硫酸系統循環(huán)水的水質(zhì)、水溫、水量調節及改進(jìn)

第26卷第14期中國給水排水vol 26 No. 142010年7月CHINA WATER WASTEWATERJu.2010硫酸系統循環(huán)水的水質(zhì)、水溫、水量調節及改進(jìn)王舉良,張均杰,李兆宏(煙臺鵬暉銅業(yè)有限公司,山東煙臺264002)摘要:硫酸系統的水可分為凈化洗滌水和設備冷卻水。凈化洗滌水雜質(zhì)含量高,經(jīng)處理后可返回凈化工序使用。設備冷卻水可分為自來(lái)水冷卻系統和井水冷卻系統,自來(lái)水冷卻系統的循環(huán)水排到井水冷卻系統,井水冷卻系統的循環(huán)水排到凈化洗滌水中,這樣不僅提高了水的綜合利用率,而且可實(shí)現廢水零排放,達到節水、降耗的目的。關(guān)鍵詞:硫酸系統;凈化洗滌水;設備冷卻水中圖分類(lèi)號:TU992文獻標識碼:C文章編號:1000-4602(2010)14-0113-04Regulation and Improvement of Water Quality, Water Temperatureand Water Quantity of Sulfuric Acid SystemWANG Ju-liang, ZHANG Jun-jie, LI Zhao-hongYantai Penghui Copper Industry Co. Ld, Yantai 264002, ChinaAbstract: Water of sulfuric acid system can be divided into purification wash water and equipmentcooling water. The purification wash water has high impurity, and it can return to purification process af-ter being treated. The equipment cooling water can come from tap water cooling system and well watercooling system. The circulating water from tap water cooling system is drained into the well water coolingsystem from which the circulating water is drained into the purification wash water system. This can im-prove the comprehensive utilization rate of water and attain zero discharge of wastewater to achieve waterKey words: sulfuric acid system; purification wash water; equipment cooling water煙臺鵬暉銅業(yè)有限公司的硫酸系統于1995年設計轉化入口煙氣量為53760m3/h,SO2濃度10月投產(chǎn),其用水工藝見(jiàn)圖1。為5.0%;凈化采用絕熱增濕稀酸洗滌,轉化采用“22”Ⅳ-Ⅲ-I一Ⅱ兩轉兩吸工藝。硫酸系統的水可分為凈化洗滌水和設備冷卻水。凈化洗滌水與煙氣煙氣煙氣直接接觸,其中雜質(zhì)含量高。凈化洗滌水包括煙氣間冷沖洗水、填料塔洗滌稀酸、空塔洗滌稀酸、凈化空塔}一填料壞一間冷器一[吸工序產(chǎn)出的廢酸、廢水處理工序的配液用水、廢水處路理后達標排放的水或返回到凈化工序的回用水。設而-地一-A這樂(lè )(菜備冷卻水不與被冷卻的介質(zhì)直接接觸(主要冷卻設備中的煙氣硫酸、潤滑油軸承)。