CN114107655B - 一种双向逆流循环水洗工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双向逆流循环水洗工艺，属于环保水洗工艺技术领域，将高炉布袋灰和烧结机头灰分开水洗脱氯，高炉布袋灰中的氯含量＜10％，烧结机头灰中氯含量＞10％，分别采用二级逆流水洗系统和三级逆流水洗系统，针对性强；高炉布袋灰水洗系统和烧结机头灰水洗系统中的过滤水均采用内部循环的方式，增加了过滤水的利用率；冲洗滤饼用的清水在使用后会随过滤水加入循环，使滤饼中氯含量＜1％的同时，进一步提升节水效果；高炉布袋灰水洗系统中流出的过滤水中的氯盐含量较低，该过滤水流入烧结机头灰水洗系统的一级逆流洗涤液中，洗涤含氯量更高的烧结机头灰，高效利用过滤水，极大地减少了脱氯水洗工艺中的耗水量。
Description
技术领域
本发明属于环保水洗工艺技术领域，具体涉及一种双向逆流循环水洗工艺。
背景技术
钢铁企业在生产过程中会产生大量的尘泥，现有处置技术手段主要通过回转窑高温还原工序脱锌富铁，达到资源化利用的目的。但其中的高炉布袋灰和烧结机头灰含氯、钾、钠较高，如不进行预处理，直接进入回转窑将会对收尘滤袋造成堵塞，而且回收次氧化锌后产生的窑渣如氯含量偏高，回炉时会降低烧结矿的低温还原粉化率、造成高炉耐材腐蚀，因此需在进入回转窑前先进行水洗脱氯处理，水洗滤液可以进入三效蒸发系统进行提盐，增加经济效益。
耗水量是水洗脱氯系统的关键指标，因为它直接决定了三效蒸发的投资和运行成本。高炉布袋灰和烧结机头灰的灰尘颗粒中含氯量是不同的，高炉布袋灰中的氯含量小于10％，烧结机头灰中的氯含量大于10％，所以需要分别洗涤处理，但是容易造成耗水量大的问题，所以需要解决脱氯过程中耗水量大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双向逆流循环水洗工艺，以解决背景技术中的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种双向逆流循环水洗工艺，涉及高炉布袋灰水洗系统和烧结机头灰水洗系统；高炉布袋灰水洗系统与烧结机头灰水洗系统横向串联；
高炉布袋灰水洗系统包括二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机，具体工艺步骤如下：
步骤一：将高炉布袋灰、分散剂和水混合制得浆液并投入二级逆流洗涤系统中洗涤，初步脱去高炉布袋灰中的氯；
步骤二：将二级逆流洗涤系统中过滤后收集的灰泥投入末级水洗压滤机中压制成高炉灰滤饼，用二级逆流洗涤系统产生的过滤水对高炉灰滤饼进行洗涤，洗涤后过滤水再次回流进入二级逆流洗涤系统，使二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中的过滤水循环洗涤；
步骤三：用清水冲洗高炉灰滤饼，得到高炉灰脱氯滤饼，冲洗后的水随过滤水在二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中循环；
烧结机头灰水洗系统包括三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机，具体工艺步骤如下：
步骤S1：将烧结机头灰、分散剂和水混合制得浆液并投入三级逆流洗涤系统中，用高炉布袋灰水洗系统中产生的过滤水进行洗涤，初步脱去烧结机头灰中的氯；
步骤S2：将三级逆流洗涤系统中过滤后收集的灰泥投入末级水洗压滤机中压制成烧结机头灰滤饼，用三级逆流洗涤系统产生的过滤水对烧结机头灰滤饼进行洗涤，洗涤后过滤水再次回流进入三级逆流洗涤系统，使三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中的过滤水循环洗涤；
步骤S3：用清水冲洗烧结机头灰滤饼，得到烧结机头灰脱氯滤饼，冲洗后的水随过滤水在三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中循环；
步骤S4：将三级逆流洗涤系统中的过滤水收集处理；
进一步地，分散剂通过如下步骤进行制备：
