催化劑作用下進行熱解反應。本發明還涉及轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝。本發明可以直接處理焦化廢水，不需要進行前期生化處理，省去了焦化廠生化處理的工藝步驟。
【專利說明】一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝及設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝及設備，屬于鋼鐵冶金化工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]轉爐除塵系統中，煙氣在煙道系統中經過余熱鍋爐換熱后，煙氣溫度為850°C~1000°C，在這個位置通過噴入大量的水，對煙氣進行蒸發冷卻，使煙氣冷卻至200°C左右，該過程不僅對煙氣進行粉塵帶電調質處理，同時也進行了粗除塵，但冷卻過程使大量的煙氣顯熱損失，并消耗了大量的水資源，耗水量約為0.1m3/噸鋼。
[0003]焦化廢水通過生化處理很難達到排放指標，尤其是山東省新執行的C0D30ppm以下的指標，通過研究表明，焦化廢水中所含有機物在400°C左右時才會完全分解，如果利用轉爐除塵系統高溫煙氣，以焦化廢水替代現在所用的新水對煙氣進行霧化蒸發冷卻，不僅可以節約大量的新水，還可以利用煙氣850°C~1000°C的熱能，對焦化廢水中的有機物進行熱分解，使兩套系統相互利用各自的優勢，除塵系統利用焦化廢水中的水能源進行冷卻，焦化廢水利用轉爐除塵煙氣的熱能源進行分解，達到完全處理焦化廢水的目的又不影響除塵的效率。
[0004]中國專利文獻CN1948188A(申請號200610022136.8)公開了一種焦化廢水零排放處理工藝，特點是“以廢 治廢”，實現焦化廢水的“零排放”。其特征在于焦化廢水經過初步蒸氨后，不添加稀釋水進行生化處理，處理出水不排放直接回用于煉鋼轉爐除塵系統，利用轉爐煙塵、煙氣在高溫條件下進一步降解焦化廢水中的氨氮、酚、氰、COD等污染物，出水經過絮凝沉降、過濾、水質穩定等工序達到轉爐除塵水的水質要求，在煉鋼轉爐除塵系統中循環使用。但焦化廢水需要先經處理才可用于轉爐除塵，且只能用于濕法除塵。
[0005]中國專利文獻CN1721344(申請號200410040215.2)公開了一種新型的焦化廢水處理及回用技術，其特點是采用物理化學方法處理焦化廢水，去除焦化廢水中的氨氮、酚、氰、懸浮物等污染物，使其達到可以回用的標準，然后將處理后的焦化廢水作為生產用水回用到轉爐除塵、焦化洗氨、燒結等內部其它系統。但焦化廢水需要先經處理才可用于轉爐除
/1、土。
[0006]通過國內外檢索，未發現有利用轉爐高溫煙氣處理焦化廢水的報道。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種利用轉爐高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝。
[0008]本發明的另一目的是提供一種利用轉爐高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合。
[0009]發明概述
[0010]本發明主要利用轉爐冶煉過程中，產生的高溫煙氣的熱能來熱解焦化廢水，轉爐在生產過程中產生的高溫煙氣通過煙罩、余熱鍋爐后，仍然具有較高的溫度，溫度在850°C~1000°C范圍內，利用轉爐原有的蒸發冷卻器將適量的焦化廢水噴入到高溫的煙氣中，利用煙氣的熱能將焦化廢水的有機物進行分解為常溫下為氣態的物質進入轉爐煤氣系統中，達到處理焦化廢水的目的，又能節約原來噴入煙氣的新水，達到完全處理焦化廢水的目的。
[0011]發明詳述
[0012]本發明的技術方案如下:
[0013]一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合，包括余熱鍋爐(3)、蒸發冷卻器(4)、電除塵(5)、ID風機(6)、焦化廢水噴入系統(19)，其特征在于，余熱鍋爐(3)、蒸發冷卻器(4)、電除塵(5)、ID風機(6)依次連接，焦化廢水噴入系統(19)與蒸發冷卻器(4)連接；蒸發冷卻器(4)用于霧化焦化廢水，并在催化劑作用下進行熱解反應。