設備冷卻水可B園￥分為自來(lái)水冷卻系統和并水冷卻系統;自來(lái)水冷卻圖1硫酸系統用水工藝系統的循環(huán)水排到井水冷卻系統,井水冷卻系統的Fig 1 Water process for sulfuric acid system循環(huán)水排到凈化洗滌水中。設備冷卻水包括間冷冷第26卷第14期中國給水排水Www卻水、干吸冷卻水、一吸和二吸循環(huán)槽加水、SO2風(fēng)干吸循環(huán)水池水的C含量高,向干吸循環(huán)水池補機冷卻水、水泵冷卻水。如何合理調節水質(zhì)、水溫、自來(lái)水,水池上部的水溫度高、密度小、Cl含量高水量以保證生產(chǎn)穩定運行,降低水耗和電耗,實(shí)現零當其超過(guò)溢流口時(shí)就流到凈化循環(huán)水池。干吸循環(huán)排放以消除對環(huán)境的污染,這在水資源日益匱乏和水池和凈化循環(huán)水池各有一個(gè)溢流口,調整干吸循環(huán)保要求越來(lái)越嚴格的今天有著(zhù)重要的現實(shí)意義。環(huán)水池溢流口比梯形溢流口高150mm,凈化循環(huán)水1水質(zhì)的調節池溢流口比梯形溢流口低150mm,即使硫酸系統發(fā)1.1水質(zhì)的要求生意外事故突然停車(chē),凈化循環(huán)水池的水也不會(huì )流硫酸系統主要用水設備和部位對水質(zhì)的要求從到干吸循環(huán)水池。采用這種方法調節水質(zhì)和水量簡(jiǎn)高到低的順序是:干吸冷卻水、間冷冷卻水、間冷沖單、實(shí)用、省水、省電、高效特別是提高了新補充的洗水、填料塔洗滌稀酸、空塔洗滌稀酸、凈化工序產(chǎn)自來(lái)水減少干吸冷卻水中C含量的效能。出的廢酸。對水質(zhì)進(jìn)行調節,是把前面用水設備和間冷冷卻循環(huán)水管在間冷沖洗循環(huán)槽上有閥部位的水向后面用水設備和部位調節。門(mén),打開(kāi)即可向其補水;間冷沖洗循環(huán)泵出口管道在干吸工序的濃硫酸冷卻器用不銹鋼制造,用水填料塔循環(huán)槽上設置閥門(mén),可用來(lái)補水;填料塔下塔冷卻濃硫酸,水中C含量偏高對其腐蝕嚴重,所以酸的管道設置支管和閥門(mén),控制向空塔循環(huán)槽補稀一般限定水中C≤200mg/L酸,空塔沉淀槽廢酸用泵送到廢水處理工序,處理達1.2水質(zhì)的調節標后排放。2008年10月將處理后的水返回到間冷干吸冷卻水選用自來(lái)水,并且循環(huán)使用;自來(lái)水沖洗循壞槽中循環(huán)使用,達到零排放。Cl^含量為80~120mg/L,循環(huán)使用Cl含量逐漸升2009年12月利用大修的機會(huì ),用DN200管道高,當超過(guò)限定值時(shí),將干吸冷卻水放出一部分,再把間冷沖洗循環(huán)槽、填料塔循環(huán)槽、空塔循環(huán)槽連補充一部分自來(lái)水,以此來(lái)降低干吸冷卻水中!ˉ通控制間冷沖洗循環(huán)槽液位,自動(dòng)串液。含量。2水溫的調節間冷冷卻水對水質(zhì)要求低,對C含量沒(méi)有限2.1水溫的要求制,且用井水能滿(mǎn)足要求;間冷冷卻水循環(huán)使用,O2風(fēng)機油站冷卻水溫是根據油溫的要求確部分水蒸發(fā)掉,需要補充。干吸冷卻水放出的一部定要求不超過(guò)32℃;間冷冷卻水的水溫是根據轉分水補充到間冷冷卻水,可使這部分水充分利用?；M(jìn)口煙氣的SO2濃度轉化率和吸收率當地大氣干吸冷卻循環(huán)水和凈化冷卻循環(huán)水分別簡(jiǎn)稱(chēng)干吸循壓等確定凈化工序出口煙氣的含水量,保證干吸工環(huán)水和凈化循環(huán)水,凈化循環(huán)水主要是間冷冷卻循序水平衡,不出稀硫酸;間冷冷卻水夏季要求水溫不環(huán)水。