炉顶空间温度与原水COD的工业试验与研究

1、2010 年 6 月 8 日 11 日2010年第四届全国焦化技术及生产年会炉顶空间温度与原水COD的工业试验与研究韩党锋沙钢宏发焦化厂，张家港市，215625【摘要】沙钢焦化厂将炉顶空间温度逐步由780提高至840 ，并对每班的原水COD进行连续检测。试验表明，提高炉顶空间温度可以降低原水COD，特别是炉顶空间温度在830以上， 原水 COD明显下降， 因每家钢铁企业用煤的情况不同，原水 COD也会有所不同。【关键词】炉顶空间温度原水 COD 装煤量0. 引言现沙钢焦化厂有两套污水处理，第一套即对应220 万吨焦炭生产能力的污水处理，于2003 年 10 月份开始投入运行；第二套即对应110

2、 万吨焦炭生产能力的污水处理，于2005年 6 月份投入运行。第一套污水处理在投入运行的前三年，出水基本可以达到设计要求，从2006 下半年，特别是 2007 年以来出水很难达标，出水 COD只能维持在200-300mg/l 之间；第二套污水处理从2006 下半年，特别是2007 年，也出现出水指标上升，开始出现波动，但整体上好于第一套污水处理的出水。针对此现象我们一方面从污水处理本身查找问题，一方面查找进污水处理的水质问题，通过与我厂污水处理设计的进水指标、同行业相同工艺的污水进水指标，以及我厂2006 年前的进水指标比较，发现我们第一、第二套污水处理进水的COD值高出设计值 3000mg/

3、l 左右，比同行业平均水平高出2000mg/l左右，比我厂06 年前高出 1200mg/l左右，同时只所以出现第二套污水处理好于第一套，主要是因为第二套的污水停留反应时间长于第一套，达到第一套停留时间的 1.5 倍以上。到此我们发现焦化废水的问题不在污水处理本身，根本问题在于进污水处理的COD高，进污水处理的COD高又是因为剩余氨水的COD高造成的，目前我厂剩余氨水的COD高达 11000-12000mg/l ，为彻底查找我厂剩余氨水 COD高的原因，焦化厂技术部、炼焦、化产一行四人于2007年 12月10日至 2007 年 12 月28 日对济钢、邯钢、包钢、宁钢、南钢进污水处理COD情况进

4、行了实地考察，并从配合煤挥发分、硫分、炉顶空间温度、加热水平、鼓冷工段和蒸氨的操作参数进行了全面的对比分析，找到了影响COD的根本因素。1. 五大钢厂焦化主要指标及参数序可能影响原水 COD 沙钢运行情济钢运行情邯钢运行情包钢运行情宁钢厂运行号的项目况况况况情况南钢运行情况1配合煤的硫份0.95 1.050.90.850.9 1.00 85085-0 9（）2配合煤的挥发分29302925 2626 26.524 2627-28（）3焦炉装煤量（ t ）32.5计量不准确31.531.5无计量314焦炉加热水平100510051005100010051005（mm）5炉顶空间温度780 800

5、790820820 830780790840850790-820（）6焦油、氨水分离时252325252525间（分钟）7焦油氨水分界面液位显示和液位显示手摸液位显示液位显示液位显示如何判断手摸相结合112010 年第四届全国焦化技术及生产年会2010年 6 月 8 日 11 日8循环氨水 COD11000110007200 8000没有化验6000-70006500-7500（mg/l ）120009机槽控制温度757575767574（）10返焦油是否连续间歇间歇间歇间歇间歇间歇11是否有溶剂脱酚否有否否否否12氨水除焦油采用陶瓷过滤器静置分离静置分离气浮除油气浮除油陶瓷过滤器加何种方法加

6、气浮除油气浮除油13循环氨水的流量142015001400145013801480（m3/h ）14各槽焦油的排放每班排放一无每班排放一每班排放一每班排放一每班排放一次次次次次15预冷外排液量20无预冷塔15151620（m3/h）16终冷水去向回机槽回机槽回机槽回机槽回机槽回机槽17蒸氨的氨气如何氨气进预冷氨气冷却后氨气冷却后氨气冷却后氨气进预冷氨气冷却后进进入脱硫系统塔进反应槽进反应槽进反应槽塔反应槽18蒸氨塔排焦油操2 小时一次不排2 小时一次2 小时一次2 小时一次2 小时一次作19蒸氨加碱方法根据蒸氨废根据蒸氨废根据蒸氨废根据蒸氨废根据蒸氨废根据蒸氨废水水氨氮及 PH水氨氮及 PH水

