用于烧结成品矿的烧结烟气脱硫废水处理系统及其方法 【技术领域】
本发明涉及钢铁厂烧结烟气脱硫技术，特别涉及一种用于烧结成品矿的烧结烟气脱硫废水处理系统及处理方法。
背景技术
钢铁厂烧结烟气中含有大量SO2和少量HCl，减排SO2是我国“十一五”期间环境保护的重点工作。
在石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程中，脱硫系统中Cl-浓度越聚越高，因此系统中部分Cl-需要以废水形式排出。废水中尚含有其它物质如：悬浮物、重金属离子、SO42-、SO32-、SO32-等，由于其中部分成分超标，因而不能直接回用或纳入钢铁厂污水处理系统。如果将废水加入混合系统或OG系统中回用，会引起Cl-富集而对设备造成腐蚀，同时增加了烟气脱硫系统中Cl-、F-的含量而造成循环污染。
目前国内烧结烟气脱硫技术处于刚刚起步阶段，烧结脱硫废水处理无先例可循。现有的废水处理方法主要是增加废水处理装置，处理后废水水质达到国家排放标准后排放。但是这些废水处理装置工艺复杂，投资和运行费用均较高。
【发明内容】
本发明的任务是提供一种用于烧结成品矿的烧结烟气脱硫废水处理系统及其方法，它解决了上述现有技术所存在的问题，研发出一种烧结烟气脱硫废水在钢铁生产流程中自行消化的清洁生产技术，使得烧结烟气脱硫废水能够循环利用。
本发明的技术解决方案如下：
一种用于烧结成品矿的烧结烟气脱硫废水处理系统，它包括废水箱和废水泵，它还包括脱硫设备的回收水箱、废水旋流器、废水旋流器给料泵、流量计、调节阀、CaCl2水溶液箱、喷嘴以及上述零部件之间相连接的管道；
所述废水旋流器、调节阀、废水旋流器给料泵分别连接回收水箱，废水旋流器给料泵又与废水旋流器、调节阀连接；
所述废水旋流器的另一端接至废水箱，在废水旋流器与废水箱之间连接一流量计；
所述废水箱连接CaCl2水溶液箱，废水箱又连接废水泵，废水泵通过管道接至喷嘴。
一种按用于烧结成品矿的烧结烟气脱硫废水处理系统实施的处理方法，将脱硫设备的回收水箱中的回收水通过废水旋流器给料泵，其中一部分回收水输送至废水旋流器，另一部分回收水通过调节阀返回回收水箱；
被输送至废水旋流器的回收水中的一部分回收水返回回收水箱，另一部分回收水通过流量计进入废水箱成为废水，根据流量计的数值调节调节阀的开度，以控制脱硫废水量；
废水箱中的废水通过废水泵加压后，再通过喷嘴喷洒在烧结矿成品皮带上。
当脱硫废水量满足不了成品矿喷洒要求时，通过CaCl2水溶液箱将配制好的2％的CaCl2水溶液对废水箱进行补水。
废水经废水泵加压后，废水至喷嘴入口的压力为0.05～0.2MPa。
所述喷嘴为防腐、耐磨、防堵塞喷嘴。
本发明根据脱硫装置产生的湿法脱硫废水成分化验数据，针对钢铁厂烧结成品矿需喷洒氯化钙以降低成品矿粉化率的需求，研发出一种烧结烟气脱硫废水在钢铁生产流程中自行消化的清洁生产技术，使得烧结烟气脱硫废水能够循环利用。
烧结脱硫废水中含有大量的Cl-，本发明通过控制脱硫废水排放量来调节废水中的Cl-含量，以满足成品矿喷洒氯化钙的量及浓度需求，从而将脱硫废水成功应用于钢铁生产工序中。
按本发明的烧结烟气脱硫废水处理系统和处理方法，解决了脱硫废水难处理的瓶颈，用脱硫废水代替CaCl2溶液，解决了脱硫废水处置的难题，并将脱硫废水在炼铁系统中使用，实现烧结脱硫的清洁生产目标，达到减排SO2的目的，从源头上治理环境污染，响应国家节能减排的号召。
本发明的烧结烟气脱硫废水处理系统工艺简单，操作维护方便，使用可靠。若烧结系统具备成品矿喷洒氯化钙系统，只需在脱硫废水箱后设废水排放泵，直接将脱硫废水输送到喷洒系统即可，而不需增加新的设备，由此可节约投资约760万元，年降低运行成本50多万元。
采用本发明的烧结烟气脱硫废水处理系统及处理方法，可将烧结矿的低温还原粉化率RDI值由37.5％控制在25％以下，并且不会影响烧结矿的还原性RI值和高炉的正常运行。通过喷洒经本发明处理后的废水，可以达到与喷洒CaCl2溶液同样的效果，比如增产节焦；通过调整喷洒氯化物的浓度，以控制因低价矿及新矿种配用而造成的RDI指标恶化。
【附图说明】
附图是本发明的一种用于烧结成品矿的烧结烟气脱硫废水处理系统的构成示意图。
图中标记：
1为回收水箱，2为废水旋流器，3为流量计，4为调节阀，5为废水箱，6为废水旋流器给料泵，7为废水泵，8为CaCl2水溶液箱，9为喷嘴。
【具体实施方式】
下面结合附图通过一个较佳实施例对本发明的处理系统和处理方法进行详细描述。
参看附图，本发明的一种用于烧结成品矿的烧结烟气脱硫废水处理系统主要由回收水箱1、废水旋流器2、流量计3、调节阀4、废水箱5、废水旋流器给料泵6、废水泵7、CaCl2水溶液箱8以及喷嘴9等零部件组成，这些零部件之间通过管道相连接。
