CN102849871B

CN102849871B - 一种std型式煤调湿冷凝水回收工艺及系统

Info

Publication number: CN102849871B
Application number: CN 201110181070
Authority: CN
Inventors: 张福行; 刘杰; 程乐意; 曹银平; 王伟民; 李良华; 蓝健; 张菊华
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: CN102849871A

Abstract

一种STD型式煤调湿冷凝水回收工艺及系统，其包括如下步骤：1)将来自闪蒸罐的冷凝水引入凝液储槽，在凝液储槽加入处理剂，包括氨水、氢氧化钠、联胺或磷酸钠中一种以上，使冷凝水与处理剂反应后冷凝水的pH 8～9.5，硬度≤2μmol/L，联胺20～100μg/L；2)将上述反应后的冷凝水膜过滤，去除冷凝水中的全铁和加药反应产生的沉淀物，全铁含量＜50μg/L，电导率≤20μS/cm；3)将上述过滤后的冷凝水引入干熄焦工段中的纯水槽或干熄焦工段中的除氧器回收利用；其中，引入纯水槽的冷凝水需调温，使水温≤60℃，再引入纯水槽。本发明在回收冷凝水的同时有效利用其余热；同时可以保证冷凝水水质满足干熄焦用水要求，消除蒸汽管网、煤调湿干燥机及冷凝水管道对水质的影响。

Description

一种STD型式煤调湿冷凝水回收工艺及系统

技术领域

本发明涉及冷凝水回收方法，特别涉及一种STD型式煤调湿冷凝水回收工艺及系统。

背景技术

煤调湿工艺(简称CMC：coal moisture control)是一种炼焦用煤的预处理技术，即通过炼焦煤在焦炉外的干燥来降低并稳定装炉煤水分，达到焦炉增产和操作稳定的作用。目前广泛应用“蒸汽多管回转干燥机(SteamTube Dryer，简称STD)型式煤调湿工艺”，干燥机是其主体设备。干燥机内部在圆周方向布置了多层蒸汽换热管，炼焦煤进入干燥机蒸汽换热管间，低压蒸汽进入干燥机蒸汽换热管内，炼焦煤同低压蒸汽进行间接换热，以达到降低炼焦煤水分的目的。

干燥机换热产生的汽水混合物(120～140℃，0.4～0.8MPa)由凝液罐进入闪蒸罐，经真空闪蒸后汽液分离。产生的低压蒸汽可供煤调湿系统设备保温或外排，闪蒸后的冷凝水则由凝液泵排出。

由于此冷凝水由低压蒸汽冷凝而成，但其水质稳定性差，具体是全铁含量超标严重，而溶铁基本合格；其次，当煤调湿干燥机换热管或汽室泄漏时，存在有煤料进入冷凝水系统的危险。因此国内已经使用STD形式煤调湿工艺的厂家都将冷凝液外排，未回收利用。查阅资料，也未见国外的文献披露冷凝液的回收利用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种STD型式煤调湿冷凝水回收工艺及系统，在回收冷凝水的同时有效利用其余热；同时可以保证冷凝水水质满足干熄焦CDQ用水要求的方法，消除蒸汽管网、煤调湿干燥机及冷凝水管道对水质的影响。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种STD型式煤调湿冷凝水回收工艺，其包括如下步骤：

1)将来自闪蒸罐的冷凝水引入凝液储槽，在凝液储槽加入处理剂，该处理剂包括氨水、氢氧化钠、联胺或磷酸钠中一种以上，使冷凝水与处理剂反应后冷凝水的pH 8～9.5，硬度≤2μmol/L，联胺20～100μg/L；

2)将上述反应后的冷凝水过滤，过滤采用膜过滤方式，去除冷凝水中的全铁和加药反应产生的沉淀物，全铁含量＜50μg/L，电导率≤20μS/cm；

3)将上述过滤后的冷凝水引入干熄焦工段中的纯水槽或干熄焦工段中的除氧器回收利用；其中，引入纯水槽的冷凝水需调温，使水温≤60℃，再引入纯水槽。

进一步，步骤2)膜过滤采用金属不锈钢烧结丝网膜、聚四氟乙烯固体支撑膜、或中空纤维束膜。

又，步骤3)引入纯水槽的冷凝水调温采用从干熄焦纯水槽前或其它纯水管网系统引入相对低温纯水，与来自煤调湿系统的高温冷凝水进行混合，将冷凝水温度降至60℃以下，再进入干熄焦工段中的纯水槽。

本发明的STD型式煤调湿冷凝水回收系统，其包括，凝液储槽，通过管路连接于闪蒸罐，其内设有液位计；加药装置，包括加药罐和加药泵，通过管路连接于凝液储槽；膜过滤器，其进口端通过管路连接于凝液储槽出口端；管路中设增压给水泵、液位调节阀；中间槽，其进口端通过管路连接膜过滤器出口；中间槽出口端通过管路分别连接于干熄焦工段中纯水槽和除氧器，中间槽出口管路中设增压给水泵、液位调节阀；与中间槽连接的纯水槽和除氧器的进口管路中设控制阀。

