『壹』 誰能告訴我鋼廠水渣是怎麼產生的和各地的價格
火力發電廠以煤燃燒後剩下的煤灰在出爐後就立即用水澆熄來集中堆放,是一種廢棄物。內鋼鐵廠出容爐的渣水含有分解後的鐵礦石,煤灰和少量礦渣,可用在製造水泥和灰沙磚。
水渣屬於工業固體廢料的一種,由於其具有潛在的水硬膠凝性能,作為水泥生產的混合材早已廣泛應用
69.00 元/噸
『貳』 我國高爐礦渣的現狀
鋼鐵工業是基礎工業之一,在國民經濟中起到舉足輕重的作用,同時也是高能耗、高排放行業,因此節能減排一直是鋼鐵行業技術進步的主旋律。
我國是鋼鐵的生產和消費大國,21世紀以來,我國的鋼鐵工業迅速發展,2019年我國的粗鋼產量為9.96億噸,佔全球粗鋼產量的53.3%。隨著鋼鐵產量的增加,產生的固體廢棄物也越來越多,在高爐煉鐵中,每生產一噸生鐵就會產生300~500公斤的廢渣[1-3]。
目前高爐渣的利用方式有很多,包括用於築路、水泥、混凝土骨料、礦渣棉、和微晶玻璃等。中國有90%以上的高爐渣用於製作水泥[4]。
對高爐渣的綜合利用不但能減少工業固體廢棄物的污染、保護環境,而且能夠創造出優質的產品,產生良好的經濟效益。因此,對高爐渣的處理和再利用是實現我國鋼鐵行業綠色發展和循環經濟的重要途徑之一。
高爐渣的處理方式包括水淬法和干渣法兩種。水淬法就是將熔融狀態的高爐渣傾倒於水中急速冷卻,並使其在熱應力作用下粒化。
經水淬後得到的渣粒絕大部分(95%以上)為非晶態,是優良的水泥摻合料,這一途徑實現了高爐渣的大宗消納。干渣法是利用爐渣與空氣等傳熱介質直接或間接接觸,在不消耗新水的條件下進行熱交換。
目前干渣法還處於試驗研究階段,在世界上還沒有形成工業化。
二、水淬法高爐渣處理工藝
在高爐生產中,水淬法是最簡潔、高效的渣處理方法,目前的水淬法包括拉薩法(RASA)、圖拉法(TYNA)、明特法(MTC)、底濾法(OCP)、因巴法(INBA)[5]。
1. 拉薩法
拉薩法的處理工藝是由英國的RASA公司和日本的鋼管公司一起研發的,在1967年首次應用於日本福山鋼鐵的1號高爐(2000m3)。
在國內第一家應用該技術的企業是上海寶鋼。其工藝流程為高爐渣由渣溝倒入沖制箱進行水淬,之後進入粗分槽;
渣漿泵將渣送進脫水槽進行脫水處理,將渣粒送至沉澱池,經沉澱後的渣粒再次送入脫水槽;沉降池中的水經過冷卻處理後再返回去進行沖渣處理,以此形成循環利用。
2. 圖拉法
圖拉法首次應用在俄羅斯圖拉廠的2000m3的高爐上。國內首次應用的廠家是首鋼。其工藝流程為採用圓筒形的轉鼓對渣進行脫水處理。
首先轉鼓帶動四周的篩板旋轉把渣水混合物帶上來,在外壁的濾網處進行脫水。然後將落在轉鼓內接料罐中的渣通過膠帶機傳送到渣料場。
3. 明特法
明特法最早應用於首鋼3#高爐(2536m3)上,該工藝是由北京明特克冶金爐技術有限公司和首鋼聯合研製的。
明特法採用螺桿旋轉的方式將儲渣池底部的渣向上傳送,渣的脫水過程通過重力和螺桿片對渣的旋轉力和擠壓力的共同作用下完成。
脫水後的渣被攪拌器的凹槽輸送到皮帶傳送系統上,再到殘渣場。渣池中的沖渣水經過過濾器過濾後在排渣泵的作用下回送至渣水系統,實現整個排渣系統中水的閉路循環。
4. 底濾法