废水旋流器2、调节阀4、废水旋流器给料泵6分别连接回收水箱1，废水旋流器给料泵6又与废水旋流器2、调节阀4连接。废水旋流器2的另一端接至废水箱5，在废水旋流器2与废水箱5之间连接一流量计3。
废水箱5连接CaCl2水溶液箱8，废水箱5又连接废水泵7，废水泵7通过管道接至喷嘴9。
为使系统简化，也可取消调节阀和流量计，而根据检测结果进行手工调节。
按本发明的一种用于烧结成品矿的烧结烟气脱硫废水的处理方法，将脱硫设备的回收水箱1中的回收水通过废水旋流器给料泵6，其中一部分回收水输送至废水旋流器2，另一部分回收水通过调节阀4返回回收水箱1。
被输送至废水旋流器2的回收水中的一部分回收水返回回收水箱1，另一部分回收水通过流量计3进入废水箱5成为废水，其中可以根据流量计3地数值调节调节阀4的开度，从而控制脱硫废水量。废水箱5中的废水通过废水泵7加压后，再通过喷嘴9喷洒在烧结矿成品皮带上。
当脱硫废水量满足不了成品矿喷洒要求时，通过CaCl2水溶液箱8将配制好的2％的CaCl2水溶液对废水箱5进行补水。
本发明的技术特点是：
低温还原粉化率(RDI)是烧结矿的一项重要质量指标，它反映了烧结矿在高炉上部低温区还原时产生粉化的程度，在烧结成品矿上喷洒氯化钙或者其他卤化物水溶液的目的是为了降低烧结矿的低温还原粉化率，有助于高炉提高产量，降低焦比。在烧结矿筛分以后的成品皮带机上喷洒卤化物溶液，利用烧结矿约100℃的余温烘干卤化物溶液，使其中的氯化钙附着在烧结矿表面，从而在高炉内部抑制低温还原粉化。根据试验运行的烧结机的运行经验，每吨烧结矿喷洒1.5％～3％的CaCl2水溶液5kg可有效降低烧结矿的RDI，而不论喷洒何种溶液于烧结矿表面，只要该溶液中含有一定量的Cl-就能够达到降低RDI的目的，喷洒1.5％～3％的CaCl2水溶液相当于喷洒9.6～19.2g/L的Cl-。
烧结脱硫废水中含有大量的Cl-，本发明就是通过控制脱硫废水排放量来调节废水中的Cl-含量，以满足成品矿喷洒氯化钙的量及浓度需求，从而将脱硫废水成功应用于钢铁生产工序中。
下面以一种烧结机烟气脱硫装置所产生的废水为例，对按本发明的处理系统及处理方法所产生的技术效果作进一步的说明。
烧结机(180m2)石灰石-石膏湿法烟气脱硫工程，废水排放量2.7t/h，废水成分见下列脱硫废水成分表。由表中可见，脱硫排放的废水中Cl-浓度5498mg/L。通过废水流量计和废水旋流器给料泵出口调节阀调节脱硫废水排放量为1.25t/h(脱硫浆液中Cl-的浓度小于20g/L，不会对现有脱硫系统产生影响)，废水中Cl-浓度控制在9.6～19.2g/L之间。钢铁厂的矿石和燃料来源相对稳定，脱硫废水成分也相对稳定，因此废水中的氯离子浓度可以由烧结检化验室每天进行一次化学分析。
脱硫废水成分表
成品矿产量约250t/h，每小时需喷洒1.5％～3％的CaCl2水溶液1.25t，现喷洒Cl-浓度11.9g/L的脱硫废水1.25t，相当于喷洒1.9％的CaCl2水溶液。当废水中Cl-浓度低于9.6g/L时，减少废水排放量，并补充2％的CaCl2水溶液进废水箱。根据目前及历史所用矿石和燃料核算，当烧结废水排放量为1.25t/h时，当废水中Cl-浓度均不会高于19.2g/L时，就不会出现废水中的Cl-喷洒不完的情况，这也是本发明的一个技术特点。
为了保证Cl-喷洒的均匀性，本发明采用防腐、耐磨、防堵塞喷嘴将废水加压(喷嘴入口压力0.05～0.2MPa)雾化后，将其喷洒在烧结矿成品皮带上。
本发明的主要技术经济指标如下：
废水排放控制量：1.25t/h
废水中Cl-浓度：11.9g/L
喷洒溶液浓度：1.9％(控制范围1％～3％)
本发明还可充分利用原有成品矿氯化钙喷洒系统的喷洒装置，只需将脱硫废水排出泵接管接至原有氯化钙溶液贮箱中进行调质，再喷入系统即可，无须专门的场地及设备，系统简单，容易控制；可减少一套脱硫废水处理装置，按5t/h处理能力计算，可减少废水处理设备约20台/套，节省占地面积约1050m2，节约一次投资约760万元，降低运行成本，节省废水年运行成本20万元，节约烧结矿喷洒CaCl2增加的成本33万元；若采用DS-1固体粉状添加剂，可节约成本47万元；
本发明可根据烧结机规模及烟气成分、脱硫装置规模而确定废水产生量，通过控制废水排出量及Cl-浓度，在一定范围内调节废水喷洒量，即实现废水完全回用，又保证高炉安全运行。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变型都将落在本发明权利要求的范围内。