武漢寶潔環境工程技術有限公司做為一家環保高新技術企業，一直致力于高爐生產過程中的節能減排技術的研發和實施，也取得了突出的成果。武漢寶潔從2006年至2012年，先后總包完成了柳鋼1A1B#高爐(渣池法)、2#高爐(WHBJ法)、3#4#6#高爐(明特法)、5#高爐(嘉恒法)等全部7座高爐渣處理系統的新建及改造，重點也是放在了解決渣水中細渣清除，增加冷卻設施，系統零排放這三大方面，榮獲了2009年廣西科技進步三等獎及柳州市和柳鋼集團一等獎。2016年底，武漢寶潔EPC總承包實施了宣鋼二座2600m3高爐的渣處理系統改造，渣水余熱換熱后向城市供暖，取得了良好的經濟和社會效益。2019-2021年，又接連EPC總承包了廣西防城港鋼鐵基地項目2座3800m3高爐以及柳鋼中金不銹鋼公司1座2000m3高爐的渣處理系統。

　　武漢寶潔研發的WHBJ法渣處理系統可將高爐渣水的含渣量在全行業獨家處理達到2000mg/l以下，僅相當于傳統因巴法渣處理工藝的約1.0%，為渣處理系統降低運營成本和高爐渣水可靠換熱創造了條件。

 

 

 

 

　　WHBJ法轉鼓式自潔超凈高爐渣水處理系統

　　目前高爐的各種水淬渣處理工藝在生產中 普遍存在以下問題，如：渣系統設備和管道磨損大、壽命短，結渣堵塞嚴重，跑冒滴漏厲害，檢修維護頻繁，系統保障度低，生產成本較高;以及蒸汽排放不理想，環境污染嚴重，運行能耗較高，不能正常作業等等。究其根本原因都是由于渣水中細渣含量大，且細渣無法有效清除所造成的。

　　針對上述現象，武漢寶潔環境工程技術有限公司在柳鋼2#高爐的設計過程中，對傳統冷因巴工藝水渣系統進行了大膽舍棄及深度優化，取消了傳統因巴法的泵房熱水池設計及再循環泵工藝環節，創新研發出“組合式錐斗沉淀池細渣沉淀 + 提升式細渣機械分離”的新技術，從而形成了具有完全自主知識產權的可適用于因巴轉轂的轉轂式WHBJ法自潔超凈渣水處理新工藝。

　　經過近十年的生產運行考驗，WHBJ自潔超凈式渣處理系統在柳鋼2#高爐的使用中取得了巨大的成功和良好的效果。渣水含渣量僅為傳統因巴法渣處理系統的～1.2%，循環水質得到極大改善，設備故障率、維修維護成本超大幅度降低，實現了渣水系統的清潔生產，系統作業率達到100%，除轉轂濾網與氣提下錐管有更換外，主要設備無一損壞，整個渣處理系統三年的備件費僅~20萬，備件及維保費用僅為傳統因巴法的1%。渣處理系統完全實現零排放，并實現了的利用焦化深度處理廢水完全替代新水補充。經測算投產后運行電耗較傳統因巴法節約2/3以上，年節電1082.9×10 kW.h，年生產運行成本節約達1200多萬元。

　　轉轂式WHBJ法自潔超凈渣水工藝，彌補了因巴法工藝渣水中細渣量大及由細渣對渣處理系統所產生的一應不良影響，是對高爐渣處理工藝的一次重大突破。WHBJ法自潔超凈渣處理系統細渣處理效果好，水質優，自動化程度高，設備運行穩定，保障度高，節能環保，維修及備件費用大幅降低，投資和運行成本低，多項創新技術開創了渣處理工藝的先河，取得了很大的成功，是冶金行業高爐渣處理工藝的一次革命性技術進術, 為高爐煉鐵生產帶來了環境改善和巨大的經濟效益，也為高爐沖渣水余熱利用創造了更好的條件。

　　WHBJ法自潔超凈式渣處理系統同樣也可以適用于在嘉恒法、明特法等渣處理工藝中進行應用，其中的深水淬化蒸汽集中排放技術還可以應用于濾池過濾式渣處理工藝中。

 

　　WHBJ法自潔超凈式高爐渣水處理系統的優點

　　1、創新的“組合式錐斗沉淀池細渣沉淀技術及其模塊化設計”， 布置緊湊、占地面積小、且能與因巴粒化塔/轉鼓/皮帶機/提升泵房實現完美結合。組合式錐斗沉淀池可控制形成任意狀態的串聯或并聯運行，實現了多倍程、長流徑的渣水流程，大幅提升了細渣的沉淀效果，提高了系統的運行保障度。