因工程建設無(wú)串水設施,1995年10月剛開(kāi)超過(guò)32℃,春、秋季不超過(guò)33℃,冬季不超過(guò)34車(chē)時(shí)在干吸循環(huán)水池放一臺潛水泵,并接上輸水膠℃;干吸冷卻水的水溫根據上塔酸溫度的要求來(lái)確管,將干吸循環(huán)水池的水送到凈化循環(huán)水池。用潛定,干吸冷卻水夏季要求水溫不超過(guò)32℃,春、秋季水泵抽水有兩個(gè)缺點(diǎn):一是費電,二是在干吸循環(huán)水不超過(guò)36℃,冬季不超過(guò)40℃池池底抽水,剛補進(jìn)的自來(lái)水溫度低、密度大,大部原來(lái)SO2風(fēng)機冷卻水與干吸冷卻水共用一套循分進(jìn)入水池下部潛水泵抽走的水中新補充的自來(lái)環(huán)水系統,為了滿(mǎn)足SO2風(fēng)機冷卻水溫不超過(guò)32水占很大比例,降低了新補充的自來(lái)水減少干吸冷℃,要經(jīng)常開(kāi)冷卻塔的風(fēng)扇降溫,浪費電能。1996卻水中C1含量的效能。199年在干吸循環(huán)水泵出年新建一座尺寸為7mx4m×22m的循環(huán)水池口管道安裝DN50的水管及水閥,向凈化循環(huán)水池增加2臺流量為50m3/h揚程為20kPa的離心清補水,以后又安裝一個(gè)DN00的水管及水閥,這種水泵并把一臺閑置的125m/h冷卻塔移過(guò)來(lái)配方式比用潛水泵抽水調節得好。1997年6月利用備管道和閥門(mén),組成SO2風(fēng)機冷卻水循環(huán)系統,這樣大修機會(huì ),在干吸循環(huán)水池和凈化循環(huán)水池400m既能保證生產(chǎn)運行,又能降低硫酸系統能耗。厚的鋼筋混凝土隔墻上開(kāi)了一個(gè)梯形溢流口(上口間冷冷卻循環(huán)水的水溫決定著(zhù)間冷器出口煙氣寬為350mm,下口寬為260mm,高為500mm),作溫度,在煙氣的SO2濃度低時(shí)不開(kāi)補氧孔,此時(shí)的間為干吸循環(huán)水池向凈化循環(huán)水池補水的通道,如果冷器出口煙氣與干燥塔進(jìn)口煙氣的SO2濃度和煙氣14www.watergasheat.com王舉良,等:硫酸系純循環(huán)水的水質(zhì)、水溫、水量調節及改進(jìn)第26卷第14期溫度基本相同,此煙氣含飽和水蒸氣。在干吸工序冷卻水池難免有雜物進(jìn)入,水泵過(guò)濾網(wǎng)的孔徑又計算水平衡,當地大氣壓為100792Pa,干燥塔進(jìn)口不能太小,所以仍有雜物進(jìn)入循環(huán)水管路中。為了防負壓為7.5kPa,轉化率為9.50%,吸收率為止較大顆粒堵塞酸冷器,原來(lái)干燥酸冷器、一吸酸冷99.99%,轉化進(jìn)口SO2濃度與干燥塔進(jìn)口煙氣溫度器和二吸酸冷器進(jìn)水支管上設置2個(gè)過(guò)濾器。過(guò)濾的關(guān)系見(jiàn)表1。器運行一段時(shí)間阻力增大,使干燥酸冷器、一吸酸冷表1轉化進(jìn)口S02濃度與干燥塔進(jìn)口煙氣溫度的關(guān)系器、二吸酸冷器進(jìn)水量發(fā)生較大變化,使用支管路的Tab,1 Relationship of sO2 concentration to drying如owa閥門(mén)調節水量,將使水泵出口水壓增大,水量減小。flue gas temperature2009年3月利用大修的時(shí)機,在干吸循環(huán)水泵數值出口后管道安裝了一個(gè)大過(guò)濾器,同時(shí)將干燥酸冷化進(jìn)口SO2濃度/%4045505:5606570器、一吸酸冷器和二吸酸冷器進(jìn)水支管上的2個(gè)過(guò)生產(chǎn)9%H2SO4時(shí)干476538燥塔進(jìn)口煙氣溫度℃33濾器去掉;并對部分管路進(jìn)行了改造降低了干吸循佳產(chǎn)8%HS0時(shí)千8環(huán)水系統的阻力電耗也隨著(zhù