袁廷鍵
（合肥鋼鐵公司第二煉鋼廠，安徽 合肥 230000）

　　摘要：轉爐除塵水在循環使用中易造成除塵系統設備結垢，影響除塵效果，為此，經對結垢原因進行分析，認為除塵水在循環使用過程中循環利用率低，沒有防垢、除垢措施是其主要原因，因而提出并實施了確保除塵水循環利用率在95％以上，實行“高堿度、零排放”的對策，從而一舉解決了嚴重的結垢問題，除塵效果大為改善，除塵抽引風機熱停工時間2000年比1993年降低86.5％。
　　關鍵詞：結垢；磁化防垢；鈉堿；循環利用率
　　中圖分類號：TU834
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2001)04-0020-02

　　合鋼公司二煉鋼廠3×20t氧氣頂吹轉爐的煙塵采用濕法除塵，除塵后的污水采用了“磁化－斜板沉淀－壓濾脫水”的污水處理工藝，除塵水經處理后，供給轉爐除塵系統循環使用。

1 磁化處理的作用

　　由于轉爐煙塵中70％以上是可磁化的鐵及其氧化物以及10％以上的鈣、鎂等氧化物，且這些煙塵粒徑小于1μm的占90％以上，因而除塵后的污水懸浮物含量高、粒度細，適于磁化處理。
　　“磁化”的作用之一是提高水處理效率。由于塵粒具有磁性，在磁場作用下，在沉淀過程中產生碰凝聚現象，塵粒相互吸引聚結成較大的聚凝體，加速了沉降。
　　作用之二具有防垢功能。根據Lorentz力的理論，認為水溶液中帶電粒子在磁場作用下，使帶正負電子的粒子繞磁場作相反方向的螺旋運行，會影響結晶中心的形成和沉積速度，因此，能防止水垢和結石的形成。經過磁場處理過的水由于勞侖磁力的作用，促進水中鈣鎂等物質均相成核過程，有利于減緩循環水主體內部的結晶速度，減少難溶鹽沉積在金屬表面的趨勢[1]。
　　經處理后的轉爐除塵污水水質見表1。

表1 轉爐除塵用水與處理后水質對比 水質類別 pH 懸浮物/(mg·L^-1) 總硬度/(mol·L^-1) 總堿度/(mol·L^-1) 氯根/(mol·L^-1) 工藝要求 7～11 ＜100 ＜2×10^-3 ＞1.6×10^-2 ＜5.6×10^-3 處理后水質 7～10 72 0.23×10^-3～1.83×10^-3 5.95×10^-3～32.95×10^-3 3.6×10^-3～7.9×10^-3

2 除塵水循環使用存在問題

　　除塵水經處理后，在循環使用過程中，我們發現除塵系統的除塵效果不斷下降，除塵抽引風機檢修頻繁，設備故障增多。通過對除塵系統設備進行檢查后發現：系統噴嘴由于結垢而部分或全部堵塞，使得噴水效果變差或基本不噴水，設備內部、管道結垢嚴重。雖經幾次停產進行人工清臟、除垢，稍久，情況仍然如故。
　　經測定，平均每天結垢厚度在0.357～0.536mm。經采樣，垢色紅黃，堅硬呈層狀，其成份見表2。

表2 垢樣成份 成分 FeO Fe₂O₃ CaO SiO₂ MgO 含量/％ 8.69 27.27 31.83 25.04 6.75

3 結垢原因分析

　　由表2可見，除塵系統設備垢樣成份，除了常見由水中鈣鎂離子所形成的垢以外，還有鐵元素等形成的難溶性的垢物。
　　磁化處理，有抑制水垢形成的作用，且具有“溶垢”的功能。除塵水的循環利用率越高，水的磁化程度就越高，可達到完全不結垢的效果。但水中鈣硬度也隨之增大，當鈣硬度大于1.2×10^-2mol/L時，磁化防垢的效果就差。因此，需定期或不定期地向除塵水中投加Na₂CO₃。加入Na₂CO₃后反應生成的CaCO₃等水垢，由于磁場的磁化作用，變得疏松、質脆、附著力弱，容易沖洗，不會在設備上結垢。當鈉堿控制在一定量時，可使循環水中鈣硬度穩定地保持在2×10^-2mol/L左右。
　　但反過來，除塵水循環利用率越低，水的磁化程度就越低，防垢、溶垢的功能就會消失。這主要是由于循環率太低致使磁化水量大大降低，達不到影響結晶中心的形成和沉積速度所需的磁通量，不利于除塵水主體內部的結晶速度，因而易形成大顆粒的垢晶體，最終導致結垢。

4 采取的對策

　　根據上述分析的原因，我們提出并實施兩項相應綜合對策：一是提高除塵水的循環利用率，實行“零排放”；二是控制和保持除塵水中鈉堿量，確保“高堿度”。

　　4.1 提高除塵水的循環率
　　針對除塵系統中的缺陷，有計劃地進行改造，排除了其它水進入除塵水循環系統中導致除塵水不平衡的因素。同時，嚴格控制補水量，做到適時補水，不溢流。對除塵水循環處理過程中泥漿脫水產生的濾液及沖洗地坪的廢水，嚴禁外排，收集、處理循環使用。目前，除塵水的循環利用率達到95％以上。

　　4.2 不定期投加Na₂CO₃
　　不定期在供水泵房熱水池中投加Na₂CO₃。實踐表明，鈉堿量達1.6×10^-2～2.0×10^-2mol/L時為佳。即以此為控制目標，每4h取樣化驗一次，達不到此范圍值時，即投加Na₂CO₃。在實際操作過程中，我們發現，在熱水井中投加Na₂CO₃時，一是投加操作不方便（池高2.5m），安全系數低；二是因無攪拌設施，一小部分未能溶解的Na₂CO₃沉積到池底，造成不必要浪費。為此，將投加點改到鋼制主污水槽上。此處操作方便，易行、安全、水溫較高（50℃以上）且在流動，因而Na₂CO₃投加后，很快溶解擴散，其效果好，不浪費。

5 處理效果

　　自投加工業堿，除塵水中鈉堿基本保持在1.6×10^-2～2.0×10^-2mol/L，并采取措施確保除塵水循環利用率達95％以上，解決了嚴重的結垢問題，使大量的磁垢脫落，不再產生新的塵垢，毋須專門的停產清臟、除垢。除塵效果達到并保持在理想狀態。因結垢而導致除塵風機停產檢修頻率明顯減少，結果見表3。

表3 改造前后風機檢修情況對照 時間 風機轉子更換
總數/件 軸瓦更換總數 熱停工時間
/min 大瓦/付 小瓦/付 改造前 170 120 108 6756 改造后 112 62 46 915

參考文獻：
[1]陸柱，陳中興，等．水處理技術[M]，上海：華東理工大學出版社，2000，10．
[2]夏克盛，丁玉娟，岳永亮．空調系統水質及水處理問題探討[J]．暖通空調，2001，(1)：76－77．

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作者簡介：
袁廷鍵（196－），男，工程師。聯系電話：0551－4402587