又，所述的膜过滤器设两台，采用一开一备方式。

所述的膜过滤器采用金属不锈钢烧结丝网膜、聚四氟乙烯固体支撑膜、或中空纤维束膜。

所述的中间槽还通过一管路与干熄焦纯水槽前或其它纯水管网系统连接引入相对低温的纯水。

本发明在闪蒸罐液位调节阀与干熄焦工段间设置了凝液储槽，配套储槽液位计、增压给水泵、储槽液位调节阀等配套控制设备，保证冷凝水稳定供给。波动不均的冷凝水先在凝液储槽内收集，通过储槽液位计和储槽液位调节阀的联合控制，实现凝液储槽对干熄焦工段的均匀给水，保证干熄焦锅炉供水管路的压力和流量的稳定。

制约煤调湿冷凝水在干熄焦系统回收的原因主要有：(1)尽管溶铁浓度合格，但全铁含量超标；(2)引入纯水槽时，冷凝水温度偏高，引起纯水槽内水温的上升，将损坏纯水槽内壁的有机涂层，并且造成纯水槽内滋生微生物，堵塞除氧给水泵。

本发明脱除煤调湿冷凝水不溶铁的工艺，采用过滤技术如膜过滤，其原理是用一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以膜为过滤介质，在一定的压力下，当含悬浮物液流过膜表面时，膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的分离。

根据冷凝水温度、可能悬浮物颗粒大小与净化要求，膜过滤器选择三种过滤膜，优选如下：

使用温度在80℃以上，采用金属不锈钢烧结丝网膜；

使用温度80℃以下，采用聚四氟乙烯固体支撑膜；

使用温度70℃以下，采用中空纤维束膜。

本发明涉及对煤调湿冷凝水水质的控制，采用外加药方式，在凝液储槽上配置加药装置，对冷凝水的pH值、硬度、联胺浓度等指标进行调节，若形成絮凝沉淀，可通过后续过滤装置进行脱除。

本发明方法主要针对将冷凝水引入CDQ纯水槽。因冷凝水温度较高，直接引入干熄焦纯水槽，会引起纯水槽内水温的上升，损坏纯水槽内壁的有机涂层，并且造成纯水槽内滋生微生物，堵塞除氧给水泵。采用如图5方法进行降温：从干熄焦纯水槽前或其它纯水管网系统引入相对低温纯水进入中间槽，与来自煤调湿系统的高温冷凝水进行混合，将温度降至60℃以下，再进入CDQ纯水槽。

原有CDQ除氧器系统水源来自纯水槽，通过除氧器液位控制进水量，通入低压蒸汽保证温度为105℃进行热力除氧，水源仅来自一处。

本发明新增煤调湿冷凝水引入系统，使CDQ除氧器水源改变为来自纯水槽和煤调湿冷凝水中间槽两个地方。

本发明的有益效果

1.将STD型煤调湿冷凝水引至干熄焦工段加以回收利用。

2.在煤调湿工段与干熄焦工段间设置有冷凝水储槽，配套液位控制和给水装置。实现冷凝水的均匀稳定供给，对干熄焦生产无不利影响。

3.将STD型煤调湿冷凝水管路与干熄焦管路的首选接入点设置在纯水槽至除氧器间管段处，纯水槽接入点作为备用，可满足工艺参数调节和设备检修要求。

4.当冷凝水接入点为除氧器时，冷凝水仅进行加药控制和过滤，无需进一步调温，进入除氧器时水温仍有80～100℃，冷凝液余热得以有效利用。

5.当冷凝水接入点为纯水槽时，冷凝水需进行加药控制、过滤和调温，进入纯水槽水温不超出60℃，对纯水槽槽壁有机涂层不会造成损害。

6.在冷凝水储槽处设置有加药装置，根据不同冷凝液流量和温度，设置不同的加药种类、浓度与流量，抑制管路腐蚀，控制冷凝水水质，满足锅炉用水水质要求。

附图说明

图1为本发明一实施例的示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。

参见图1，本发明的STD型式煤调湿冷凝水回收系统，其包括，凝液储槽1，通过管路连接于闪蒸罐100，其内设有液位计11；加药装置2，包括加药罐21和加药泵22，通过管路连接于凝液储槽1；膜过滤器3，其进口端通过管路连接于凝液储槽1出口端；管路中设增压给水泵4、液位调节阀5；中间槽6，其进口端通过管路连接膜过滤器3出口；中间槽6出口端通过管路分别连接于干熄焦工段中纯水槽200和除氧器300，中间槽6出口管路中设增压给水泵7、液位调节阀8；与中间槽6连接的纯水槽200和除氧器300的进口管路中设控制阀9、10。