[0014]焦化廢水噴入系統接入蒸發冷卻器中，充分利用了轉爐除塵設備中蒸發冷卻器內煙氣的溫度，對未經處理的焦化廢水中的有機物進行熱解。
[0015]優選的，所述利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合，還包括活動煙罩
(2)，活動煙罩(2)連接轉爐(I)和余熱鍋爐(3)，用于回收轉爐冶煉過程中的高溫煙氣。
[0016]優選的，所述利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合，還包括輸灰系統
(18)，輸灰系統(18)位于蒸發冷卻器(4)和電除塵(5)下部，用于收集粉塵，以便于清理灰塵和輸出。
[0017]由于采用未經處理的焦化廢水，導致蒸發冷卻器和電除塵下部的粉塵產生較現有設備高出很多，從而易影響后續設備運行安全及除塵效果，增加輸灰系統后，可以及時將產生的粉塵從系統中清除，不影響設備運行和除塵效果。
[0018]優選的，焦化廢水噴入系統(19)還連接二次焦化廢水系統(17)，二次焦化廢水系統(17)與煤冷器(9)相連接，未分解的焦化廢水中的有機物在煤冷器(9)冷卻作用下形成凝結水進入到二次焦化廢水系統(17)，二次焦化廢水系統(17)將冷凝下來的含有有機物的冷凝水輸送到焦化廢水噴入系統(19)噴入蒸發冷卻器(4)進行二次熱解。
[0019]經過焦化廢水噴入系統(19)的焦化廢水經過高溫熱解后，形成煙氣，煙氣在經過煤冷器(9)經過初次冷凝冷卻到65 °C時，未分解的焦化廢水中的有機物在煤冷器(9)冷卻作用下形成凝結水進入到二次焦化廢水系統(17)，二次焦化廢水系統(17)將冷凝下來的含有有機物的冷凝水輸送到焦化廢水噴入系統(19)噴入蒸發冷卻器(4)進行二次熱解。該結構利用了未分解有機物經降溫后易形成凝結水的特性，將在煤冷器中含有有機物的凝結水重新噴入蒸發冷卻器中進行二次熱解，極大提高了有機物的分解率。
[0020]優選的，蒸發冷卻器(4)有兩組噴嘴，一組噴嘴I位于蒸發冷卻器(4)側壁的上部，另一組噴嘴2位于蒸發冷卻器(4)側壁的下部。將焦化廢水噴入圖2中的蒸發冷卻器
(4)中，噴嘴1(20)用于焦化廢水的熱解，噴嘴II (21)用于轉爐煙氣的溫度控制。
[0021]一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝，包括:將焦化廢水噴入到轉爐除塵系統中，利用轉爐中的高溫煙氣將焦化廢水中的有機物熱解，得到的氣態物質，氣態物質進入轉爐煤氣系統中。
[0022]所述焦化廢水為:焦化廠生產過程中產生的蒸氨廢水、煤焦油加工過程中的脫水及其它未經生化處理的焦化廢水。 [0023]所述利用轉爐中的高溫煙氣將焦化廢水中的有機物熱解為:在轉爐生產過程中產生的煙氣通過轉爐余熱鍋爐進入蒸發冷卻煙道后，噴入焦化廢水，在催化劑作用下進行熱解反應；噴入焦化廢水時，煙氣的溫度為600°C~1000°C。余熱鍋爐與蒸發冷卻煙道依次連接。
[0024]優選的，煙氣的溫度為850°C~1000°C。
[0025]優選的，焦化廢水的噴入量為0.1~0.3m3/噸鋼。優選的，焦化廢水的噴入量為
0.1m3/噸鋼。該單位表示轉爐生產過程中噴入蒸發冷卻器的焦化廢水與轉爐每噸鋼產量之間的關系。
[0026]優選的，所述的催化劑為焦化廢水熱解催化劑CW-18JHFS，用量為:80~150ppm。添加的催化劑也可以為本領域慣用市售同類型催化劑。
[0027]所述的轉爐除塵系統包括干法除塵系統、濕法除塵系統以及半干法除塵系統。
[0028]所述利用轉爐高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝中的焦化廢水噴入位置為:從轉爐余熱鍋爐后到電除塵或者濕法除塵之前的部位。
[0029]所述的利用轉爐除塵系統熱解焦化廢水所述的轉爐包括大小所有的轉爐。
