第26卷第14期中國(guó)給水排水vol 26 No. 142010年7月CHINA WATER WASTEWATERJu.2010硫酸系統(tǒng)循環(huán)水的水質(zhì)、水溫、水量調(diào)節(jié)及改進(jìn)王舉良,張均杰,李兆宏(煙臺(tái)鵬暉銅業(yè)有限公司,山東煙臺(tái)264002)摘要:硫酸系統(tǒng)的水可分為凈化洗滌水和設(shè)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(shè)備冷卻水可分為自來水冷卻系統(tǒng)和井水冷卻系統(tǒng),自來水冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水排到井水冷卻系統(tǒng),井水冷卻系統(tǒng)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(xiàn)廢水零排放,達(dá)到節(jié)水、降耗的目的。關(guān)鍵詞:硫酸系統(tǒng);凈化洗滌水;設(shè)備冷卻水中圖分類號(hào):TU992文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C文章編號(hào):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(tái)鵬暉銅業(yè)有限公司的硫酸系統(tǒng)于1995年設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化入口煙氣量為53760m3/h,SO2濃度10月投產(chǎn),其用水工藝見圖1。為5.0%;凈化采用絕熱增濕稀酸洗滌,轉(zhuǎn)化采用“22”Ⅳ-Ⅲ-I一Ⅱ兩轉(zhuǎn)兩吸工藝。硫酸系統(tǒng)的水可分為凈化洗滌水和設(shè)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(dá)標(biāo)排放的水或返回到凈化工序的回用水。設(shè)而-地一-A這樂(菜備冷卻水不與被冷卻的介質(zhì)直接接觸(主要冷卻設(shè)備中的煙氣硫酸、潤(rùn)滑油軸承)。設(shè)備冷卻水可B園￥分為自來水冷卻系統(tǒng)和并水冷卻系統(tǒng);自來水冷卻圖1硫酸系統(tǒng)用水工藝系統(tǒng)的循環(huán)水排到井水冷卻系統(tǒng),井水冷卻系統(tǒng)的Fig 1 Water process for sulfuric acid system循環(huán)水排到凈化洗滌水中。設(shè)備冷卻水包括間冷冷第26卷第14期中國(guó)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(bǔ)機(jī)冷卻水、水泵冷卻水。如何合理調(diào)節(jié)水質(zhì)、水溫、自來水,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(wěn)定運(yùn)行,降低水耗和電耗,實(shí)現(xiàn)零當(dāng)其超過溢流口時(shí)就流到凈化循環(huán)水池。干吸循環(huán)排放以消除對(duì)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(diào)整干吸循環(huán)保要求越來越嚴(yán)格的今天有著重要的現(xiàn)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(diào)節(jié)池溢流口比梯形溢流口低150mm,即使硫酸系統(tǒng)發(fā)1.1水質(zhì)的要求生意外事故突然停車,凈化循環(huán)水池的水也不會(huì)流硫酸系統(tǒng)主要用水設(shè)備和部位對(duì)水質(zhì)的要求從到干吸循環(huán)水池。采用這種方法調(diào)節(jié)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(bǔ)充的洗水、填料塔洗滌稀酸、空塔洗滌稀酸、凈化工序產(chǎn)自來水減少干吸冷卻水中C含量的效能。出的廢酸。對(duì)水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié),是把前面用水設(shè)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(shè)備和部位調(diào)節(jié)。門,打開即可向其補(bǔ)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(shè)置閥門,可用來補(bǔ)水;填料塔下塔冷卻濃硫酸,水中C含量偏高對(duì)其腐蝕嚴(yán)重,所以酸的管道設(shè)置支管和閥門,控制向空塔循環(huán)槽補(bǔ)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(dá)1.2水質(zhì)的調(diào)節(jié)標(biāo)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水,并且循環(huán)使用;自來水沖洗循壞槽中循環(huán)使用,達(dá)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(jī)會(huì),用DN200管道高,當(dāng)超過限定值時(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(bǔ)充一部分自來水,以此來降低干吸冷卻水中!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(diào)節(jié)間冷冷卻水對(duì)水質(zhì)要求低,對(duì)C含量沒有限2.1水溫的要求制,且用井水能滿足要求;間冷冷卻水循環(huán)使用,O2風(fēng)機(jī)油站冷卻水溫是根據(jù)油溫的要求確部分水蒸發(fā)掉,需要補(bǔ)充。干吸冷卻水放出的一部定要求不超過32℃;間冷冷卻水的水溫是根據(jù)轉(zhuǎn)分水補(bǔ)充到間冷冷卻水,可使這部分水充分利用。