[发明专利]还原法铁矿石冶炼厂煤气洗涤操作洗水的处理方法

说明书

本发明涉及根据权利要求1前序文字所述方法。

德文出版物4032288 C2已经公开了还原法铁矿石冶炼厂处理煤气洗涤操作洗水的方法，按这种方法，洗水在一个或几个煤气洗涤器中直接同粗煤气进行接触，从煤气洗涤器排出并分离固体后，洗水再次送入冷却下来的煤气洗涤器。为此，洗水在第一个沉降槽除去大部分固体，经热水池送入冷却塔冷却，并分离溶解的二氧化碳，增浓氧气，使钙和镁碳酸氢盐转化为碳酸盐，使铁的碳酸氢盐和硫酸盐转化为铁(Ⅲ)的氢氧化物。然后，这种化学上不稳定的洗水要在串联连接的第二个沉降槽中加入絮凝剂和助凝剂，除去新生成的和残余的固体，成为化学上稳定的洗水并经冷水池送回到煤气洗涤器。

还原法铁矿石冶炼厂的煤气含有大量新鲜还原、极其活泼的铁颗粒。同二氧化碳饱和的洗水接触会产生碳酸氢铁。铁颗粒也与硫酸根反应生成硫酸铁。于是，大部分固体铁颗粒转变为可溶状态。通过洗水在冷却塔中脱除二氧化碳和增浓氧气，碳酸氢铁和硫酸铁变成不溶于水且呈絮状沉淀的氢氧化铁(Ⅲ)。沉淀出的氢氧化铁(Ⅲ)絮凝物进一步同水中存在的氧气起反应，并生成固态氧化铁。在还原熔炼厂，煤气还含有大量钙和镁氧化物颗粒，它们同含二氧化碳洗水生成碳酸氢盐，在冷却塔中曝气之后以碳酸盐形式沉淀出来。

这种水失去其化学平衡并显示出强烈的沉积倾向，从冷却塔送入第二个沉降槽。由于停留时间增加，固体沉淀过程在第二个沉降槽中结束，水达到稳定后将再次用于煤气洗涤操作。于是，在要求苛刻和难于清洁洗涤器中的沉积问题，和在提高可燃和有毒煤气压力下操作的操作面积问题成功地获得解决。用于清洁和维修的冷却塔面积周期地逐室轮流，然而，冷却塔中的固体沉积依然可观。相当短的时期后，水分配系统和冷却塔填料已经长满晶体，沉积变得如此严重以致填料必须每年更新几次。替代用于参照煤气洗涤操作冷却洗水的标准冷却塔，开发出了一些特殊冷却塔，以便延长清洁周期之间的时间间隔和减少维修工作量。这些特殊冷却塔是非常大的冷却塔，但内置少，且冷却塔杯安装在高位，以便洗水可以靠自由降落向第二个沉降槽排放，特殊喷嘴用于在较高压力下进行水的喷淋，还包括其它尺寸的变化以减小清洁工作量和缩短清洁需要的时间。然而，清洁和维修的工作量仍然很大；而且，能量消耗比通常冷却塔高得多，且该冷却塔的比投资成本也非常高。此外，两个大沉降槽、一个大冷却塔、一个泵站以及导管所需要的空间非常大，以致许多场合很难在可用空间容纳该厂。

已知方法的另一个问题是，由于在较高压力下操作的煤气洗涤器中，洗水直接同一氧化碳和二氧化碳占优势组成的气体接触，相当大量的一氧化碳输出到大气。尤其第二个洗涤段的逆流水实际上较冷，大量煤气进入大气。部分这些气体在大气压下操作的第一个沉降槽中逸出，其余的在冷却塔中脱除。

因此，本发明的目的是，改进还原法铁矿石冶炼厂煤气洗涤操作已知的处理洗水方法，洗水在排列成按煤气侧串级连接的两个洗涤段的煤气洗涤器中，直接同煤气进行接触；从煤气洗涤器排出并分离固体后，洗水再次送入调温并冷却下来的煤气洗涤器，除为此目的而设置的沉降槽外，以这种方法在整个洗水回路得以使沉积最大可能限度避免，且输出到大气中的有毒一氧化碳大大减少。此外，投资和操作费用以及所需要的空间减少。

根据本发明，这样的目的是通过权利要求1特征部分所指出的特征来达到的。根据本发明该方法的有利实施是由子权利要求获得。

根据本发明的方法，煤气洗涤操作仅仅第一个洗涤段的洗水通过沉降槽沉积固体，然后在间接热交换器中冷却，而第二个洗涤段的逆流水由蒸汽冷凝水稀释并由减压后的二氧化碳过饱和，加入到未冷却、未分离固体和未与大气连通的顺流水中，以致水中溶解的盐仍保持溶液状态而不作为沉积物沉淀出来。

因为还原法铁矿石冶炼厂的气体，含有新鲜还原、非常活泼的铁颗粒和新鲜煅烧过的钙和镁氧化物，煤气洗涤操作第一段的逆流水几乎为其碳酸氢盐所饱和，因此，必须尽力保持这些盐呈溶液状态，并将沉积区以外顺流水的平衡状态调整到水回路不会有沉积出现。为达到这个目的根据本发明，二氧化碳的逸散要最小；要避免氧的积累；沉降槽中二氧化碳部分脱气后的水，要在提高压力下用富含二氧化碳的煤气再增浓二氧化碳，且顺流水在间接热交换器中冷却下来不同大气接触，并通过混合逆流水进行稀释，逆流水来自第二个洗涤段，被蒸汽冷凝水和新鲜水大大稀释且被二氧化碳过饱和，于是，上述顺流水的pH值下降。