[0030]優選的，還包括將氣態物質在65°C時進行初次冷凝，得到的冷凝水噴入到轉爐除塵系統中，對冷凝水中的有機物進行二次熱解的步驟。
[0031]本發明技術方案的特點:
[0032]1、本發明可以直接處理焦化廢水，不需要進行前期生化處理，省去了焦化廠生化處理的工藝步驟；
[0033]2、本發明采用未經處理的焦化廢水代替代替轉爐干法除塵中的蒸發冷確新水，節約了轉爐干法除塵的新水用量；
[0034]3、本發明不僅可以應用于濕法除塵系統以及半干法除塵系統中，還可以應用于轉爐干法除塵系統中，較只能應用于轉爐濕法除塵系統的傳統方法，應用范圍廣。
[0035]4、本發明利用轉爐干法除塵的原有設備、原有控制系統等設備進行焦化廢水的熱解，大大降低了設備投資。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1為利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合的結構示意圖；
[0037]圖2為蒸發冷卻器的結構示意圖；
[0038]其中:1:轉爐；2:活動煙罩；3:余熱鍋爐；4:蒸發冷卻器；5:電除塵；6:1D風機；7:切換站；8:放散煙囪；9:煤冷器；10泄爆水封:11:煤氣柜；12:加壓站；13:并高爐網；14:并混合網；15:鋼包間自用；16:連鑄自用；17:二次焦化廢水系統；18:輸灰系統；19:焦化廢水噴入系統；20:噴嘴I ;21:噴嘴II。
【具體實施方式】
[0039]以下實施例是對本發明的進一步說明，但本發明并不局限于此。
[0040]實施例中所述焦化廢水熱解催化劑CW-18JHFS，西安樹誠化工科技有限公司有售。
[0041]實施例1
[0042]一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合，如圖1所示，包括:余熱鍋爐3、蒸發冷卻器4、電除塵5、ID風機6、焦化廢水噴入系統19，余熱鍋爐3、蒸發冷卻器4、電除塵5、ID風機6依次連接，焦化廢水噴入系統19與蒸發冷卻器4連接；蒸發冷卻器4用于霧化焦化廢水，并在催化劑作用下進行熱解反應；
[0043]所述利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合，還包括活動煙罩2，活動煙罩2連接轉爐I和余熱鍋爐3，用于回收轉爐冶煉過程中的高溫煙氣；
[0044]所述利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合，還包括輸灰系統18，輸灰系統18位于蒸發冷卻器4和電除塵5下部；用于收集粉塵，以便于清理灰塵和輸出。
[0045]所述焦化廢水噴入系統19還連接二次焦化廢水系統17，二次焦化廢水系統17與煤冷器9相連接，未分解的焦化廢水中的有機物在煤冷器9冷卻作用下形成凝結水進入到二次焦化廢水系統17，二次焦化廢水系統17將冷凝下來的含有有機物的冷凝水輸送到焦化廢水噴入系統19噴入蒸發冷卻器4進行二次熱解。
[0046]所述的蒸發冷卻器4有兩組噴嘴，一組噴嘴I位于蒸發冷卻器4側壁的上部，另一組噴嘴2位于蒸發冷卻器4側壁的下部。將焦化廢水噴入圖2中的蒸發冷卻器4中，噴嘴120用于焦化廢水的熱解，噴嘴1121用于轉爐煙氣的溫度控制。
[0047]利用轉爐除塵系統熱解焦化廢水的過程如圖1所示，轉爐I在冶煉過程中產生的煙氣，尤其是在冶煉吹氧期，產生的煙氣在ID風機6的引導下，進入活動煙罩2，然后進入余熱鍋爐3，進行熱回收，從余熱鍋爐出來進入蒸發冷卻器4，在蒸發冷卻器4中噴入焦化廢水對高溫煙氣進行降溫，同時焦化廢水中的有機物被受熱熱解成氣態的分子量較低的有機物進入煙氣中，在這個過程中進行重力除塵，煙氣中40~50%的灰塵在這里被除去，降溫到200°C左右的煙氣進一步到電除塵5，通過電除塵煙氣含塵量降低到≤10mg/Nm3，煙氣進入切換站7，通過檢測煙氣中的氫含量，氫含量低于15%時將煙氣切換到放散煙囪8中，氫含量高于15%時煙氣進一步到冷媒器9，經過冷媒器9的冷卻使轉爐煤氣冷卻到65°C，這時原來煙氣中的水蒸氣及大分 子量的有機物被冷卻到凝結水中回收到二次焦化廢水系統17，在二次焦化廢水系統中，再循環打到蒸發冷卻器4，進行二次熱解反應，經過冷媒器9的轉爐煤氣，進入到泄爆水封10，泄爆水封10用于調控煙氣壓力，經過泄爆水封10的煤氣進入煤氣柜11，在煤氣柜11進行煤氣的儲存、壓力調節等，經過煤氣柜11的煤氣，經過加壓站12進行加壓，輸送給煤氣用戶并高爐網13、并混合網14、給鋼包間自用15、連鑄自用16。