化進(jìn)口煙氣的SO2濃度轉(zhuǎn)化率和吸收率當(dāng)?shù)卮髿飧晌鋮s循環(huán)水和凈化冷卻循環(huán)水分別簡(jiǎn)稱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(shè)無串水設(shè)施,1995年10月剛開超過32℃,春、秋季不超過33℃,冬季不超過34車時(shí)在干吸循環(huán)水池放一臺(tái)潛水泵,并接上輸水膠℃;干吸冷卻水的水溫根據(jù)上塔酸溫度的要求來確管,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32℃,春、秋季水泵抽水有兩個(gè)缺點(diǎn):一是費(fèi)電,二是在干吸循環(huán)水不超過36℃,冬季不超過40℃池池底抽水,剛補(bǔ)進(jìn)的自來水溫度低、密度大,大部原來SO2風(fēng)機(jī)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(bǔ)充的自來環(huán)水系統(tǒng),為了滿足SO2風(fēng)機(jī)冷卻水溫不超過32水占很大比例,降低了新補(bǔ)充的自來水減少干吸冷℃,要經(jīng)常開冷卻塔的風(fēng)扇降溫,浪費(fèi)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(tái)流量為50m3/h揚(yáng)程為20kPa的離心清補(bǔ)水,以后又安裝一個(gè)DN00的水管及水閥,這種水泵并把一臺(tái)閑置的125m/h冷卻塔移過來配方式比用潛水泵抽水調(diào)節(jié)得好。1997年6月利用備管道和閥門,組成SO2風(fēng)機(jī)冷卻水循環(huán)系統(tǒng),這樣大修機(jī)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(yùn)行,又能降低硫酸系統(tǒng)能耗。厚的鋼筋混凝土隔墻上開了一個(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)不開補(bǔ)氧孔,此時(shí)的間為干吸循環(huán)水池向凈化循環(huán)水池補(bǔ)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(diào)節(jié)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,水泵過濾網(wǎng)的孔徑又計(jì)算水平衡,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?00792Pa,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(fù)壓為7.5kPa,轉(zhuǎn)化率為9.50%,吸收率為止較大顆粒堵塞酸冷器,原來干燥酸冷器、一吸酸冷99.99%,轉(zhuǎn)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(shè)置2個(gè)過濾器。過濾的關(guān)系見表1。器運(yùn)行一段時(shí)間阻力增大,使干燥酸冷器、一吸酸冷表1轉(zhuǎn)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閥門調(diào)節(jié)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(jī),在干吸循環(huán)水泵數(shù)值出口后管道安裝了一個(gè)大過濾器,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(duì)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(tǒng)的阻力電耗也隨著降低;并有利于水量的2.434塔進(jìn)口煙氣溫度/℃調(diào)節(jié),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(zhuǎn)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(zhuǎn)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法運(yùn)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(jié)構(gòu)在二級(jí)道增設(shè)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(shè)置了井水冷卻管路和切換閥門,井水的水冷卻管道。水泵啟動(dòng)時(shí)用自來水冷卻;水泵正溫度為16℃左右用于轉(zhuǎn)化進(jìn)口煙氣的SO2濃度<常運(yùn)行時(shí)切換用干吸循環(huán)水冷卻短時(shí)間停自來水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(diào)節(jié)3.3廢水處理工序的用水改造原來凈化循環(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(tái)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(tái)175m3/h方型橫流冷卻水處理工序,處理后達(dá)標(biāo)排放或返回到凈化工序循塔;干吸循環(huán)水冷卻改用8臺(tái)175m3/h和2臺(tái)200環(huán)使用;如果要實(shí)現(xiàn)零排放原來沖電石渣、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(diào)節(jié)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(chǔ)存量2008年2月熔煉爐改造后投產(chǎn),轉(zhuǎn)化進(jìn)口煙氣都不增加,避免儲(chǔ)液設(shè)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(xiàn)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(tǒng)的硫酸水單耗設(shè)備能力富余,而干吸循環(huán)水設(shè)備能力不足。