)降低;并有利于水量的2.434塔進(jìn)口煙氣溫度/℃調節,使干燥塔、一吸塔、二吸塔上塔酸溫控制在合從表1看出,生產(chǎn)93%H2SO4時(shí),轉化進(jìn)口煙理的范圍氣的SO2濃度為4.5%,干燥塔進(jìn)口煙氣溫度控制在32凈化循環(huán)水泵和干吸循環(huán)水泵冷卻水改造34.7℃;考慮有時(shí)原料含硫低,如果轉化進(jìn)口煙氣凈化循環(huán)水泵和干吸循環(huán)水泵,原采用自來(lái)水的SO2濃度為4.0%,則干燥塔進(jìn)口煙氣溫度要控冷卻,但是有時(shí)停自來(lái)水凈化循環(huán)水泵和干吸循環(huán)制在327℃;夏季間冷冷卻循環(huán)水的水溫只能降到水泵無(wú)法運行。1996年從干吸循環(huán)水泵出口后管32℃左右所以間冷器選用上下兩段結構在二級道增設一根支管并到凈化循環(huán)水泵和干吸循環(huán)水泵間冷器下段設置了井水冷卻管路和切換閥門(mén),井水的水冷卻管道。水泵啟動(dòng)時(shí)用自來(lái)水冷卻;水泵正溫度為16℃左右用于轉化進(jìn)口煙氣的SO2濃度<常運行時(shí)切換用干吸循環(huán)水冷卻短時(shí)間停自來(lái)水4.5%時(shí)的煙氣降溫,保證干吸工序不產(chǎn)生稀硫酸。也不會(huì )影響生產(chǎn)2.2水溫的調節3.3廢水處理工序的用水改造原來(lái)凈化循環(huán)水冷卻和干吸循環(huán)水冷卻各用2廢水處理工序原沖電石渣、配制硫酸亞鐵、配制臺700m/h方型橫流冷卻塔。200年-2007年,硫化鈉用井水,水量為3.5m3/h。凈化廢酸送到廢凈化循環(huán)水冷卻改用12臺175m3/h方型橫流冷卻水處理工序,處理后達標排放或返回到凈化工序循塔;干吸循環(huán)水冷卻改用8臺175m3/h和2臺200環(huán)使用;如果要實(shí)現零排放原來(lái)沖電石渣、配制硫m3h方型橫流冷卻塔。酸亞鐵、配制硫化鈉的水必須改為處理后的回用水,3水量的調節才能使返回到凈化工序的回用水量小于凈化工序送3.1千吸循環(huán)水改造到廢水處理工序的廢酸量,使稀酸和回用水儲存量2008年2月熔煉爐改造后投產(chǎn),轉化進(jìn)口煙氣都不增加,避免儲液設備中的液體向其他地方排放的SO2濃度由50%提高到7.0%以上,硫酸產(chǎn)量由這是實(shí)現零排放的基本條件之一。300vd提高到500d。這樣,原有的凈化循環(huán)水3.4硫酸系統的硫酸水單耗設備能力富余,而干吸循環(huán)水設備能力不足。原干硫酸系統的硫酸水單耗見(jiàn)表2。吸循環(huán)水泵實(shí)測水量為730m3/h,不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需表2硫酸系統的硫酸水單耗要,致使一吸塔上塔酸溫達到85℃以上,一吸酸冷Tab 2 Unit consumption of water in sulfuric acid system器進(jìn)酸溫度達到100℃。2008年7月新上一臺水泵,實(shí)測水量為1300m3h;并增加3臺200m3/hb00年006年工業(yè)型圓型逆流式冷卻塔。新增設備投運后,一吸硫酸自來(lái)水單耗|2421.71.161190.86塔上塔酸溫達到80℃左右,一吸酸冷器進(jìn)酸溫度達硫酸井水單耗|300(1260.75|0.500.37合計5423.031.911.691.23到95℃,處于合理的范圍。(下轉第118頁(yè))第26卷第14期中國給水排水www.watergasheat.com4經(jīng)濟分析③在運行過(guò)程中處理效果的好壞,設備運行①人工費。設2人,工資按1500元/(人·是否正常需要從水質(zhì)指標中計算獲得故每個(gè)設備月)計,折合為0.222元/m3均需設置取樣口②電費。