转炉烟气除尘污水处理工艺探索

申国强

（河北省武安市新兴铸管股份有限公司动控部煤气工段，河北 武安 056300）

1 概述

我国经济增长方式一直是过去的粗放式增长，近几年随着环境污染的加剧以及我国能耗过高、能源危机意识的出现，国家提出了节能减排的目标措施，其目的也是为了改变经济增长方式，想集约型方式转变。在这样的背景下，我国一大批钢铁、冶金、化工企业将不得不面临如何实现节能减排，以及如何对污染废弃物回收净化处理等一系列问题。

2 转炉烟气除尘污水处理现状与问题分析

转炉是炼钢炉的一种，主要用于钢铁、冶金等行业。转炉的炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。通常将转炉多次冶炼过程回收的煤气经降温、除尘，输入储气柜，混匀后再输送给用户。

(1)转炉烟气除尘方法

目前对转炉实现除尘主要是借助于除尘器实现除尘，具体来说有以下几种方式：

① 重力除尘

重力除尘顾名思义，就是利用重力作用将尘粒沉淀并分离捕捉的一种除尘器。重力除尘具有设备投资小，操作简单，不会产生二次污染等优点，但是除尘效果一般，无法适用于除尘要求较高的场合。

② 电除尘

电除尘是利用电极放电原理，将灰尘颗粒电离带电，从而在电场的作用下吸附于集尘电极上，再依靠振打装置将吸附在集尘电极上的灰尘抖落至集尘器中。这种除尘方式效率高，且除尘效果好，但是设备投资大，且后期维护管理成本高。

③ 湿式除尘。湿式除尘是依靠尘粒与水或者水滴碰撞凝聚，从而将尘粒从气流中分离出来，也是一种操作简单的除尘方法，但是由于水进入了除尘循环中，会产生二次污染，因而应用有一定限制。

④ 袋式除尘

袋式除尘是依靠有机纤维或无机纤维过滤布将气体中的尘粒过滤而实现除尘的，这种除尘方式适应性强，应用前景广阔，后期维护中需要定期对除尘袋进行清洗或者更换。

(2)转炉污水处理方法

对于转炉排出的污水，目前主要借助于以下两种方法实现污水的处理：

①物理法：物理或机械的分离过程，如过滤，沉淀，离心分离，上浮等方法。

②化学法：加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程，如中和，氧化，还原，分解，混凝，化学沉淀等方法。

目前对于转炉除尘和污水处理的方法，从应用的实际效果来说，效果一般，很难达到预期的理想效果，具体而言，存在的问题主要表现在以下几个方面：

① 除尘及污水处理效果差。对于转炉的除尘及污水处理，以目前现有的技术和设备而言，处理效果差强人意，很难达到国家预期的节能减排的目标。在除尘之后的烟气中还是会存在大量粉尘颗粒，对于空气质量依然有较为严重的影响；而污水处理之后存在较多重金属离子，无法直接排放，污染处理效果较差。② 除尘及污水处理过程中会产生二次污染。在除尘及污水处理过程中有可能会产生二次污染，比如水的使用，会使得遭受二次污染的水无法实现排放，或者又要花费一定的治污费对二次污染的水进行治理，加大了污染治理的成本。③ 除尘及污水处理设备难以达标。我国目前在役的除尘设备与污水处理设备，普遍存在着老化、超龄服役及故障失修等问题，使用这样一批无法达标的除尘及污水处理设备，自然无法实现理想有效的除尘及污水处理效果，所以节能减排目标自然无法实现。

3 转炉烟气除尘污水处理工艺探索

3.1 烟气除尘工艺优化探索

为了使所探讨的烟气除尘更具有针对性，这里以炼钢转炉在炼钢过程中，从烟气进入蒸发冷却器开始到煤气冷却器为止的除尘工艺为研究对象进行工艺探索。

(1)除尘工艺设备按照除尘工艺的工序顺序，主要由蒸发冷却器、圆筒电除尘器、风机、切换站、煤气冷却器等设备组成，按照先物理降温，后电除尘，再精细除尘，最后储存烟气的步骤实施除尘工艺。

(2)具体除尘工艺为：① 将转炉排出的烟气进入热回收装置和冷却烟道，热回收装置主要是通过回收热能达到热能循环利用的目的，而冷却烟道通过降低温度实现对烟气的冷却，在冷却过程中烟气液化；② 将液化后的烟气进入蒸发冷却器，蒸发冷却器通过高压雾化喷嘴，将高压蒸汽雾化水介质，从而实现对烟气的进一步冷却，在进一步冷却过程中，一些较为粗大的灰尘颗粒逐渐沉淀，形成了初步除尘的粗尘；③ 带有粗尘的烟气进入电除尘器，通过电场的电磁作用，灰尘实现电离，在电场的作用下吸附到集尘极，并用振打装置将粗尘抖落至集尘器中；④ 经过初步除尘的烟气中含有精细粉尘，这时烟气经过高压直流脉冲电源的电离，细粉尘能够进一步被电离除尘，从而实现进一步除尘；⑤ 经过精细粉尘除尘之后的烟气为合格烟气，经进一步冷却降温后进入煤气柜。

3.2 污水处理改良工艺探索

针对目前转炉排出的污水，可以采用物理方法与化学方法相结合的物理化学方法实现污水处理，整个处理过程可以分为三级处理过程，具体分析如下：

一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。

二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质 (BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。

三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。

整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者砂滤器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二次沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二次沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。

结语

随着我国加入WTO以及各项国际环保公约，我国对废弃排放执行了严格的排放标准，我国节能减排目标的提出也是顺应这一趋势而发展提倡的。如何实现烟气除尘污水处理是摆放在我国目前高能耗企业面前的一个重要而棘手的问题，要实现我国经济增长方式由粗放型向集约型转变，就必须首先改变能耗污染的现状。本论文对于转炉烟气除尘和污水处理工艺的探索，对于我国实现节能减排目标具有显著促进意义和指导意义，因此本论文所提倡的一些加工工艺是值得在一定范围内推广应用的。

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