申请日2013.03.15
公开(公告)日2013.06.05
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明涉及一种钢渣热闷循环水处理装备，包括一级气液反应池(3)、平流沉淀池(4)、二级气液反应池(5)以及pH调节控制装置;其中一级气液反应池(3)连通平流沉淀池(4)，平流沉淀池(4)连通二级气液反应池(5);其中pH调节控制装置能够自动调节通入的二氧化碳的流量。本发明的目的在于解决钢渣热闷循环水结垢问题。
权利要求书
1.一种钢渣热闷循环水处理装备，包括一级气液反应池(3)、平流沉淀池(4)、二级气液 反应池(5)以及pH调节控制装置;其中一级气液反应池(3)连通平流沉淀池(4)，平流沉 淀池(4)连通二级气液反应池(5);一级气液反应池(3)中通入钢渣热闷循环水(2)和二氧 化碳;二级气液反应池(5)中通入二氧化碳;其中pH调节控制装置包括pH取样泵(11)、 pH计(12)、pH控制器(7)以及远程控制调节阀门(8);二级气液反应池(5)的重碳酸化出水(6) 首先经过pH取样泵(11)送入到pH计(12)，pH计(12)将测量的重碳酸化出水的pH值信号送 入到pH控制器(7)，如果pH值高于或低于pH控制器(7)中存储的阈值，则pH控制器(7)将信 号反馈到给远程控制调节阀门(8)，调节通入的二氧化碳流量。
2.根据权利要求1所述的钢渣热闷循环水处理装备，其特征在于，二氧化碳和钢渣热闷 循环水(2)在一级气液反应池(3)中进行反应，钢渣热闷循环水中的成垢离子发生沉淀反 应，反应生成沉淀通过平流沉淀池(4)去除，未完全去除的成垢离子通过二级气液反应池(5) 发生重碳酸化反应溶解。
3.根据权利要求1或2所述的一种钢渣热闷循环水处理装备，其特征在于，其中，一级 气液反应池(3)安装有通入二氧化碳的穿孔曝气管(9)以及隔流板(10);二级气液反应池 (5)只安装通入二氧化碳的穿孔曝气管(9)。
4.根据权利要求1或2所述的一种钢渣热闷循环水处理装备，其特征在于，其中，一级 气液反应池(3)池液位高度不超过2.5m，反应时间8-12分钟;二级气液反应池(5)液位 高度不超过2.5m，反应时间1-3分钟。
5.根据权利要求4所述的一种钢渣热闷循环水处理装备，其特征在于，其中，一级气液 反应池(3)的反应时间10分钟;二级气液反应池(5)的反应时间2分钟。
6.一种钢渣热闷循环水处理装备，包括一级气液反应池(3)、平流沉淀池(4)以及pH 调节控制装置;其中一级气液反应池(3)连通平流沉淀池(4)，一级气液反应池通入钢渣热 闷循环水(2)和二氧化碳;其中pH调节控制装置包括pH取样泵(11)、pH计(12)、pH控制 器(7)以及远程控制调节阀门(8);平流沉淀池(4)的沉淀出水(6’)首先经过pH取样 泵(11)送入到pH计(12)，pH计将测量的沉淀出水(6’)的pH值信号送入到pH控制器 (7)，如果pH值高于或低于pH控制器中存储的阈值，则pH控制器将信号反馈到给远程控制 调节阀门(8)，调节通入的二氧化碳流量。
7.根据权利要求6所述的一种钢渣热闷循环水处理装备，其特征在于，二氧化碳和钢渣 热闷循环水在一级气液反应池(3)中进行反应，钢渣热闷循环水中的成垢离子发生沉淀反应， 反应生成沉淀通过平流沉淀池(4)去除。
8.根据权利要求6或7所述的一种钢渣热闷循环水处理装备，其特征在于，其中，一级 气液反应池(3)安装有通入二氧化碳的穿孔曝气管(9)以及隔流板(10)。
