探究煤气冷凝水治理方法

探究煤气冷凝水治理方法

王海兵

新疆广汇新能源有限公司 ，新疆 哈密 839303

摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，煤气冷凝水含有多种杂质，处理不当会造成环境污染。公司对煤气管网冷凝水立项改造，针对各种情况提出了相应的治理方案，实施后达到环保要求，并且节约水资源，实现了冷凝水循环再利用。

关键词：煤气冷凝水；治理；方案

引言

高炉煤气的全干法布袋式除尘工艺较传统的湿法除尘工艺具有节电、节水、污染少、除尘效率高、综合社会效益高等诸多优势，并且逐渐替代了传统的湿法工艺，成为国内高炉煤气净化工艺的首选。但是国内各大钢厂在运用全干法布袋除尘工艺后，也陆续暴露出工艺的不足之处。高炉煤气中酸性介质使高炉煤气冷凝水pH值显著降低，冷凝水的酸性腐蚀作用突显，成为影响高炉煤气管网及其附属设备安全运行的不利因素。

1煤气管道及设施腐蚀情况

高炉煤气主管网自投运以来持续受高炉煤气冷凝水pH值偏低的影响已出现多处泄漏，经过对现场漏点的统计发现，目前泄漏点主要集中在管道的弯头、托座、焊缝等易出现积水或者经常受水流冲刷的部位，腐蚀管段主要是两座高炉的煤气送出总管以及附近区域的管道。在煤气管网运行的3年时间中已发现大小漏点共计80余处，泄漏点严重部位已能在附近区域检测到一氧化碳含量，存在较大的安全风险。

2煤气冷凝水治理方法

2.1形成结垢,堵塞管道,影响用户生产或降低炉窑效率

前面提到,在干法除尘的高炉,其净高炉煤气温度较高,利用这部分显热将提高燃烧效率。但随着煤气温度在输送过程中的下降,饱和水的冷凝析出,煤气中的氯元素以离子形式存在凝结水中。冷凝液如得不到及时排放,Cl-和Ca2+、Mg2+等离子结合形成盐类,起初是种粘性物质粘附在管壁上,渐渐积累并和煤气中的灰尘混合,形成层状的结垢,增加管道输送阻力,严重时影响用户生产。我们取垢样分析,Cl含量为51.3%。我厂南区去竖炉的Dg1000管道,发生局部管段积灰,呈波状垢层,最厚处800mm;在银钢区去白灰窑的Dg1000管道,也发生管道积灰,最厚处700mm左右,取垢样分析,Cl-含量为38%。我们后来利用高炉定修机会,分别在两个区域的布袋除尘器的人孔处发现有灰色结垢,且有的地方有乳白色软垢,经取样分析,Cl-含量分别为61%和53%。分析认为,在人孔部位因无保温,局部煤气温度较低,所以有冷凝液析出,形成结垢。由此可知,高炉煤气中氯元素的存在,也会造成管道系统积灰结垢。当煤气含尘量较高时,积灰更严重。由于热风炉、烧结等用户离高炉较近,且为了利用煤气显热,采取保温等措施,使煤气保持较高的温度,饱和水不易析出,所以积灰现象不严重,而竖炉、白灰窑等远端用户矛盾突出。TRT叶片积灰也与高炉煤气中氯的存在不无关系。

2.2喷淋塔结构改造

考虑到高炉至投运以来煤气发生量较比设计时有小幅度的上升，外加喷淋塔的喷淋除酸效果不明显，所以将高炉喷淋塔内的喷头布置情况由两层喷淋增加至三层喷淋，喷头总数从原来的36套增加至54套喷头，从而增加喷淋塔的送水量，并将塔内的喷头分布位置重新做调整。改造后喷淋塔内由喷头所形成的水雾的覆盖面积较改造前有明显增加，使得喷淋塔内煤气与水接触的面积和反应时间都相应的有所增加，更加有利于煤气中的酸性成分和碱液的反应，达到提高喷淋塔除酸效果的目的。

