Очистка конвертерных газов

На рис. 61 приведены кривые изменения температуры воды. Снижение температуры воды после газоочистки облегчает работу охладителей в схеме оборотного цикла. Схемы и конструкции систем оборотных циклов многообразны. Одна из схем приведена на рис. 62. По ходу кислородной продувки меняются состав и количество взвесей в сточной воде. Согласно замерам по ходу продувки содержание взвешенных частиц следующее:

Время продувки, мин. .369 12 15 18 21

Содержание взвеси в воде, мг/л 410 1040 1790 2700 3900 4600 2100

Вода после газоочистки содержит окислы железа, кальция, марганца, извести и другие элементы, а также газы - двуокись и окись углерода. Содержание газов в воде зависит от состава газов, проходящих через газоочистку. В системах с дожиганием вода насыщена двуокисью углерода, в системах без дожигания - окисью углерода.

Рис. 12 Рис. 13

Растворимость газов зависит от температуры воды, парциального давления и вида газа. Растворимость газов определяется коэффициентом растворимости р или коэффициентами абсорбции а.

Коэффициентом растворимости р называют число объемов газа (без приведения к нормальным условиям), растворившихся в одном объеме воды. Коэффициентом абсорбции а называют число объемов газа, приведенного к нормальным условиям, которое поглощается одним объемом воды при парциальном давлении газа, равном 1,01 МПа. Значения коэффициентов растворимости (абсорбции) газов в воде приведены в табл. 6.

Атмосферный азот содержит 98,815%N₂ и 1,185%Аг. Щелочность и кислотность сточных вод для разных установок различны.

Таблица 6

.

На рис. 14 показано изменение щелочности воды в оборотных системах мокрых газоочисток для трех различных цехов.

В цехе А после каждой продувки щелочность воды снижалась; для предотвращения кислотной коррозии оборотную воду подщелачивали известью. В течение одной продувки щелочность воды при выплавке стали понижалась до 0,8 мг-экв/л, а при работе на полупродукт - до 0,5 мг-экв/л. При подтопке котла-охладителя коксовым газом, содержащим серу, между продувками щелочность уменьшалась на 0,15 мг-экв/л. В системах с полным сжиганием щелочность воды была достаточной (не менее 3, мг-экв/л) для нейтрализации загрязняющих кислых компонентов. Оборотные циклы этого цеха необходимо корректировать для обезвреживания кислых стоков. Рекомендуется вводить известь в тракт после газоочистки (до отстойника). При этом протекают следующие реакции: СаО + 2НР = СаР2 + Н₂О, а также CaO + H₂S04 = CaSO4 + H₂O, т. е. получаются кальциевые соли, плохо растворимые в воде.

Рис. 14

В цехе Б щелочные и кислые стоки балансируются и дополнительной обработки воды не требуется. В цехе В при отсутствии обработки воды наблюдается неуклонный рост щелочности. На этой установке при рН сточных вод 7-8 выделения осадков не наблюдалось; при рН около 10 осадки начали выпадать быстро и при рН = 12 горловины труб-распылителей зарастали в течение 20 плавок (диаметр их уменьшался с 90 до 70 мм). В этом случае требуется уменьшить время контакта конверторных газов с известью (например, можно подавать основное количество извести в шихту конвертора до начала.продувки) и осуществлять подкисление воды.

Возможность стабилизации воды должна предусматриваться во всех проектах оборотных циклов, так как предварительно оценить влияние и взаимодействие всех компонентов процесса нельзя.

В системах с полным дожиганием и большим количеством свободной двуокиси углерода, последняя вступает в реакцию с ионами кальция, магния, двухвалентным железом (FeO), образуя бикарбонаты:

Mg(OH)₃ + 2С0₂-Н₂0 -* Mg(HC0₃)₂ + 2Н₂О; Са(ОН)₂ + 2СО₂ * Н₂О -- Са{НСО₃)₂ + 2Н₂О; Са(ОН)₂ + СО₂ -** СаСО₃ | + Н_аО.

В период низкого содержания углекислого газа протекают реакции

Mg(HCO₃)₂ + 2Са(ОН)₂ -* 2СаСО₃ 4- + Mg(OH)₂ + 2H_SO; Ca(HCO_s)₂ + 2Са(ОН)₂ -* 2СаСО₃1 + 2Н₂О; 2NaHCO₃ + Са(ОН)₂-> СаСО₃1 + Na₂CO₃ + 2Н₂О.

При этом происходит загрязнение тракта оборотного цикла соединениями кальция и магния. Свободная двуокись углерода, как известно, вызывает коррозию металла. Водородный показатель газа, равный 6,0-7,0, может повлечь за собой коррозию скруббера.

В системах с отводом газов при а 1 (без дожигания, частичное сжигание, недожог) необходимо удалять окись углерода из воды, чтобы обеспечить безопасную работу обслуживающего персонала. В системах без дожигания содержание окиси углерода в газах больше, чем при других способах. В схеме оборотного цикла Карагандинского металлургического комбината, например, предусмотрена двойная дегазация воды: а) перелив тонким слоем из закрытой трубы в канал на выходе из цеха (на этом участке сделана вытяжная труба); б) вытяжка газов из камеры, распределяющей воду по отстойникам. Ниже приведено содержание окиси углерода в воде по тракту, мг/л:

После скруббера 1800

На выходе из цеха (после перелива) .... 1300

После распределительной камеры 700

Над отстойниками (иустителями) Нет

В отстойниках . 80

На одном из заводов для очистки 300 м³/ч воды работают четыре гравийных фильтра диаметром 2,0 м. Они обеспечивают очистку воды до содержания взвесей 50 мг/л; при этом сопла труб-распылителей всегда чисты. В больших цехах такие фильтры усложняют установку, поэтому следует использовать и другие методы очистки (магнитное поле, уменьшение нагрузки на радиальный отстойник и т. д.).

Исследование шламов конверторного цеха «Криворожстали» показало, что установка намагничивающих устройств способствует интенсификации осветления сточных вод мокрых газоочисток.

Метод стабилизации воды выбирается в зависимости от количества гидратной щелочи. Известны предложения по обработке воды силикатным раствором. Растворимость извести при этом снижается в результате адсорбции силикатного реагента на поверхности поступающих в воду частиц извести и нейтрализации воды у поверхности известковых частиц. Силикатный реагент снижает также адгезионную способность кристаллов карбоната кальция, образующихся из извести, растворившейся в воде.

Размещено на Allbest.ru