底濾法的工藝流程為:當爐渣進入爐渣溝並落到底部時,高壓水流立即將其擊碎,礦渣經水淬後被沖到礦渣池,抓鬥將礦渣吊起進行脫水,礦渣池中的水經過濾池過濾後經水泵送到冷卻塔,形成循環利用。該沖渣工藝中的水壓:0.3~0.4MPa;渣水比為 1:10~1:15,水渣含水率為10%~15%[6]。
5. 因巴法
因巴法是20世紀80年代由比利時西德瑪公司與盧森堡公司聯合研發的一項熔渣處理工藝。我國於1991年6月首次應用於寶鋼2號高爐上。
因巴法的工藝流程為:熔渣從渣溝流向重製箱,被裡面的高壓水水淬後進入渣溝,經分配器、緩沖槽進入滾筒過濾器進行過濾,脫水後的渣經皮帶機運出,然後由外部皮帶機運送到儲渣槽內。
因巴法有冷INBA、熱INBA和環保型INBA之分。3種因巴法的爐渣粒化、脫水的方法均相同,都是使用水淬粒化,採用轉鼓脫水器脫水,不同之處主要在水系統。
冷INBA水系統中設有冷卻塔,粒化水冷卻之後再進行循環;熱INBA中沒有冷卻塔,粒化水直接進行循環;
環保型INBA水系統中分粒化水和冷凝水兩個系統,冷凝水系統主要用來吸收二氧化硫、蒸汽、硫化氫。與冷、熱INBA比較,環保型INBA最大的優點是硫的排放量很低,它把大部分硫轉移到循環水系統中。
三、干渣法高爐渣處理工藝
1. 滾筒法
滾筒法分為雙滾筒法和單滾筒法。雙滾筒法由日本NKK公司研究開發[7],它的主要技術原理是將1400℃的熔渣倒進兩個反向轉鼓,經過轉鼓的旋轉作用將熔渣粒化並同時進行熱交換,經冷卻後的渣溫度約900℃,生成的蒸汽經回收後用於蒸汽發電。NKK在福山4號高爐上進行了工業試驗,渣玻璃化率達95%,熱回收率達40%。
單滾筒法是由日本住友金屬公司與石川島播磨重工於20世紀80年代聯合開發的。其工藝原理為:熔渣從一定的高度落下撞擊到旋轉的滾筒表面而被粒化,之後進入固體介質的流化床進行熱交換。此工藝熱量回收效率較低,處理能力小,因此至今未能實現工業化應用。
2. 風淬法
風淬法的技術原理是熔融態的高爐渣在高速的氣流沖擊下被噴射粒化,粒化渣在余熱回收設備里進行換熱冷卻,收集的顯熱用於蒸汽發電。
此方法在日本、德國、瑞典、韓國等國家均有研究,其中日本新日鐵、川崎制鐵、住友金屬等公司聯合進行了高爐渣風淬粒化試驗[8-10]。
國內也有一些風淬法相關研究。王子兵[11]等人以高爐熔渣為熱源,以空氣為風淬介質,以空氣和水作為換熱介質,利用回轉式冷渣機,進行高溫渣粒余熱回收試驗。該工藝將粒化與余熱回收分開,大大減少動力消耗。
研究調質劑比例、風淬壓力和噴嘴結構對系統熱回收效率的影響。劉振超[12]通過建立數學模型研究了高爐渣的氣淬成珠原理,利用熱力學模型和實驗探究了顆粒在空氣中的換熱過程和成珠效果。
研究表明,噴嘴直徑、氣體的流量和壓力、高爐渣表面張力和粘度等都會影響成珠過程,據此確定了最佳工藝條件。李書磊[13]等人根據高爐熔渣具有巨大顯熱的特性,設計了一種通過風淬粒化、余熱鍋爐回收余熱的新工藝。該工藝不僅余熱回收率高,而且具有結構簡單、不消耗新水、有害氣體零排放等多種優勢。
3. 離心法
轉杯粒化法
轉杯粒化工藝是由英國的Pickering[14-15]等人在上個世紀80年代提出的。主要工藝流程為:高溫熔渣進入高速旋轉的轉杯,在離心力和表面張力的共同作用下熔渣沿半徑被甩出並形成顆粒,同時轉杯周圍的環形空氣射流使渣膜產生不穩定的波動,進一步促進熔渣的破碎粒化。
