2019/5/11 转炉高温烟气催化热解 处理焦化废水 莱芜钢铁集团有限公司

一、适用范围 适用于炼钢转炉干法除尘系统、半干法除尘系统、湿法除尘系统；能处理焦化厂生产过程中产生的脱萘前废水、蒸氨废水、生化后废水，采用此技术处理焦化废水可以省去生化处理焦化废水工艺。

二、主要内容 2.1 基本原理： 此技术的基本原理是：利用转炉冶炼过程中产生的高温烟气的热能，将焦化废水有机物成分在一定量的催化剂的作用下进行高温催化闪速热裂解，焦化废水中的有机物成分热解为单碳或双碳在常温下为气态的碳氢化合物进入转炉煤气中，提高转炉煤气的热值，同时利用焦化废水冷却转炉烟气。

转炉除尘具备的反应条件： O2含量：≤3.0% CO（还原性）含量：≥45% 反应温度：500~950℃ 催化剂：多元金属催化剂 反应机理为： 还原气氛下高温催化闪速热裂解

2.2 蒸氨废水中主要有机物的催化闪速热裂解 2.2.1 蒸氨废水中有机物的含量分析： TOD=2115.4mg/L COD=7221.6mg/L 氯离子含量：1797.0ppm

2.2.2蒸氨废水中有机物含量超过总有机物含量90%的 有机物质的反应 （1）苯酚 化学式：C6H6O 分子量：94.11 闪速热裂解产物为：H2、C2H4、C2H2、H2O。

（2）甲基苯酚 化学式：C7H8O 分子量：108.13 闪速热裂解产物为：H2、CH4、C2H4、C2H2、H2O。 （3）二甲基苯酚 化学式：C8H10O 分子量：122.17 闪速热裂解产物为：H2、CH4、C2H4、C2H2、H2O

（4）吲哚 化学式：C8H7N 分子量：117.15 闪速热裂解产物：H2、CH4、NH3、C2H4、C2H2。 （5）吡啶 分子式：C5H5N 分子量： 79.10 闪速热裂解产物：H2、CH4、NH3、C2H4、C2H2

（6）甲基吡啶 分子式：C6H7N 分子量：94.1362 闪速热裂解产物：H2、CH4、NH3、C2H4、C2H2。 （7）喹啉 分子式：C9H7N 分子量：129.16 闪速热裂解产物：H2、CH4、NH3、C2H2。

闪速热裂解产物：H2、CH4、C2H4、C2H2、H2O。 （8）萘酚 分子式:C10H8O 分子量:144.17 闪速热裂解产物：H2、CH4、C2H4、C2H2、H2O。 （9）环己烷 分子式：C6H12 分子量：84.16 闪速热裂解产物：CH4、C2H4、C2H2、H2。 。

（10）萘 分子式：C10H8 分子量：128.18 闪速热裂解产物：H2、CH4、C2H4、C2H2。 （11）苯乳酸 分子式:C9H9O3 分子量:165.17 闪速热裂解产物为：H2、CH4、C2H4、C2H2、H2O。

（12）苯并呋喃 分子式：C8H8O 分子量：118.13 闪速热裂解产物：H2、CH4、C2H4、C2H2、H2O。

2.3 关键技术 焦化废水转炉雾化技术 将焦化废水利用蒸汽进行雾化，喷入转炉烟气中，提高焦化废水的用量而不使烟气中的粉尘湿灰。 自动化控制技术 用于控制焦化废水和正常除尘水的切换、控制焦化废水输送泵、催化剂加入泵等机械控制，以及压力、流量等参数的控制及运行。

焦化废水转炉热解催化技术 提高焦化废水中的有机物的热解效率。 转炉除尘蒸发冷壁挂灰防硬化技术 用于由于焦化废水的热解致使除尘挂壁的粉尘硬化 问题。 转炉热解焦化废水煤气管网及煤气设备防腐技术 用于解决由于焦化废水中腐蚀物质对转炉煤气管网 及煤气设备带来的腐蚀问题。