9.根据权利要求6或7所述的一种钢渣热闷循环水处理装备，其特征在于，其中，一级 气液反应池(3)池液位高度不超过2.5m，反应时间8-12分钟。
10.根据权利要求1-9之一所述的一种钢渣热闷循环水处理装备，其特征在于，所述远程 控制调节阀门(8)为可调电磁阀。
说明书
一种钢渣热闷循环水处理装备
技术领域
本发明涉及一种钢渣热闷循环水处理装备，即冶炼行业熔融钢渣热闷循环水水质稳定的 处理装备，特别是二氧化碳(CO2)用于钢渣热闷循环水水质稳定的处理装备。
背景技术
钢铁工业是资源、能源消耗最多的行业之一，在冶炼过程势必产生大量的钢铁渣。每炼 一吨铁约产生0.34吨高炉渣，每炼一吨钢约产生0.12吨的钢渣。随着钢铁工业的快速发展， 钢铁渣的数量随之增加，钢铁渣的“零排放”成为钢铁工业走循环经济道路，实现可持续发展 的重要问题。近几年来，钢渣余热自解热闷处理工艺技术和设备，成功解决了钢渣不稳定的 现象，实现了钢渣的“零”排放。该技术是将液态钢渣倾翻在热闷装置内，盖上盖自动化喷水， 水遇热渣产生蒸汽，消解钢渣中游离氧化钙和游离氧化镁，钢渣粉化后变稳定。钢渣中废钢 充分回收，尾渣可100%用于生产建筑材料、建材制品和道路材料，实现钢渣“零排放”。
熔融钢渣热闷处理水循环系统，由于钢渣热闷工艺用水蒸发量大，钢渣中的游离氧化钙 消解反应部分进入循环水，导致钢渣热闷出水呈“高水温、高硬度、高碱度、高pH”的特性， 系统极易产生结垢。目前的处理工艺主要是以去除悬浮物为目的，以平流沉淀池为主体的处 理工艺，对成垢离子很难达到好的去除效果。该系统在运行的过程中，输水泵、输水管道和 热闷盖上的喷嘴会由于结垢而堵塞，从而影响到正常的生产。以某钢渣热闷循环水系统为例， 蒸发水量占总用水量的60%～70%，钢渣热闷回水中pH值为11.70～12.10，总硬度(以CaCO3计)为700～900mg/L，系统结垢主要发生在离心泵叶轮和输水管道中，一般情况下，水泵运 行半个月必须停机人工清除污垢，水泵叶轮垢的厚度达1～2mm。
发明内容
针对现有钢渣热闷循环水处理装备，本发明提供一种热闷循环水水质稳定的处理装备。 本发明的目的是克服现有装备不足，解决钢渣热闷循环水水质不稳定，尤其循环水系统结垢 的问题。
本发明涉及一种钢渣热闷循环水处理装备，包括一级气液反应池3、平流沉淀池4、二级 气液反应池5以及pH调节控制装置;其中一级气液反应池3连通平流沉淀池4，平流沉淀池 4连通二级气液反应池5;一级气液反应池3中通入钢渣热闷循环水2和二氧化碳(CO2); 二级气液反应池5中通入二氧化碳;其中pH调节控制装置包括pH取样泵11、pH计12、pH 控制器7以及远程控制调节阀门8;二级气液反应池5的重碳酸化出水6首先经过pH取样泵 11送入到pH计12，pH计12将测量的重碳酸化出水的pH值信号送入到pH控制器7，如果 pH值高于或低于pH控制器7中存储的阈值，则pH控制器7将信号反馈到给远程控制调节阀 门8，调节通入的二氧化碳流量。
其中，二氧化碳和钢渣热闷循环水2在一级气液反应池3中进行反应，钢渣热闷循环水 中的成垢离子发生沉淀反应，反应生成沉淀通过平流沉淀池4去除，未完全去除的成垢离子 通过二级气液反应池5发生重碳酸化反应溶解。
其中，一级气液反应池3安装有通入二氧化碳的穿孔曝气管9以及隔流板10;二级气液 反应池5只安装通入二氧化碳的穿孔曝气管9。
