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          某煉鋼廠管道系統

          2020-10-30 10:26

           
             
                煉鋼過程中會產生大量充滿粉塵和顆粒物的廢氣,為達到環保要求,必須將這些粉塵和顆粒物去除后才能向外界排放。  
               
                 英國某鋼鐵廠是新整合的煉鋼廠擁有員工4000人。其生產的平鋼帶供應國內汽車制造、建筑工程及金屬加工業用于生產線圈、薄型鋼材或定尺長度鋼材。  
               
                該廠采用BOS(基礎氧煉鋼)過程用于主要的鋼鐵制造。從這一過程中出來的廢氣攜帶有大量的粉塵,在排入大氣前必須去除。廢氣清洗系統用水來清洗廢氣中的粉塵和細小的顆粒。從熔爐中出來的廢氣首先經過一個帶有一串高壓水簾的文丘里管飽和器,在其中,廢氣被冷卻,稍大些的顆粒被水夾帶去除。
              然后,廢氣進入高能滌氣器中進行進一步清洗。在這里廢氣經過更高壓力的水簾以便去除更小的顆粒。由此,經過處理的干凈的氣體就可向外排放了。但經過這一系列處理過程后排出的廢水中含有大量的礦物質,需送往水處理廠進一步處理之后才能再次使用。
          從文丘里管飽和器和高能滌氣器出來的液體經由水槽(敞口V型槽)流向水處理廠。在這里通過加入一定劑量的化學制劑使顆粒物凝聚成大的固體顆粒沉淀至分離罐的底部,再由靜態挖泥機將沉積物挖出傾倒到垃圾場。之后,含有細小懸浮物的溶液經由管道送往2個澄清池。
           
               
            鈣進入水溶液中
              BOS工藝過程的一個重要環節涉及到石灰制劑(碳酸鈣)的加入。因此從文丘里管飽和器和高能滌氣器出來的液體由于溶解了石灰制劑從而使得鈣離子的含量非常高。在澄清池中溶液的固體懸浮物沉淀到池底形成泥漿作為廢渣排除,之后清潔的水就可由泵抽出送入飽和器和滌氣器進行再利用。然而,在此過程中鈣離子仍然存在于溶液中。
           
               
             
               
            鈣脫離水溶液
              溶液中的鈣離子是導致結垢的主要因素,結垢是由于垢一層層沉積產生。當溶液中的其它顆粒物也產生沉淀時,結垢的問題會更加嚴重。如果不進行除垢,V型槽、管道及所有相關的設備都將很快產生石灰石垢,阻塞系統導致工廠停工。估計這樣的停工每小時的損失將高達4萬。
           
            清除結垢
              使用電磁除垢儀之前,該廠采取的補救措施是每隔3個月通過人工方式及使用高壓水槍除垢,但即便如此,經常也必須完全替換V型水槽及管道。因此要采取替換的除垢方案-避免由石灰石垢引起的停工及昂貴的維修替換費用。從鋼鐵生產過程中去除石灰石是不可能的,因此抑制其沉積就是可選的方式。下面是電子除垢系統的工作流程。第一步,是對應用現場的調查:
          o 了解系統及工藝過程。
          o 確定垢的種類和結垢的位置。
          o 繪制系統草圖并確定可能的安裝位置。
          o 對水溶液的化學成分進行分析。
          數據一覽表:
          處理系統容量: 4,540,000 升
          處理速度: 14,000升/分(系統每5.4小時循環一次)
          固體顆粒的產生: 17分鐘 4 噸(每一吹煉周期,每一爐)
          每天產生的固體顆粒: 202噸
          分離罐中的化學分析
          pH 值 :12.2
          鈣離子硬度 :1891ppm
          硫酸鹽: 6.3ppm
          鎂 :0.2ppm
          鐵 :0.15ppm
          固體懸浮物 :160mg/L
          清洗成本 :1萬英鎊/每年
          替換管道及人工成本 :2萬英鎊/每年
          工廠停產成本 :2萬英鎊/每小時(整個工廠停產)

           
           
            實驗過程  
               
                盡管急于找到解決結垢問題的方法,然而他們仍然懷疑電子除垢儀能滿足如此大范圍及苛刻的應用。因此決定在輸送污水的系統上只安裝1臺除垢儀,以便他們可以測試這個系統。這樣,在對該系統的處理效果滿意之前,他們不必為處理整個系統所花費的巨額投入承擔責任。
              3個月后檢查報告顯示:安裝除垢儀位置大約150米的下游管道檢驗覆蓋層被除去檢查管道除垢效果。取代厚實致密的水垢的是只有幾毫米厚的松軟的沉淀。這一結果清楚的表明:除垢儀在整個管道系統中防止新垢沉積幾逐漸去除已經存在的老垢。經過評估,該鋼鐵廠購買了更多的除垢儀應用在煉鋼廠。
           
               
             
           
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