攀钢炼钢厂提钒转炉浊环水水质稳定研究

Posted 2023-01-12 转炉

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在对转炉提钒浊环水质状况进行分析化验的基础上提出了水质调整措施，实施后有效地稳定了提钒浊环水质，改善了因提钒浊环酸性水质导致的缺陷，较好地满足了生产需要。
1.概述
攀钢提钒炼钢厂于1995年建成两座提钒转炉，同时建成了配套的一、二次除尘等附属设施；转炉提钒一次除尘采用全湿高压法，通过除尘反冲水的饱和吸收对一次烟气进行降温除尘，除尘污水进入污泥处理间进行污水污泥分离处理，分离出的污泥经干燥后送烧结或球团厂作为冶金原料，实现资源的综合利用。净化后的浊环水通过水泵抽送至转炉净化系统作为除尘反冲水，由此构成封闭的浊环水循环系统，转炉提钒浊环水工艺流程见图1。

2.现状分析
从图1可以看出，转炉提钒浊环水作为生产主要介质之一，对提钒生产起着重要作用，浊环水质状况对一次除尘效果和设备故障率的高低都起着决定性的作用。
由于转炉提钒特殊的生产工艺条件，其冶炼过程的“钒气氛"在180℃左右具有较强腐蚀性，因此转炉提钒浊环水一次除尘系统自投产起就存在着系统设备腐蚀损坏的缺陷，并随着生产的延续腐蚀损坏加剧，设备破损后造成一次烟气外溢，降低一次除尘效果，并威胁周边作业人员人身安全。
除“钒气氛"对一次除尘设施造成的不利影响外，浊环水的pH值、悬浮物含量等水质指标也对系统运行状况产生重要影响。
为使转炉提钒浊环水能够满足正常生产需要，需对浊环水质进行有效的掌控，而从原理上熟悉转炉提钒浊环水的性质，是实现水质监控的前提。
转炉提钒投产后，对转炉提钒浊环水水质进行了长期跟踪调查，定时取样化验水质指标，得出转炉提钒浊环水原水水质指标(平均)见表1。

从表1统计数据看，转炉提钒浊环水的pH值均低于7，特别是吹氧是更低，符合前面关于“钒气氛"造成酸性腐蚀基本论断。另外，浊环水中TFe含量较高，经分析认为一是吹炼时从一次烟气经除尘进入浊环水、二是设备本体腐蚀剥落后进入浊环水所致。由于转炉提钒一次除尘浊环水酸性水质条件，造成浊环水系统设备腐蚀损坏，大幅度提高了系统设备故障时间，增加了设备维护费用和维护工作量。
未进行水质稳定试验前转炉提钒的故障时间及设备损坏情况见表2。

根据表2所列数据，转炉提钒浊环水系统未加水稳剂前因水质较差造成的直接和间接损失年总计为436.7万元，对钢厂生产顺行带来不利影响。
3.转炉提钒浊环水质改善初步试验
为使转炉提钒一次除尘系统满足生产要求，提高一次除尘效果，经过研究决定实施转炉提钒浊环水水质稳定研究，并首先从控制浊环水pH值着手制定了相应水质稳定试验方案。
3.1 试验方案
提钒水质稳定试验的总体方案如下：第1步，在浊环水池中投加碱性药剂，将浊环水的pH值降低至中性略带碱性；
第2步，在转炉提钒浊环水中加入QD-012型絮凝剂，降低浊环水中的悬浮物含量；
第3步，加入QD-904缓蚀阻垢剂和QD-502缓蚀剂，进一步提高缓蚀阻垢效果。
3.2 试验步骤
根据提钒浊环水质稳定试验方案制定的具体实施和措施如下。
3.2.1 原水旋转挂片腐蚀试验
1)试验条件。水质为转炉提钒浊环水原水；时间为72h；转速为0.4m/s；试片材质为20#碳钢(共2片)。
2)试验结果。原水试片1腐蚀速度为2.1365mm/a；原水试片2腐蚀速度为2.7360mm/a；平均腐蚀速度为2.4363mm/a。
3.2.2 絮凝试验
1)试验条件。原水用NaOH调至不同pH值后，加QD-012絮凝剂1.0mg/L沉降后，取上层清液分析TFe、SS。
2)试验结果(见表3)。从表3所列试验数据可看出，pH值调至8.0以上，TFe含量大幅度降低，因此pH值确定控制在8.0～8.5。
3.2.3 絮凝药剂用量试验
1)试验条件。原水用NaOH调整pH值至8.0～8.3，加QD-012絮凝剂后，取上层清液分析TFe、SS。
2)试验结果见表4。根据表4数据可知，QD-012用量在1.0mg/L以上时，可除去浊环水中大部分铁离子和悬浮物。

3.2.4 药剂缓蚀试验
1)试验条件。水质：用絮凝后的清液加QD-904、QD-502等缓馈剂进行腐蚀试验，试验条件同原水腐蚀试验。
2)试验结果。将QD-610A、QD-904A、QD-628、QD-626四种缓蚀阻垢剂(编号为1#～4#)进行药剂筛选试验，现列出在100mg/L条件下腐蚀试验结果见表5。

根据表5数据，2#缓蚀阻垢剂(QD-904)的缓蚀效果最好。
为提高水稳剂的缓蚀性能，决定用QD-904和QD-502复合药剂进行缓蚀试验，其中部分试验数据见表6。

根据表6，用QD-904和QD-502复合药剂作为缓蚀阻蚀剂效果优于单一药剂，投加量为(120+25)mg/L时，处理效果最佳。
4.试验结果
炼钢厂转炉提钒浊环水水质稳定试验历时6个月，取得了大量的数据，在此基础上经分析提炼后确定了炼钢厂转炉提钒浊环水絮凝—水稳处理方案如下：
首先在浊环水中加入NaOH适量(具体用量根据浊环水的pH值确定)，将浊环水的pH值调至8.0～8.5，然后以QD-012为絮凝剂，投加量为1.0～1.5mg/L，再投加QD-904+QD-502复合缓蚀阻垢剂，投加量(125+25)mg/L。
5.结语
转炉提钒浊环水实施水质稳定方案后，经一段时间运行跟踪，并对水质取样化验比对，浊环水的pH值、SS含量等均控制在合理的范围，试验前转炉提钒一次除尘净化系统非正常腐蚀损坏基本杜绝，主体设施的使用寿命都能达到一个大修期，大幅度降低了设备故障时间及设备维护费用，较好地满足了生产需要。