将丙烯酸甲酯加入装有蒸馏水的反应釜中，搅拌20-30mi n将丙烯酸甲酯与蒸馏水混匀，加入尿素后升温至160-165℃，继续加入质量分数为70％的硫酸和质量分数为45％的磷酸，升温至190-200℃后保温反应2-2.5h，过滤后将固体用无水乙醇清洗并在烘箱内干燥20-24h，将干燥后的固体研磨粉碎得到固体粉末，将固体粉末加入N,N-二甲基甲酰胺中搅拌20-30mi n，在氮气的保护下加入2-萘胺-1-磺酸和氢氧化钠，在酸性条件下反应1-2h，离心过滤后得到滤渣，将滤渣用烘箱干燥后用球磨机进一步粉碎得到分散剂；分散剂中的磺酸基能够对浆液中的钙离子起到阻断活性的作用，防止钙离子生长，从而防止结垢；丙烯酸甲酯、尿素、硫酸、磷酸的用量比为103mL：42g：4.1mL：4.1mL；其中酸性条件为用质量分数为37％的盐酸调节pH至1.2-1.4；固体粉末、N,N-二甲基甲酰胺、2-萘胺-1-磺酸和氢氧化钠的用量比为3.5g:25mL:2g:1.5g；
进一步地，二级逆流洗涤系统包括一级逆流洗涤液和二级逆流洗涤液；三级逆流洗涤系统包括一级逆流洗涤液、二级逆流洗涤液和三级逆流洗涤液；
进一步地，高炉布袋灰和分散剂的混合浆液投入二级逆流洗涤系统中的一级逆流洗涤液；高炉布袋灰水洗系统中末级水洗压滤机产生的过滤水循环流入二级逆流洗涤系统的一级逆流洗涤液中；
进一步地，烧结机头灰和分散剂的混合浆液投入三级逆流洗涤系统中的一级逆流洗涤液；烧结机头灰水洗系统中末级水洗压滤机产生的过滤水循环流入三级逆流洗涤系统的一级逆流洗涤液中；
进一步地，步骤S4中收集的过滤水中氯盐浓度＞180g/L。
本发明的有益效果：
1、本发明的水洗工艺中将高炉布袋灰和烧结机头灰分开水洗脱氯，高炉布袋灰中的氯含量＜10％，烧结机头灰中氯含量＞10％，分别采用二级逆流水洗系统和三级逆流水洗系统，针对性强；高炉布袋灰水洗系统和烧结机头灰水洗系统中的过滤水均采用内部循环的方式，增加了过滤水的利用率；冲洗滤饼用的清水在使用后会随过滤水加入循环，使滤饼中氯含量＜1％的同时，进一步提升节水效果；高炉布袋灰水洗系统中流出的过滤水中的氯盐含量较低，该过滤水流入烧结机头灰水洗系统的一级逆流洗涤液中，洗涤含氯量更高的烧结机头灰，高效利用过滤水，极大地减少了脱氯水洗工艺中的耗水量，有利于节能减排。
2、本发明中的分散剂可以吸附在不溶性污垢的晶核表面，阻碍晶体的进一步生长，使结合的污垢出现许多气孔从而变得松散，易于在洗涤过程中被冲走，增加锅炉布袋灰和烧结机头灰的溶解效率，减少浆液在系统设备内结构，防止浆液中的灰尘颗粒团聚对设备造成堵塞，进一步增加水洗效率，从而增加脱氯效果；该分散剂相比普通的天冬氨酸聚合物分散剂，有利于减少脱氯的耗水量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种双向逆流循环水洗工艺的流程图。
图中：A、高炉布袋灰水洗系统；B、烧结机头灰水洗系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备分散剂，包括如下步骤：
将10.3L丙烯酸甲酯加入装有蒸馏水的反应釜中，搅拌20mi n将丙烯酸甲酯与蒸馏水混匀，加入4.2kg尿素后升温至1605℃，继续加入410mL质量分数为70％的硫酸和410mL质量分数为45％的磷酸，升温至190℃后保温反应2h，过滤后将固体用无水乙醇清洗并在烘箱内干燥20h，将干燥后的固体研磨粉碎得到固体粉末，将350g固体粉末加入2.5L的N,N-二甲基甲酰胺中搅拌20mi n，在氮气的保护下加入200g的2-萘胺-1-磺酸和150g氢氧化钠，用质量分数为37％的盐酸调节pH至1.2-1.4后反应1h，离心过滤后得到滤渣，将滤渣用烘箱干燥后用球磨机进一步粉碎得到分散剂。
实施例2
制备分散剂，包括如下步骤：
将10.3L丙烯酸甲酯加入装有蒸馏水的反应釜中，搅拌25mi n将丙烯酸甲酯与蒸馏水混匀，加入4.2kg尿素后升温至162℃，继续加入410mL质量分数为70％的硫酸和410mL质量分数为45％的磷酸，升温至195℃后保温反应2.3h，过滤后将固体用无水乙醇清洗并在烘箱内干燥22h，将干燥后的固体研磨粉碎得到固体粉末，将350g固体粉末加入2.5L的N,N-二甲基甲酰胺中搅拌25mi n，在氮气的保护下加入200g的2-萘胺-1-磺酸和150g氢氧化钠，用质量分数为37％的盐酸调节pH至1.3后反应1.5h，离心过滤后得到滤渣，将滤渣用烘箱干燥后用球磨机进一步粉碎得到分散剂。
实施例3
制备分散剂，包括如下步骤：
