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烧结烟气脱硫废水工艺路线的研究

发表时间：2021/7/2 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：王微谢峰贾刚何云鲤

[导读] 攀钢钒炼铁厂炼铁厂烧结机均采用石灰石-石膏法脱硫工艺，本文针对所产生的脱硫废水处理工艺进行考察、分析、对比，确定了“晶种法强制循环蒸发浓缩+浓缩液蒸铵”工艺，实现资源综合利用。

攀钢集团攀枝花钢钒有限公司安全环保部（武装保卫部）四川攀枝花王微谢峰贾刚何云鲤 617022

摘要攀钢钒炼铁厂炼铁厂烧结机均采用石灰石-石膏法脱硫工艺，本文针对所产生的脱硫废水处理工艺进行考察、分析、对比，确定了“晶种法强制循环蒸发浓缩+浓缩液蒸铵”工艺，实现资源综合利用。
关键词烧结烟气脱硫废水研究
        1 前言
        目前攀钢钒炼铁厂烧结机均采用石灰石-石膏法烧结烟气脱硫工艺，由于现有脱硫废水处理系统不具备COD、氨氮等污染物处理功能，处理后的废水水质指标无法满足排放标准或进入公司工业污水处理系统的要求，给公司废水处理系统的稳定运行带来压力。
        2现状分析
        2.1国内现状分析
        石灰石-石膏湿式烟气脱硫是世界上应用最多、技术最成熟的烧结烟气脱硫工艺，具有运行稳定、成本低廉、脱硫效率高等特点。但是湿法烟气脱硫工艺会产生部分废水，即脱硫废水。对于电厂的烟气脱硫废水，有相对比较成熟的处理工艺，即中和、沉降、絮凝、浓缩澄清。对于烧结烟气脱硫系统，我国目前尚处于起步阶段，大多数是借鉴电厂湿法烟气脱硫废水处理方法，还没有开发出适合的烧结烟气脱硫废水处理工艺。
        2.2攀钢钒现状分析
        攀钢钒公司炼铁厂现有4台烧结机，其中6号烧结机173.6m2、新1号烧结机360m2、新2号烧结机360m2、新3号烧结机260m2，烧结机作业率大于95%，烧结烟气脱硫系统与烧结机的同步作业率为100%。4台烧结机烟气脱硫均采用石灰石-石膏法。每天产生脱硫废水约30吨。由于烧结烟气脱硫废水具有高化学需氧量、高氨氮、高氯离子的特性，无法直接进行回用，目前排入公司江排口综合污水处理系统处理，由于氯离子含量高，造成生产循环水氯离子不断富集升高，影响轧钢产品质量，加剧生产设备腐蚀，同时导致公司外排水量大。为解决环保风险、降低对轧钢产品质量及生产设备的影响，实施炼铁厂烧结烟气脱硫废水进一步处理势在必行。
        按照HJ/T 179-2005《火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石灰－石膏法》要求，脱硫废水处理装置主要有固液分离、pH值调节、絮凝、浓缩澄清等处理步骤，主要设备有滤液池、澄清池、加药池、加药装置、沉淀池、板框压滤机等。由于烧结烟气脱硫废水水质和普通电厂烟气脱硫废水水质有较大差异，主要体现在废水的COD和氨氮超高，采用原有处理工艺无法达到DL/T997-2006《火电厂石灰石－石膏湿法脱硫废水水质控制指标》要求，也无法达到《钢铁工业水污染物排放标准》（GB13456-2012）。因此，攀钢钒公司急需重新选择脱硫废水处理工艺。
        3烧结湿法烟气脱硫废水深度处理工艺选择
        截至目前，国内对于烧结湿法烟气脱硫废水处理方法刚刚起始于研究阶段，目前对于烧结湿法烟气脱硫废水处理的方法一是将废水简单处理后引入其它废水处理系统再进行统一处理，二是将烧结湿法烟气脱硫废水按《污水综合排放标准（GB8978- 1996）》标准调pH值、去除SS和重金属处理后直接外排，但是这种处理方法不能完全达到直接排放标准或回用指标，暂时也没有达标排放或可以循环利用的成功案例。笔者经研究，认为“晶种法强制循环蒸发浓缩+浓缩液蒸铵”工艺可以实现资源综合利用。