在本实施例中，所述的膜过滤器3设两台，采用一开一备方式。

所述的中间槽6还通过一管路12与干熄焦纯水槽前或其它纯水管网系统连接引入相对低温的纯水。

实施例1

一种STD型式煤调湿冷凝水回收工艺，其包括如下步骤：1)将来自闪蒸罐的冷凝水引入凝液储槽，在凝液储槽加入处理剂，该处理剂包括氨水、氢氧化钠、联胺或磷酸钠中一种以上，使冷凝水与处理剂反应后冷凝水的pH 8～9.5，硬度≤2μmol/L，联胺20～100μg/L；2)将上述反应后的冷凝水过滤，去除冷凝水中的全铁和加药反应产生的沉淀物，全铁含量＜50μg/L，电导率≤20μS/cm；3)将上述过滤后的冷凝水引入干熄焦工段中的纯水槽或干熄焦工段中的除氧器回收利用；其中，引入纯水槽的冷凝水需调温，使水温≤60℃，再引入纯水槽。

其中，冷凝水使用点：除氧器；

蒸汽用量：21t/h；

冷凝水流量：19t/h；

冷凝水温度：102℃；

膜过滤器装置：金属不锈钢烧结丝网膜。

冷凝水水质见表1：

表1

实施例2

冷凝使用点：纯水槽；

蒸汽用量：25t/h；

冷凝水流量：23.5t/h；

冷凝水温度：54℃；

膜过滤器装置：金属不锈钢烧结丝网膜或聚四氟乙烯固体支撑膜。

冷凝水水质见表2：

表2

由上可以看出，采用本发明工艺，冷凝水得到有效回收，其余热能直接利用；并入干熄焦的给水管路水量稳定，冷凝水温度满足要求，对干熄焦操作、生产无不利影响；冷凝水水质得到有效控制，能满足干熄焦锅炉用水要求。

通过工艺改进，在煤调湿工段至干熄焦工段间增设了本发明系统，将冷凝水接入点设置于除氧器给水泵至除氧器给水调节阀间，纯水槽接入点作为备用。实现了冷凝水的有效回收，冷凝水余热得以利用，冷凝水水质和水量也能满足干熄焦锅炉给水水质和并网操作要求。

综上所述，STD型煤调湿工艺是世界上应用最成熟的煤调湿工艺，国内在宝钢率先使用后，各钢铁企业将纷纷效仿。本发明完全可以应用于任何使用STD煤调湿工艺的企业，在炼焦技术领域具有很广的使用范围。

应用本发明，对STD型煤调湿冷凝水进行回收，一方面能充分利用冷凝水余热，另一方面能控制冷凝水水质，满足干熄焦锅炉的用水指标，因此本专利具有较高的实用价值。

随着我国对节能降耗的日益重视，STD煤调湿工艺在炼焦企业使用越来越广，鉴于本发明可适用于任何STD煤调湿工艺及具有较高的实用价值，因此本发明应将具有较好的推广使用前景。

Claims

1.一种STD型式煤调湿冷凝水回收工艺，其包括如下步骤：

1)将来自闪蒸罐的冷凝水引入凝液储槽，在凝液储槽加入处理剂，该处理剂包括氨水、氢氧化钠、联胺或磷酸钠中一种以上，使冷凝水与处理剂反应后冷凝水的pH8～9.5，硬度≤2μmol/L，联胺20～100μg/L；

2.如权利要求1所述的STD型式煤调湿冷凝水回收工艺，其特征是，步骤2）膜过滤采用金属不锈钢烧结丝网膜、聚四氟乙烯固体支撑膜、或中空纤维束膜。

3.如权利要求1所述的STD型式煤调湿冷凝水回收工艺，其特征是，步骤3）引入纯水槽的冷凝水调温采用从干熄焦工段中纯水槽前或其它纯水管网系统引入相对低温纯水，与来自煤调湿系统的高温冷凝水进行混合，将冷凝水温度降至60℃以下，再进入干熄焦的纯水槽。

4.STD型式煤调湿冷凝水回收系统，其特征是，包括，

凝液储槽，通过管路连接于闪蒸罐，其内设有液位计；

加药装置，包括加药罐和加药泵，通过管路连接于凝液储槽；

膜过滤器，其进口端通过管路连接于凝液储槽出口端；管路中设增压给水泵、液位调节阀；

中间槽，其进口端通过管路连接膜过滤器出口；中间槽出口端通过管路分别连接于干熄焦工段中纯水槽和除氧器，中间槽出口管路中设增压给水泵、液位调节阀；与中间槽连接的纯水槽和除氧器的进口管路中设控制阀。

5.如权利要求4所述的STD型式煤调湿冷凝水回收系统，其特征是，所述的膜过滤器设两台，采用一开一备方式。

6.如权利要求4或5所述的STD型式煤调湿冷凝水回收系统，其特征是，所述的膜过滤器采用金属不锈钢烧结丝网膜、聚四氟乙烯固体支撑膜、或中空纤维束膜。

7.如权利要求4所述的STD型式煤调湿冷凝水回收系统，其特征是，所述的中间槽还通过一管路与干熄焦工段纯水管路或其它纯水管网系统连接引入相对低温的纯水。