2.4、工艺流程： 焦化厂产出的废水，经过回收，絮凝处理后，用泵送至炼钢厂储蓄井，从储蓄井打入转炉除尘蒸发冷进行雾化冷却转炉烟气，利用转炉高温烟气进行催化热解，未热解的有机物在冷媒水中富集，当富集到一定程度，将冷媒水泵送至蒸氨废水储存槽中，将冷媒水中富集的有机物进行热解处理，在冷媒水系统后部的煤气管道上加入气相专用缓蚀剂，焦化废水后烟气的腐蚀性，保护煤气管道设备的安全运行。

利用转炉高温烟气催化热解焦化废水工艺流程 蒸氨废水及 其它废水 蒸发冷喷淋 回收 絮凝沉淀 泵送 储存井 除尘 煤气冷媒水 气相缓蚀剂 煤气管道 催化剂 利用转炉高温烟气催化热解焦化废水工艺流程

三、技术指标 焦化废水COD含量：≤9000 mg/L； 氯离子含量：≤3000 mg/L； 悬浮物：≤20 mg/L； 焦化废水热解率(在65℃为气态的碳氢化合物)：≥96%； 转炉煤气氯离子含量：≤80mg/m3 转炉煤气管网腐蚀率： 普碳管腐蚀速度应小于：0.075mm/a； 铜材管腐蚀速度应小于：0.005mm/a； 不锈钢腐蚀速度应小于：0.005mm/a 焦化废水处理量：≥50kg蒸氨废水/吨转炉钢 转炉烟气利用温度：≥500℃

四、应用现状及典型案例 通过近一年的连续工业化应用运行，利用转炉高温烟气催化热解焦化废水，未对转炉运行产生不良影响，对煤气管网和煤气设备未见到不良影响，说明利用转炉高温烟气催化热解蒸氨废水可行的，安全的。

典型案例： 莱芜钢铁集团有限公司银山型钢公司炼钢厂 处理焦化废水为： 蒸氨废水 COD含量：6000~9000mg/L， 热解率：96.79%左右 转炉煤气氯离子含量：52~60 mg/m3 处理量：50.57kg蒸氨废水/吨钢（年产钢400万吨，蒸 氨废水处理量为：25m3/h左右）

五、与生化法处理焦化废水效益对比分析 焦化蒸氨废水通过目前比较先进的采用A/A/O工艺，后接生物MBR法，通常蒸氨废水COD在6000ppm左右的通过处理，用1:1新水稀释后生化后COD在300∽400ppm，直接处理费用加人工费用为17.6元/m3，设备折旧费用为2.84元/ m3，如果采用臭氧氧化、电解等深度处理到COD含量在50ppm左右，增加处理成本8元/m3左右，综合成本在28.4元/m3。 利用转炉高温烟气催化热解焦化废水运行成本在7.1元/m3左右，年产400万吨焦的焦化厂，蒸氨废水一般在110m3/h，与生化处理相比，利用转炉高温烟气催化热解焦化废水的直接经济效益为： 110m3/h×330天/年×24h/天×（28.4元/m3-7.1元/m3）=1856万元/年 同时减少转炉除尘新水用量87万m3左右。

六、推广前景和相关经济社会效益 焦化废水的处理目前还是世界级难题，现有的技术很多有生化法、生物膜法、催化湿式氧化技术、臭氧氧化法、光催化氧化法、电化学氧化技术、高温分解法等，这些方法都起到一定的作用，但都没有达到理想的处理状态，大多处理成本高，要么能耗很高，使企业无法承受，致使焦化废水严重的影响干熄焦等工序的生产，严重的污染环境，采用转炉高温烟气催化热解焦化废水不仅大大降低了处理焦化废水的处理成本，还通过高温分解将有害物质转化为有益物质，在环保、能源及效益方面意义重大，具有较好的推广应用前景。

利用转炉热解焦化废水技术主要应用于有焦化、有转炉的钢铁联合企业，一个年产400万吨焦，年产1000万吨钢的钢铁厂，利用转炉热解焦化废水相比于利用生化工艺处理焦化废水，直接降低成本效益为1800万元/年，并能完全彻底的消除焦化废水对生产、对环境带来的不良影响。

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