原干硫酸系統(tǒng)的硫酸水單耗見表2。吸循環(huán)水泵實(shí)測(cè)水量為730m3/h,不能滿足生產(chǎn)需表2硫酸系統(tǒng)的硫酸水單耗要,致使一吸塔上塔酸溫達(dá)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(dá)到100℃。2008年7月新上一臺(tái)水泵,實(shí)測(cè)水量為1300m3h;并增加3臺(tái)200m3/hb00年006年工業(yè)型圓型逆流式冷卻塔。新增設(shè)備投運(yùn)后,一吸硫酸自來水單耗|2421.71.161190.86塔上塔酸溫達(dá)到80℃左右,一吸酸冷器進(jìn)酸溫度達(dá)硫酸井水單耗|300(1260.75|0.500.37合計(jì)5423.031.911.691.23到95℃,處于合理的范圍。(下轉(zhuǎn)第118頁(yè))第26卷第14期中國(guó)給水排水www.watergasheat.com4經(jīng)濟(jì)分析③在運(yùn)行過程中處理效果的好壞,設(shè)備運(yùn)行①人工費(fèi)。設(shè)2人,工資按1500元/(人·是否正常需要從水質(zhì)指標(biāo)中計(jì)算獲得故每個(gè)設(shè)備月)計(jì),折合為0.222元/m3均需設(shè)置取樣口②電費(fèi)。按運(yùn)行負(fù)荷為3689kW計(jì),電價(jià)④.反滲透系統(tǒng)運(yùn)行過程會(huì)因水中CO2為06元/(kW·h),則電費(fèi)為1.18元/m3。CO3等的轉(zhuǎn)換和鹽分離子的截留而使出水pH出③藥劑費(fèi)。 Naclo用量為0.004kg/m3,費(fèi)用現(xiàn)一定程度的降低,可以通過出水調(diào)整pH解決。為3168元/d; NaSo3用量為0008kg/m3,費(fèi)用6結(jié)論為17.600元/d;阻垢劑用量為00035kg/m3,費(fèi)用①采用陶粒生物濾池/多介質(zhì)過濾器/活性炭為6160元/d。折合共計(jì)0.183元/m3。過濾器/離子交換器作為反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理系統(tǒng),④濾料、膜元件更換費(fèi)用為1.219元/m3。處理出水水質(zhì)穩(wěn)定運(yùn)行管理方便,可以確保反滲透處理成本總計(jì)為2804元/m3。系統(tǒng)進(jìn)水指標(biāo)。5常見問題討論②采用低污染電中性的反滲透膜可以有效根據(jù)該廠運(yùn)行情況,結(jié)合該工藝對(duì)印染廢水二抵抗進(jìn)水輕度污染,延長(zhǎng)使用壽命,降低運(yùn)行成本,級(jí)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)遇見如下問題:③該系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行,為該廠生產(chǎn)提供①當(dāng)印染廢水二級(jí)處理系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí),該了優(yōu)質(zhì)水源,降低了該廠的運(yùn)行成本,同時(shí)還減少了系統(tǒng)的進(jìn)水指標(biāo)波動(dòng)較大,可能使預(yù)處理出水水質(zhì)該廠的排污量對(duì)附近的水環(huán)境保護(hù)起到了重要的達(dá)不到反滲透膜的進(jìn)水要求,一般可以通過在陶粒作用,具有顯著的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益,并為后期項(xiàng)生物濾池后投加絮凝劑來解決。但是這會(huì)增大多介目的擴(kuò)大奠定了基礎(chǔ)。質(zhì)過濾器的反沖洗頻率,如果無法降低這些污染指標(biāo)時(shí),可將預(yù)處理出水通過排污出口重新進(jìn)入調(diào)節(jié)參考文獻(xiàn)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(shè)備研究中心,北京市環(huán)境保護(hù)科②陶粒過濾器、多介質(zhì)過濾器和活性炭過濾學(xué)研究院,國(guó)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(cè)—廢水卷[M].北京器都需要反沖洗,在設(shè)計(jì)時(shí)反沖洗時(shí)間需另外計(jì)算,化學(xué)工業(yè)出版社,2000也就是說整體系統(tǒng)不能按照每天運(yùn)行24h計(jì),應(yīng)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(jì)硫酸水單參考文獻(xiàn)耗逐年降低。[1]張均杰李鵬.煙臺(tái)鵬暉銅業(yè)有限公司60kva銅冶煉4結(jié)語煙氣制酸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐[J].硫酸工業(yè)①凈化工序的稀酸儲(chǔ)存量和廢水處理工序的2001,(3):6-10.回用水儲(chǔ)存量都不增加,這是實(shí)現(xiàn)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(guó)有色冶金,2009,(5):41②根據(jù)水質(zhì)要求的不同,硫酸系統(tǒng)的水可階梯使用,自來水冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水排到井水冷卻系統(tǒng)中,井水冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水排到凈化洗滌水中。電話:(0535)6532324×208813905358768③只有根據(jù)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