粒化渣撞擊粒化室內壁,與水管中的冷卻水進行熱交換,然後反彈進流化床再次進行熱交換。該方法粒化渣玻璃相大於95%,性能優於水淬渣,但設備復雜,控制起來較為困難。
Mizuoehi[16]等人研究了轉杯形狀、轉速、熔渣粘度、氣流速度等對高爐渣粒化的影響。結果表明,具有淺薄邊緣和平緩內壁的轉杯更有利於粒化;轉杯的轉速越大,渣粒的平均尺寸越小,當轉速為3000r/min時,渣粒尺寸<1mm,形狀多為球形;粘度增大,粒化效果變壞,同時增加氣流速度將有利於高爐渣的粒化。
轉盤粒化法
轉盤粒化原理與轉杯粒化相似,依靠轉盤旋轉的離心力將熔渣甩出粒化。澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)研究了轉盤干法粒化的原理[17],優化了工藝流程。
2015年,北京中冶設備研究設計總院有限公司與CSIRO合作進行轉盤粒化的工業化試驗,目前已經建成了處理量30t/h的粒化設備,運行效果良好。
該技術採用兩步法工藝,第一步是採用特殊設計的氣流旋轉式粒化裝置,對熔渣進行離心粒化與余熱一次回收,即藉助轉盤的離心力對高爐渣進行干法粒化處理並利用一次冷卻風進行快速冷卻和一次余熱回收;
第二步是已凝結的高爐渣粒冷卻和二次余熱回收,進一步提高余熱回收率,既採用特殊設計的具有緩沖功能的回轉式逆流余熱回收裝置進行二次余熱回收。
轉筒粒化法
2010年日本京東大學的Kashiwaya[18]等人開發了轉筒粒化工藝,其工藝流程為:將高溫熔渣從旋轉的轉筒中心注入筒身,筒身側面設有噴嘴裝置,在離心力作用下熔渣被擠入噴嘴,並以一定的速度噴出。
轉筒分為雙噴嘴和多噴嘴兩種形式。此工藝生產的產品多為玻璃相球體,具有較高的球形度。
四、高爐渣處理技術的發展趨勢
目前鋼廠對高爐渣普遍採用水淬粒化的「濕法」處理,然後用作生產水泥的原料。但是,這種「濕法」處理存在以下三個突出問題:
1)「濕法」處理過程中消耗了大量水資源。為保證渣與水充分接觸,對沖渣水的用量有一定要求;同時,在與高溫渣的接觸過程中,還有水的大量蒸發耗散,需要相應補充新水。據測算,處理1噸渣約需消耗新水1噸,循環用水10噸;
2)水淬過程中伴有SO2和H2S等酸性氣體污染物的排放。在高溫熔渣與水接觸的過程中,發生相應的化學反應,產生SO2和H2S等污染物。根據國內高爐渣的水淬處理量估算,每年水淬處理過程中排放氣體污染物約40萬噸;
3)渣所含高值顯熱得不到有效回收利用,能源浪費巨大。採用水淬工藝處理後,熔渣的高值顯熱被轉化成沖渣水的低溫余熱,只能用於冬季供暖等方式由此每年造成了熔渣所帶大量高品質熱能(摺合上千萬噸標煤)的損失和浪費。
「干法」處理是利用空氣與高溫爐渣進行直接接觸和熱交換。與水淬法相比較,「干法」處理既節省了大量水資源,又避免了因水與爐渣接觸產生有害氣體,特別是可以實現熔渣高品質余熱的回收。因此,干渣法處理技術是高爐渣處理技術的未來發展趨勢
『叄』 鋼鐵廠的水渣與水渣鐵有什麼區別,為何價格相差很遠
鋼鐵廠水渣就是煉鐵高爐排除的渣子經過水淬處理以後的產物,是優質的水泥專原料,價格在幾十塊屬錢到幾塊錢之間波動,主要是淡季和旺季的波動;水渣鐵沒有這個提法,倒是有鋼渣鐵,是煉鋼的鋼渣中選出來的含有廢鋼的物質,是煉鋼的原料,每噸應該在500元到600元之間。