[0048]實施例2
[0049]一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合，包括:余熱鍋爐3、蒸發冷卻器4、電除塵5、ID風機6、焦化廢水噴入系統19，余熱鍋爐3、蒸發冷卻器4、電除塵5、ID風機6依次連接，焦化廢水噴入系統19與蒸發冷卻器4連接；蒸發冷卻器4用于霧化焦化廢水，并在催化劑作用下進行熱解反應；
[0050]所述利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合，還包括活動煙罩2，活動煙罩2連接轉爐I和余熱鍋爐3，用于回收轉爐冶煉過程中的高溫煙氣；
[0051]所述利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合，還包括輸灰系統18，輸灰系統18位于蒸發冷卻器4和電除塵5下部；用于收集粉塵，以便于清理灰塵和輸出。
[0052]所述焦化廢水噴入系統19還連接二次焦化廢水系統17，二次焦化廢水系統17與煤冷器9相連接，未分解的焦化廢水中的有機物在煤冷器9冷卻作用下形成凝結水進入到二次焦化廢水系統17，二次焦化廢水系統17將冷凝下來的含有有機物的冷凝水輸送到焦化廢水噴入系統19噴入蒸發冷卻器4進行二次熱解。
[0053]由于采用普通的蒸發冷卻器，所以在溫度控制方面較實施例1差。[0054]實施例3
[0055]一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合，包括余熱鍋爐(3)、蒸發冷卻器(4)、電除塵(5)、ID風機(6)、焦化廢水噴入系統(19)，其特征在于，余熱鍋爐(3)、蒸發冷卻器(4)、電除塵(5)、ID風機(6)依次連接，焦化廢水噴入系統(19)與蒸發冷卻器(4)連接；蒸發冷卻器(4)用于霧化焦化廢水，并在催化劑作用下進行熱解反應。
[0056]該實施例可以實現焦化廢水的熱解目的，但在熱解效果、設備穩定運行及溫度控制方面較實施例1差。
[0057]實施例4
[0058]一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝，采用如實施例1所述的利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的 設備組合，將焦化廢水噴入到轉爐干法除塵系統中，在120噸轉爐冶煉生產過程中產生的煙氣通過轉爐余熱鍋爐進入蒸發冷卻煙道后，噴入焦化廢水，在催化劑作用下進行熱解反應；噴入焦化廢水時，煙氣的溫度為600°C，焦化廢水的噴入量為0.2m3/噸鋼，得到的氣態物質進入轉爐煤氣系統中。
[0059]所述的催化劑為焦化廢水熱解催化劑CW-18JHFS，用量為:IOOppm0
[0060]在轉爐干法除塵系統電除塵后面的煤冷器進氣口和出氣口分別回收煙氣中的水蒸氣，分析水蒸氣的C0D，驗證利用轉爐高溫煙氣熱解焦化廢水的效果，結果如表1和表2所示。
[0061]實施例5
[0062]如實施例4所述的一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝，不同之處在于:在120噸轉爐冶煉過程中，在煙氣溫度700°C時，焦化廢水噴入量為0.2m3/噸鋼。
[0063]在轉爐干法除塵系統電除塵后面的煤冷器進氣口和出氣口分別回收煙氣中的水蒸氣，分析水蒸氣的C0D，驗證利用轉爐高溫煙氣熱解焦化廢水的效果，結果如表1和表2所
/Jn ο
[0064]實施例6
[0065]如實施例4所述的一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝，不同之處在于:在120噸轉爐冶煉過程中，在煙氣溫度800°C時，焦化廢水噴入量為0.2m3/噸鋼。