        “晶种法强制循环蒸发浓缩+浓缩液蒸铵”是采用3效强制循环蒸发系统采用顺流进料方式，废水浓度约1.8%，经预热后首先进入第1效强制循环蒸发器，浓缩到2.5%；再到第2效继续蒸发，浓缩至4.5%；最后到第3效进行进一步浓缩至9%。废水由30t/h经浓缩后，最终浓水量为6t/h。经浓缩后，大部分水分得以回收，经脱氨后的浓水可用于回喷烧结矿，蒸出的氨可作为烟气脱硝还原剂得以重复利用。
        （1）浓水蒸氨
        将脱硫废水原水经PH调节至13以上，然后通过蒸汽加热进行脱氨。
        石灰反应系统：使用含量95%左右的石灰。当石灰搅拌罐的氨氮废水进水时，自动控制系统通过中央处理器向料仓下料系统发出下料数量指令后，下料螺旋开始下料至称重料斗，向搅拌罐内投料，料斗中石灰的数量达到指令下达的数量后下料螺旋关闭；石灰和废水溶液在搅拌罐内通过高速搅拌充分反应，再通过提升泵将反应完成的料液通过泵提升至脱氨前液罐，脱氨前液罐设计搅拌装置，可使石灰和废水充分反应，同时不让过量的氢氧化钙和灰渣在罐内沉积。完成的主要化学反应为：
         2NH4CL+Ca(OH)2=CaCL2+2NH3↑+2H2O
          (NH4)2S04+Ca(OH)2=CaSO4.2H2O+2NH3↑
        石灰反应罐和石灰搅拌罐（脱氨前液罐）溢出的氨气通过风机收集进入氨气净化塔，通过工艺水吸收成稀氨水和脱氨前液罐的高氨氮废水一并进入汽提脱氨系统。
       （2）脱氨系统
        蒸氨后浓水用于浇矿，采用塔釜结构的脱氨塔，浓水PH在13以上时，采用蒸汽直接加热，将浓水温度维持在80℃以上，此时，绝大部分氨被蒸出。进入脱氨塔的浓水呈泥浆状，塔底出来的浓水经循环泵进行循环脱氨。泥浆水经循环泵后在塔内向下流动，氨氮废水在脱氨塔内进行气液相平衡，脱除的氨气随蒸汽一起上升进入上段，在降低了塔内氨的分压的同时，为水体中分子氨持续高效脱除提供条件。浓水中的氨氮被脱除进入气相后，最终废水中氨氮降低至50mg/L排出。浓水中脱除的氨气与溢出的水蒸气气态混合物经引风机送至后续脱硝系统，作为脱硝还原剂的补充使用。
        对烧结湿法烟气脱硫废水处理的工艺对比，同时借鉴发电厂废水处理技术，“晶种法强制循环蒸发浓缩+浓缩液蒸铵”工艺拥有以下优点：
        即废水经现有脱硫废水系统预处理后，进行晶种法强制循环蒸发浓缩，蒸发冷凝水回用做脱硫系统补充水，蒸发浓液经石灰调节PH值至13后，送蒸铵塔汽提脱氨，脱出的氨气制取20%左右的氨水用作烧结烟气脱硝的还原剂，浓缩废水可代替CaCl2溶液喷洒烧结矿。

         4结论
        通过对国内烧结湿法烟气脱硫废水处理技术的研究、对比，得出了以下结论：
        （1）实现脱硫废水回收利用，降低环保风险，为公司废水处理系统稳定运行解除后顾之忧；
        （2）脱出的氨气制取20%左右的氨水用作烧结烟气脱硝的还原剂，浓缩废水可代替CaCl2溶液喷洒烧结矿，降低公司运行成本；
        （3）该工艺路线对脱硫废水中COD和氨氮脱除处理是可行的，从工艺周期、脱除效率等方面来说是可以接受的.
参考文献
[1] 陈健，烧结烟气脱硫方式的分析操讨[J].世界钢铁,2010,(3)
[2]李同春.烧结烟气脱硫废水零排放处理实践[J].金属材料与冶金工程,2013,(5)