将10.3L丙烯酸甲酯加入装有蒸馏水的反应釜中，搅拌30mi n将丙烯酸甲酯与蒸馏水混匀，加入4.2kg尿素后升温至165℃，继续加入410mL质量分数为70％的硫酸和410mL质量分数为45％的磷酸，升温至200℃后保温反应2.5h，过滤后将固体用无水乙醇清洗并在烘箱内干燥24h，将干燥后的固体研磨粉碎得到固体粉末，将350g固体粉末加入2.5L的N,N-二甲基甲酰胺中搅拌30mi n，在氮气的保护下加入200g的2-萘胺-1-磺酸和150g氢氧化钠，用质量分数为37％的盐酸调节pH至1.4后反应2h，离心过滤后得到滤渣，将滤渣用烘箱干燥后用球磨机进一步粉碎得到分散剂。
实施例4
请参阅图1，一种双向逆流循环水洗工艺，包括高炉布袋灰水洗系统和烧结机头灰水洗系统，高炉布袋灰水洗系统与烧结机头灰水洗系统横向串联；
高炉布袋灰水洗系统包括二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机，二级逆流洗涤系统包括一级逆流洗涤液和二级逆流洗涤液；具体工艺步骤如下：
步骤一：将高炉布袋灰和实施例1中制得的分散剂加水混合制得浆液并投入二级逆流洗涤系统的一级逆流洗涤液中洗涤，初步脱去高炉布袋灰中的氯；
步骤二：将二级逆流洗涤系统中过滤后收集的灰泥投入末级水洗压滤机中压制成高炉灰滤饼，用二级逆流洗涤系统产生的过滤水对高炉灰滤饼进行洗涤，洗涤后过滤水再次回流进入二级逆流洗涤系统，使二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中的过滤水循环洗涤；
步骤三：用清水冲洗高炉灰滤饼，得到高炉灰脱氯滤饼，冲洗后的水随过滤水在二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中循环；
烧结机头灰水洗系统包括三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机，三级逆流洗涤系统包括一级逆流洗涤液、二级逆流洗涤液和三级逆流洗涤液；具体工艺步骤如下：
步骤S1：将烧结机头灰和实施例1中制得的分散剂加水混合制得浆液并投入三级逆流洗涤系统的一级逆流洗涤液中，用高炉布袋灰水洗系统中产生的过滤水进行洗涤，初步脱去烧结机头灰中的氯；
步骤S2：将三级逆流洗涤系统中过滤后收集的灰泥投入末级水洗压滤机中压制成烧结机头灰滤饼，用三级逆流洗涤系统产生的过滤水对烧结机头灰滤饼进行洗涤，洗涤后过滤水再次回流进入三级逆流洗涤系统，使三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中的过滤水循环洗涤；
步骤S3：用清水冲洗烧结机头灰滤饼，得到烧结机头灰脱氯滤饼，冲洗后的水随过滤水在三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中循环；
步骤S4：将三级逆流洗涤系统中的过滤水收集处理。
实施例5
请参阅图1，一种双向逆流循环水洗工艺，包括高炉布袋灰水洗系统和烧结机头灰水洗系统，高炉布袋灰水洗系统与烧结机头灰水洗系统横向串联；
高炉布袋灰水洗系统包括二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机，二级逆流洗涤系统包括一级逆流洗涤液和二级逆流洗涤液；具体工艺步骤如下：
步骤一：将高炉布袋灰和实施例3中制得的分散剂加水混合制得浆液并投入二级逆流洗涤系统的一级逆流洗涤液中洗涤，初步脱去高炉布袋灰中的氯；
步骤二：将二级逆流洗涤系统中过滤后收集的灰泥投入末级水洗压滤机中压制成高炉灰滤饼，用二级逆流洗涤系统产生的过滤水对高炉灰滤饼进行洗涤，洗涤后过滤水再次回流进入二级逆流洗涤系统，使二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中的过滤水循环洗涤；
步骤三：用清水冲洗高炉灰滤饼，得到高炉灰脱氯滤饼，冲洗后的水随过滤水在二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中循环；
烧结机头灰水洗系统包括三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机，三级逆流洗涤系统包括一级逆流洗涤液、二级逆流洗涤液和三级逆流洗涤液；具体工艺步骤如下：
步骤S1：将烧结机头灰和实施例3中制得的分散剂加水混合制得浆液并投入三级逆流洗涤系统的一级逆流洗涤液中，用高炉布袋灰水洗系统中产生的过滤水进行洗涤，初步脱去烧结机头灰中的氯；