[0066]在轉爐干法除塵系統電除塵后面的煤冷器進氣口和出氣口分別回收煙氣中的水蒸氣，分析水蒸氣的C0D，驗證利用轉爐高溫煙氣熱解焦化廢水的效果，結果如表1和表2所
/Jn ο
[0067]實施例7
[0068]如實施例4所述的一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝，不同之處在于:在120噸轉爐冶煉過程中，在煙氣溫度900°C時，焦化廢水噴入量為0.2m3/噸鋼。
[0069]在轉爐干法除塵系統電除塵后面的煤冷器進氣口和出氣口分別回收煙氣中的水蒸氣，分析水蒸氣的C0D，驗證利用轉爐高溫煙氣熱解焦化廢水的效果，結果如表1和表2所
/Jn ο
[0070]將本發明實施例2~5的分別回收的煙氣冷凝水進行COD的分析，以確定利用轉爐干法除塵系統不同煙氣溫度下焦化廢水的熱分解處理情況(如表1所示)，以及在經過煤冷器處理前，冷凝水中有機物含量的變化情況(如表2所示):
[0071]表1[0072]
【權利要求】
1.一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的設備組合，包括余熱鍋爐(3)、蒸發冷卻器(4)、電除塵(5)、ID風機(6)、焦化廢水噴入系統(19)，其特征在于，余熱鍋爐(3)、蒸發冷卻器(4)、電除塵(5)、ID風機(6)依次連接，焦化廢水噴入系統(19)與蒸發冷卻器(4)連接；蒸發冷卻器(4)用于霧化焦化廢水，并在催化劑作用下進行熱解反應。
2.如權利要求1所述的設備組合，其特征在于，還包括活動煙罩(2)，活動煙罩(2)連接轉爐(I)和余熱鍋爐(3)，用于回收轉爐冶煉過程中的高溫煙氣。
3.如權利要求1所述的設備組合，其特征在于，還包括輸灰系統(18)，輸灰系統(18)位于蒸發冷卻器(4)和電除塵(5)下部。
4.如權利要求1所述的設備組合，其特征在于，焦化廢水噴入系統(19)還連接二次焦化廢水系統(17)，二次焦化廢水系統(17)與煤冷器(9)相連接，未分解的焦化廢水中的有機物在煤冷器(9)冷卻作用下形成凝結水進入到二次焦化廢水系統(17)，二次焦化廢水系統(17)將冷凝下來的含有有機物的冷凝水輸送到焦化廢水噴入系統(19)噴入蒸發冷卻器(4)進行二次熱解。
5.如權利要求1所述的設備組合，其特征在于，蒸發冷卻器(4)有兩組噴嘴，一組噴嘴I位于蒸發冷卻器(4)側壁的上部，另一組噴嘴2位于蒸發冷卻器(4)側壁的下部。
6.一種利用轉爐除塵高溫煙氣熱解焦化廢水的工藝，將焦化廢水噴入到轉爐除塵系統中，利用轉爐中的高溫煙氣將焦化廢水中的有機物熱解，得到的氣態物質進入轉爐煤氣系統中。
7.如權利要求6所述的工藝，其特征在于，所述利用轉爐中的高溫煙氣將焦化廢水中的有機物熱解為:在轉爐生產過程中產生的煙氣通過轉爐余熱鍋爐進入蒸發冷卻煙道后，噴入焦化廢水，在催化劑作用下進行熱解反應；噴入焦化廢水時，煙氣的溫度為600°C~1000。。。
8.如權利要求7所述的工藝，其特征在于，煙氣的溫度為850°C~1000°C;優選的，焦化廢水的噴入量為0.1~0.3m3/噸鋼；進一步優選的，焦化廢水的噴入量為0.1m3/噸鋼。
9.如權利要求7所述的工藝，其特征在于，所述的催化劑為焦化廢水熱解催化劑CW-18JHFS，用量為:80 ~150ppm。
10.如權利要求6所述的工藝，其特征在于，還包括將氣態物質在65°C時進行初次冷凝，得到的冷凝水噴入到轉爐除塵系統中，對冷凝水中的有機物進行二次熱解的步驟。
【文檔編號】C02F1/16GK104016429SQ201410206286
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】李志峰, 種振宇, 商福成, 林七女, 滕國興, 朱鐵城, 陳芳珍, 董曉春, 江丹, 沈惟橋, 管山吉, 王長寶, 楊光義 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司