按運行負荷為3689kW計,電價(jià)④.反滲透系統運行過(guò)程會(huì )因水中CO2為06元/(kW·h),則電費為1.18元/m3。CO3等的轉換和鹽分離子的截留而使出水pH出③藥劑費。 Naclo用量為0.004kg/m3,費用現一定程度的降低,可以通過(guò)出水調整pH解決。為3168元/d; NaSo3用量為0008kg/m3,費用6結論為17.600元/d;阻垢劑用量為00035kg/m3,費用①采用陶粒生物濾池/多介質(zhì)過(guò)濾器/活性炭為6160元/d。折合共計0.183元/m3。過(guò)濾器/離子交換器作為反滲透系統的預處理系統,④濾料、膜元件更換費用為1.219元/m3。處理出水水質(zhì)穩定運行管理方便,可以確保反滲透處理成本總計為2804元/m3。系統進(jìn)水指標。5常見(jiàn)問(wèn)題討論②采用低污染電中性的反滲透膜可以有效根據該廠(chǎng)運行情況,結合該工藝對印染廢水二抵抗進(jìn)水輕度污染,延長(cháng)使用壽命,降低運行成本,級出水進(jìn)行深度處理回用的實(shí)例分析。采用該工藝確保出水水質(zhì)、水量。常會(huì )遇見(jiàn)如下問(wèn)題:③該系統正常穩定的運行,為該廠(chǎng)生產(chǎn)提供①當印染廢水二級處理系統出現問(wèn)題時(shí),該了優(yōu)質(zhì)水源,降低了該廠(chǎng)的運行成本,同時(shí)還減少了系統的進(jìn)水指標波動(dòng)較大,可能使預處理出水水質(zhì)該廠(chǎng)的排污量對附近的水環(huán)境保護起到了重要的達不到反滲透膜的進(jìn)水要求,一般可以通過(guò)在陶粒作用,具有顯著(zhù)的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益,并為后期項生物濾池后投加絮凝劑來(lái)解決。但是這會(huì )增大多介目的擴大奠定了基礎。質(zhì)過(guò)濾器的反沖洗頻率,如果無(wú)法降低這些污染指標時(shí),可將預處理出水通過(guò)排污出口重新進(jìn)入調節參考文獻池,進(jìn)行再處理或直接排放不回用。[1]北京水環(huán)境技術(shù)與設備研究中心,北京市環(huán)境保護科②陶粒過(guò)濾器、多介質(zhì)過(guò)濾器和活性炭過(guò)濾學(xué)研究院,國家城市環(huán)境污染控制工程技術(shù)研究中心三廢處理工程技術(shù)手冊—廢水卷[M].北京器都需要反沖洗,在設計時(shí)反沖洗時(shí)間需另外計算,化學(xué)工業(yè)出版社,2000也就是說(shuō)整體系統不能按照每天運行24h計,應該留有時(shí)間空余。離子交換器需要再生,同樣也需要E-mail:xujie_lu@163.com考慮再生時(shí)間。收稿日期:010-02(上接第115頁(yè))從表2可看出,硫酸井水單耗及合計硫酸水單參考文獻耗逐年降低。[1]張均杰李鵬.煙臺鵬暉銅業(yè)有限公司60kva銅冶煉4結語(yǔ)煙氣制酸系統的設計和生產(chǎn)實(shí)踐[J].硫酸工業(yè)①凈化工序的稀酸儲存量和廢水處理工序的2001,(3):6-10.回用水儲存量都不增加,這是實(shí)現凈化廢水零排放[2]王舉良,張均杰煉銅煙氣制酸凈化污水零排放[J的基本條件之中國有色冶金,2009,(5):41②根據水質(zhì)要求的不同,硫酸系統的水可階梯使用,自來(lái)水冷卻系統的循環(huán)水排到井水冷卻系統中,井水冷卻系統的循環(huán)水排到凈化洗滌水中。電話(huà):(0535)6532324×208813905358768③只有根據水質(zhì)水溫、水量的要求,進(jìn)行綜E-mail:wj15515@sina.com合利用,才能最大限度地降低水耗。收稿日期:2009-12-24