7、氨氮及 PH水氨氮及 PH水氨氮及 PH氨氮及 PH值蒸氨废水量值调节值调节值调节值调节值调节调节2040423838 40304041（ m3/h）21蒸氨塔底压力1112表坏6050 4表坏4547（ kpa）22蒸氨塔底温度103105106 108108109105-108106-109105 108（）23蒸氨塔顶压力4 530 33202279表坏1821（ kpa）24蒸氨塔顶温度9798939498 999910110096（）25蒸氨塔蒸汽消耗150用导热油170蒸汽流量表160158（ kg/m3）坏26剩余氨水 COD100009500 110007000 8000800

8、090006000 70006200-70001100027蒸氨后 COD60007000550065004000 4500480052003800 42003900-450028油库焦油脱水如槽满后排往槽满后排往槽满后排往槽满后排往槽满后排往槽满后排往何进行机槽机槽机槽机槽机槽机槽29机槽界面是否有有不使用机槽有否否否观察口30循环氨水的颜色浅黄色微带油浅黄色浅黄色浅黄色浅黄色31焦油收率（）3.53.53.23.13.253132硫铵收率（）0.80.90.85 0.90.90.850.85-0.933脱硫塔前硫化氢11127 877.59 108-97-8含量 (g/m 2)34脱硫塔后

9、硫化氢0.15 以下0.3 0.40.2 以下0.6 0.80.3 以下0.5 以下含量 (g/m 3)122010 年 6 月 8 日 11 日2010年第四届全国焦化技术及生产年会注：此表数据为折算为两座焦炉数据。同时在济钢考察时，我们了解到，07 年 3 月份，济钢为降低煤气中HCN含量，对炉顶空间温度做过大幅度调整，由之前的860 880降低为790 820，通过察看化验数据，在06 年 7、 8 月份，即炉顶空间温度在 860 880下， 剩余氨水 COD平均为 6889mg/l ，07 年 7、8 月份，即炉顶空间温度在 790 820 下，剩余氨水 COD平均为 10600mg/

10、l 。2. 根据上表及济钢炉顶空间温度调整前剩余氨水COD的变化情况可分析如下提高炉顶空间温度可以降低剩余氨水COD，在其他指标未变的情况下，济钢炉顶空间温度由07 年 3 月份前的 860 880降低为 07 年 3 月份后的 790 820，剩余氨水 COD由 6889mg/l 升高到 10600mg/l ，上升了 3711mg/l ，进污水处理的 COD同时上升了 3000mg/l 左右，达到 5500-6500mg/l, 与我厂进污水处理的水质基本相当。济钢焦化厂目前的煤源、配合煤挥发份、炉顶空间温度、化产回收工艺既指标与我厂基本相同，剩余氨水COD也基本相同，这充分说明提高炉顶空间温

11、度可以降低剩余氨水的COD，从而降低进污水处理的COD。3. 沙钢炉顶空间温度和原水 COD的试验研究沙钢焦化厂从4 月 25 日开始，对焦炉装煤量、炉顶空间温度、污水原水COD之间的关系进行了试验。试验在 5、6#焦炉及其所对应的二回收污水处理系统进行，试验分两步骤进行，4月25日下午 4 点， 5、6#焦炉的装煤量由之前的32.5 0.3 吨调整到 31.5 0.3吨，在 4月 29 日下午， 装煤量再降至 30.5 0.3吨，5 月 6日下午4：00试验结束，试验历时11 天。焦化厂对试验过程和数据进行了全程跟踪，确保试验数据准确无误；动力设备环保处对污水指标进行了跟踪：炉顶空间温度对污

12、水原水COD 影响试验炉顶空间温度和COD 关系1200085011000840100008309000820炉顶空间温度COD810800070008007906000780蒸氨前 COD5000770蒸氨后 COD4000760炉顶空间温度4-254-274-295-15-35-55-7日期注：由于5 月 3 日高炉煤气压力不够，高炉煤气有所降低。炉顶空间温度降至810。从上图可以明显看出：随着炉顶空间温度的升高，蒸氨前污水COD和蒸氨后原水COD都大幅下降。第一阶段，装煤量由 32.5 0.3 吨调整到 31.5 0.3 吨，炉顶空间温度由之前的 790左右升至 820左右，蒸氨前原水 COD由 10000mg/l 左右降至 8500 9000mg/l ，蒸氨后 COD由 7000mg/l 左右降至 5500 6000mg/l ；第二阶段，装煤量由 31.5 0.3 吨调整到 30.5 0.3 吨，炉顶空间温度由 820左右升至 840左右，蒸氨前原水 COD由 85009000mg/l 降至 7000 7500mg/l ，蒸氨后 COD由 5500 6000mg/l 降至 4500132010 年第四届全国焦化技术及生产年会2010年 6 月