2.3采取新建集水井的治理方法

（1）对现场无集水井、集水井容量不够、集水井塌陷的所有的渗水井采取新建冷凝水井的方式治理。新建冷凝水井的结构形式：经现场勘查，共需建设18m3冷凝水井62座，36m3冷凝水井10座。18m3冷凝水井尺寸为3×3×2m，36m3冷凝水井尺寸为3×3×4m。结构形式为钢筋混凝土，井底板、井壁采用现浇抗渗混凝土，井顶板采用预制混凝土盖板。设1000mm×1000mm正方形进水孔、抽水孔及检修人孔，检修人孔处设直爬梯，进水口、抽水口、检修人孔均高出周边地面100mm并设钢盖板。冷凝水井底部及内壁铺设一道300g长丝土工布，其上铺设2mm厚HDPE防渗膜，渗透系数≤10~10cm/s，做防渗漏处理，且井底板浇筑50mm厚细石混凝土作为防渗膜的保护层。冷凝水井底板及井壁厚度均为250mm，C30抗渗混凝土浇筑，抗渗等级P6，井底板垫层采用C15素混凝土，100mm厚。冷凝水井钢筋采用HRB400、HPB300。（2）现有混凝土浇筑的煤气冷凝水井做防渗漏处理。对厂区约200座既有煤气冷凝水井进行防渗漏处理，处理前须将既有井内废水污泥清理干净，将井底板、内壁修整打磨平整。防渗漏处理工艺参照新建冷凝水井执行。

2.4析氢腐蚀

实验室中关于析氢腐蚀的描述是，在酸性较强的溶液中金属发生电化学腐蚀时放出氢气的腐蚀。高炉煤气中的水分在露点温度以下冷凝析出并溶解氯化氢、二氧化硫、三氧化硫等气体形成酸性溶液，以及喷淋吸收高炉煤气中的氯化氢气体及其他酸性气体后产生大量的氢离子，造成氢离子对碳钢的析氢腐蚀，当pH<5.6时，氢离子的浓度足够高，氢的平衡电位已到达产生腐蚀的标准，并且阳极电位已低于氢的平衡电位，并且当pH<4时，腐蚀速度随pH降低而急剧增加，且溶液含盐量和电导率越高，腐蚀越快，腐蚀的现象主要表现为均匀减薄或点蚀。

2.5抽水车无法进入进行抽水作业的解决方法

因铁路、建筑物、无道路或距离路边较远等原因抽水车无法驶入，集水井冷凝水无法抽排集中处理的采取安装防爆型污水泵、架设冷凝水管道的方式，将冷凝水送到路边新建的集中集水井，然后由抽水车抽排到污水处理厂。本次治理项目共增加防爆型污水泵54台，排水管道采用DN200碳钢管敷设，并有防冻的蒸汽伴热管或电加热带伴热。污水泵的运行方式有两种：（1）距离马路边较远的水泵，可以通过启动水泵的方式给抽水车打水，每台水泵出水管配有快速接头，抽水车能够快速的与水泵出水管连接起来。（2）抽水车无法进入的集水井，采用抽水泵分级泵送，最终送到路边集水井。污水泵采用的是自控自吸泵，当水位达到高限时，自动启泵抽送到下一级集水井，然后水位高了以后，下一级集水井泵自动启泵，最终送到路边的集水井。

结语

（1）干法除尘工艺照比传统的双文丘里管的湿法除尘，煤气中的酸性成分等有害物质含量更多，再向后续用户流动过程中与煤气冷凝水或是其他方式带进的机械水结合，形成了强酸性、高氯含量的腐蚀性溶液，造成了后侧高炉煤气管道的腐蚀。（2）在干法除尘后使用喷淋塔清洗高炉煤气，虽然能去除或中和煤气中的氯离子和酸性物质，可以适当提高煤气冷凝水的pH值、减少氯离子含量，能起到缓解煤气管道腐蚀情况的发生，但湛江喷淋塔的除酸效果不理想。（3）考虑到喷淋塔后的高炉煤气具有一定的腐蚀性，因此决定增设斜板沉淀池来进一步改善喷淋塔的除酸效果，并加强后续管线的监查和维护。

参考文献

[1]董艳苹，张传波.干法除尘工艺高炉煤气喷碱除氯技术[J].冶金动力，2011（07）.

[2]陈小东，邓万里.高炉干法除尘后煤气管道腐蚀情况分析及对策[J].冶金能源，2011(10).

[3]杨镇，杨倩宇，邓万里，钱余海.干法除尘后高炉煤气管道快速腐蚀原因分析及对策探讨[C].宝钢学术年会稿，2010(11).

[4]王玉兴，郑狄.关于热轧加热炉煤气消耗量影响因素的研究[J].冶金动力，2019（4）:19-20.

[5]冯康康，牛洪海，孙谋成，管晓晨，耿欣.一种高炉热风炉协调换炉方法[J].工业控制计算机，2018（9）:60-62.