其中，一级气液反应池3池液位高度不超过2.5m，反应时间8-12分钟，优选10分钟; 二级气液反应池5液位高度不超过2.5m，反应时间1-3分钟，优选2分钟。
本发明还涉及一种钢渣热闷循环水处理装备，包括一级气液反应池3、平流沉淀池4以 及pH调节控制装置;其中一级气液反应池3连通平流沉淀池4，一级气液反应池通入2和二 氧化碳;其中pH调节控制装置包括pH取样泵11、pH计12、pH控制器7以及远程控制调节 阀门8;平流沉淀池4的沉淀出水6’首先经过pH取样泵11送入到pH计12，pH计将测量的 沉淀出水6’的pH值信号送入到pH控制器7，如果pH值高于或低于pH控制器中存储的阈值， 则pH控制器将信号反馈到给远程控制调节阀门8，调节通入的二氧化碳(CO2)流量。
其中，二氧化碳(CO2)和钢渣热闷循环水在一级气液反应池3中进行反应，钢渣热闷 循环水中的成垢离子发生沉淀反应，反应生成沉淀通过平流沉淀池4去除。
其中，一级气液反应池3安装有通入二氧化碳的穿孔曝气管9以及隔流板10。
二氧化碳(CO2)气体和钢渣热闷循环水在气液反应池中进行反应，钢渣热闷循环水中 的钙镁离子发生沉淀反应，热闷循环水pH降低。反应生成沉淀通过平流沉淀池去除。沉淀 池出水pH较高，通过二级气液反应池进一步降低pH，从而降未完全沉淀的碳酸钙溶解。重 碳酸化出水通过pH取样泵，pH计，和pH控制器将信号反馈到远程控制调节阀门，调节通 入的CO2流量，从而达到自动控制。所述远程控制调节阀门为可调电磁阀。
一级气液反应池内安装穿孔曝气管和隔流板，反应池液位高度不超过2.5m，反应时间 8-12分钟，优选10分钟。当CO2气体通过穿孔管和钢渣热闷循环水接触后立即反应，生成 细微的碳酸钙颗粒，随着反应的进行，水中的钙离子浓度降到最低，然后固液混合液进入平 流沉淀池进行沉淀。一级反应池内安装隔流板，隔流板可以确保CO2和钢渣热闷循环水完全 反应而不会出现短流现象。二级气液反应池只安装穿孔曝气管，CO2气体通过穿孔管与沉淀 池出水进一步反应，未沉淀完全的碳酸钙发生重碳酸化反应溶解，反应时间1-3分钟，优选 2分钟，水体pH进一步降低，循环水完全澄清。
该处理工艺方法的原理为：
钢渣中的游离氧化钙和游离氧化镁在热闷过程中发生如下反应：
CaO+H2O→Ca(OH)2
MgO+H2O→Mg(OH)2
形成的Mg(OH)2沉淀，基本上附着在钢渣上很少进入到钢渣热闷回水井中;部分Ca(OH)2进入钢渣热闷回水井中。通入CO2后，与Ca(OH)2成垢离子的反应为：
Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O
CO32-+CO2+H2O→2HCO3-
一级气液反应池发生第一步反应，水体中的钙离子变成沉淀，pH、硬度和碱度降低，成 垢离子得以去除;二级气液反应池发生第二步反应，水中未沉淀完全的碳酸根离子发生重碳 酸化反应，使得出水pH进一步降低，水质澄清。
本装备和传统处理钢渣热闷循环水方法相比，具有如下优点：(1)和传统加酸法相比， 能够使成垢离子沉淀，处理效果好，而且不会引进SO42-，Cl-，这样对整个管道系统的腐蚀性 明显降低。(2)可以直接在现有的热闷循环水处理构筑物上改造实现，节省成本。(3)仅通 过投加CO2就可以达到水质的稳定，不需要再加入水稳药剂。(4)CO2的通入量采用重碳酸 化出水pH反馈调节自动化控制。自动控制反馈pH值(阈值)为8.00。