步骤S2：将三级逆流洗涤系统中过滤后收集的灰泥投入末级水洗压滤机中压制成烧结机头灰滤饼，用三级逆流洗涤系统产生的过滤水对烧结机头灰滤饼进行洗涤，洗涤后过滤水再次回流进入三级逆流洗涤系统，使三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中的过滤水循环洗涤；
步骤S3：用清水冲洗烧结机头灰滤饼，得到烧结机头灰脱氯滤饼，冲洗后的水随过滤水在三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中循环；
步骤S4：将三级逆流洗涤系统中的过滤水收集处理。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种双向逆流循环水洗工艺，包括高炉布袋灰水洗系统和烧结机头灰水洗系统；高炉布袋灰水洗系统包括二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机，烧结机头灰水洗系统包括三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机，其特征在于，二级逆流洗涤系统和三级逆流洗涤系统串联，二级逆流洗涤系统和三级逆流洗涤系统使用过程中均添加分散剂，所述分散剂通过如下步骤进行制备：
将丙烯酸甲酯加入装有蒸馏水的反应釜中搅拌20-30min，加入尿素后升温至160-165℃，加入质量分数为70%的硫酸和质量分数为45%的磷酸升温至190-200℃，保温反应2-2.5h，过滤后将固体用无水乙醇清洗并干燥，将固体研磨粉碎得到固体粉末，将固体粉末加入N,N-二甲基甲酰胺中搅拌20-30min，在氮气的保护下加入2-萘胺-1-磺酸和氢氧化钠，在酸性条件下反应1-2h，离心、过滤后得到滤渣，将滤渣干燥后粉碎得到分散剂；丙烯酸甲酯、尿素、硫酸、磷酸的用量比为103mL：42g：4.1mL：4.1mL；其中酸性条件为用质量分数为37%的盐酸调节pH至1.2-1.4；固体粉末、N,N-二甲基甲酰胺、2-萘胺-1-磺酸和氢氧化钠的用量比为3.5g:25mL:2g:1.5g；
高炉布袋灰水洗系统的具体工艺步骤如下：
步骤一：将高炉布袋灰、分散剂和水混合制得浆液并投入二级逆流洗涤系统中洗涤，初步脱去高炉布袋灰中的氯；
步骤二：将二级逆流洗涤系统中过滤后收集的灰泥投入末级水洗压滤机中压制成高炉灰滤饼，用二级逆流洗涤系统产生的过滤水对高炉灰滤饼进行洗涤，洗涤后过滤水再次回流进入二级逆流洗涤系统，使二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中的过滤水循环；
步骤三：用清水冲洗高炉灰滤饼，得到高炉灰脱氯滤饼，冲洗后的水随过滤水在二级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中循环；
烧结机头灰水洗系统的具体工艺步骤如下：
步骤S1：将烧结机头灰、分散剂和水混合制得浆液并投入三级逆流洗涤系统中，用高炉布袋灰水洗系统中产生的过滤水进行洗涤，初步脱去烧结机头灰中的氯；
步骤S2：将三级逆流洗涤系统中过滤后收集的灰泥投入末级水洗压滤机中压制成烧结机头灰滤饼，用三级逆流洗涤系统产生的过滤水对烧结机头灰滤饼进行洗涤，洗涤后过滤水再次回流进入三级逆流洗涤系统，使三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中的过滤水循环；
步骤S3：用清水冲洗烧结机头灰滤饼，得到烧结机头灰脱氯滤饼，冲洗后的水随过滤水在三级逆流洗涤系统和末级水洗压滤机中循环；
步骤S4：将三级逆流洗涤系统中的过滤水收集处理。
2.根据权利要求1所述的一种双向逆流循环水洗工艺，其特征在于，高炉布袋灰和分散剂的混合浆液投入二级逆流洗涤系统中的一级逆流洗涤液；高炉布袋灰水洗系统中末级水洗压滤机产生的过滤水循环流入二级逆流洗涤系统的一级逆流洗涤液中。
3.根据权利要求1所述的一种双向逆流循环水洗工艺，其特征在于，烧结机头灰和分散剂的混合浆液投入三级逆流洗涤系统中的一级逆流洗涤液；烧结机头灰水洗系统中末级水洗压滤机产生的过滤水循环流入三级逆流洗涤系统的一级逆流洗涤液中。
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