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1、(10)申请公布号 CN 103130358 A(43)申请公布日 2013.06.05CN103130358A*CN103130358A*(21)申请号 201310083000.8(22)申请日 2013.03.15C02F 9/04(2006.01)(71)申请人中冶建筑研究总院有限公司地址 100088 北京市海淀区西土城路33号申请人中冶建研工程技术有限公司中国京冶工程技术有限公司(72)发明人赵锐锐 王海东 高康乐 李红孙玉亮 刘静文 邱鹏 逯博特袁侃 张晗 任泉 卢扩 张硕(74)专利代理机构北京瑞思知识产权代理事务所(普通合伙) 11341代理人李涛(54) 发明名称一种钢渣热。
2、闷循环水处理装备(57) 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。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图2页(10)申请公布号 CN 103130358 ACN 103130358 A1/1页21.一种钢渣热闷循环水处。
3、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。
4、(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，。
5、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。
6、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(1。
7、0)。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。权 利 要 求 书CN 103130358 A1/4页3一种钢渣热闷循环水处理装备技术领域0001 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0002 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。。
8、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”。0003 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。
9、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11.7012.10，总硬度(以CaCO3计)为700900mg/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12mm。发明内容0004 针对现有钢渣热闷循环水处理。
10、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。0005 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。
11、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。0006 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，未完全去除的成说 明 书CN 103130358 A2/4页4垢离子通过二级气液反应池5发生重碳酸化反应溶解。0007 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。0008 其中，一级气液反应池3池液位高度不超过2。
12、.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。0009 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。
13、二氧化碳(CO2)流量。0010 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。0011 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。0012 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。
14、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。0013 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。
15、。0014 该处理工艺方法的原理为：0015 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：0016 CaO+H2OCa(OH)20017 MgO+H2OMg(OH)20018 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：0019 Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O0020 CO32-+CO2+H2O2HCO3-0021 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。
16、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。0022 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)和传统加酸法说 明 书CN 103130358 A3/4页5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。附图说明0023 图1是本发明实施例1的钢渣热闷循环水处理装备示意图；0024。
17、 图2是本发明实施例2的钢渣热闷循环水处理装备示意图；0025 图3是一级、二级气液反应池示意图具体实施方式0026 实施例10027 如图1所示，该实施例1中的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；其中，二氧化碳(CO2)气体和钢渣热闷循环水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；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12将测量的。
18、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CO2气体流量。0028 如图1，3所述，一级气液反应池内安装穿孔曝气管9和隔流板10，反应池液位高度不超过2.5m，反应时间8-12min，优选10min。当CO2气体1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4进行沉淀，沉淀时间为1小时。0029 CO2气体1和钢渣热闷循环水2在气液反应池3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。
19、低。反应生成沉淀通过平流沉淀池4去除，平流沉淀池4的沉淀出水6通过pH取样泵，pH计，和pH控制器7将信号反馈到远程控制调节阀门8，调节通入的CO2流量，从而达到自动控制。0030 处理前钢渣热闷回水井中回水pH值为11.89，水温为63，总硬度(以CaCO3计，以下同)为760.32mg/L，OH-碱度为584.45mg/L，CO32-碱度115.62mg/L，溶解性总固体1740mg/L，电导率为3400s/cm，悬浮物浓度150mg/L；0031 处理后：出水pH值为8.36，总硬度为84.08mg/L，CO32-碱度为21.60mg/L，HCO3-碱度为32.40mg/L，溶解性总固体。
20、为220mg/L，电导率为455s/cm。0032 实施例20033 如图2所示，该装备，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，CO2气体和钢渣热闷循环水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pH调节控制装置包括pH取说 明 书CN 103130358 A4/4页6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。
21、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CO2气体流量。0034 如图2所示，CO2气体1和钢渣热闷循环水2在气液反应池3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4去除。沉淀池出水pH较高，通过二级气液反应池5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6通过pH取样泵，pH计，和pH控制器7将信号反馈到远程控制调节阀门8，调节通入的CO2流量，从而达到自。
22、动控制。0035 如图2，3所述，一级气液反应池内安装穿孔曝气管9和隔流板10，反应池液位高度不超过2.5m，反应时间8-12min，优选10min。当CO2气体1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4进行沉淀，沉淀时间为1小时。二级气液反应池5只安装穿孔曝气管9，CO2气体1通过穿孔管9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。0036 处理前钢渣热闷回水pH值为11.98，水温67，总硬度为837.64mg/L，OH-碱度为675.05mg/L，CO32-碱度183.61mg/L，溶解性总固体1853mg/L，电导率为3590s/cm，悬浮物浓度254mg/L。0037 处理后，出水pH值为7.84，总硬度为113.31mg/L，CO32-碱度为21.60mg/L，HCO3-碱度为112.33mg/L，溶解性总固体为272mg/L，电导率为551s/cm。说 明 书CN 103130358 A1/2页7图1图2说 明 书 附 图CN 103130358 A2/2页8图3说 明 书 附 图CN 103130358 A。