　　2、創新的“提升式細渣機械分離技術”，實現了細渣的高濃度萃取和高效脫水分離, 并完成了與組合式沉淀池和因巴皮帶在布置上的完美結合, 渣水系統中提取出的細渣可直接借由因巴皮帶輸送。 WHBJ法渣處理工藝中渣水含渣量僅約2000mg/l, 相當于傳統因巴法渣處理工藝的1.2%; 運行三年來的備件費用僅約20萬元, 相當于傳統因巴法渣處理工藝的1.0%。

　　3、工藝上的創新設計使冷卻和粒化泵組分別由因巴法工藝的兩用一備實現為WHBJ法工藝的一用兩備，結合變頻技術的應用, 渣水系統運行電耗大幅降低，綜合節電2/3以上(年節電1082.9×104 kW·h)。

　　4、渣水冷卻采用了專利技術的中空冷卻塔和槽式免掛渣中空冷卻塔配水專利，冷卻布水系統完全無積渣和掛渣現象，且夏季高溫時沖渣水溫度可降至40℃以下。

　　5、創新的“深水淬化蒸汽集中排放技術”， 實現了熔渣在粒化塔內充分釋放熱量并集中排放蒸汽，爐臺及渣池等部位在冬季低氣壓環境下也基本無蒸汽排放, 消除了環境污染，提高了水渣品質。

　　6、水泵、因巴轉鼓和皮帶機等主要設備均采取變頻調速，自動實現低頻啟動與調速，以及沖渣間隙的降頻節電運行;主要閥門均采取液壓集中控制;整個系統高度自動化, 節省人工和生產成本。

　　7、集水池收集調節系統水量，起到零排放和攔截浮渣，提高運行保障度的作用，細渣沉淀主要在錐斗沉淀池內完成 (集水池約3個月才抓渣一次)。

　　8、南、北面二個渣系統可實現渣水調撥, 渣水系統以及渣場渣水可實現完全回用及零排放，提高水資源利用率。

　　9、由于渣水水質的巨大改善，今后新上高爐項目采用WHBJ法工藝，外部沖渣水管道完全可以采用普通厚壁鋼管取代耐磨合金管道，投資成本可大幅降低。

 

　　WHBJ法高爐粒化蒸汽余熱回收脫硫消白一體化技術

　　1、 工 藝

　　工藝流程：高爐熔渣水粹粒化→粒化塔蒸汽收集→一級云動力旋流霧化噴淋→二級旋流霧化噴淋→粒化風機增壓→煙囪消白排放。

　　依據脫硫煙氣消白的環保要求: 當飽和濕煙汽溫度降低至夏季≤48℃/冬季≤45℃時, 基本上就看不到白煙。而本項目將煙汽溫度降低至夏季≤45℃/冬季≤40℃, 煙氣消白效果是完全有保證的。年節水81萬噸，回收蒸汽余熱99.5MW。

 

　　2、 特點及意義

　　運行費用低，利用高爐渣水及原有系統進行余熱利用脫硫消白，無須增加額外的水處理與冷卻運行成本;利用粒化塔上部空間完成消白功能，不改變粒化塔底部功能和結構;投資成本低，運行費用省，經濟性好。

　　可實現粒化塔基本上無白煙的最好消白效果，實現余熱利用、環境優質、節能降耗、酸堿中和、延緩腐蝕、脫硫環保、降低費用的綜合經濟與社會效益。

 

　　高爐粒化蒸汽余熱回收脫硫消白技術特點

　　1、WHBJ法低阻云動力旋流霧化技術;

　　2、除霧沖渣二合一技術;

　　3、多效增壓引風技術;

　　4、消白粒化塔防爆與混風技術;

　　5、耐磨長壽加強防腐技術;

　　6、汽水除霧回收技術

 

　　WHBJ法高爐渣水余熱利用脫濕鼓風技術

　　1、 項目的可行性

　　高爐煉鐵熔渣經水淬后產生大量60～95℃沖渣水，蘊含了巨大熱量，但其中含有大量固體顆粒和礦物纖維，并具有腐蝕性，很難利用其熱量。 三十年來國內外眾多鋼鐵企業嘗試利用沖渣水余熱利用，但時至今日除北方冬季換熱采暖有應用之外，并未得到全面有效利用，特別是大型高爐未見應用。

 

　　2、 工藝技術方案

　　本案擬采用“高爐沖渣水直接換熱余熱回收技術”和專用“沖渣水換熱器”作為本取熱系統的技術方案，該技術具有無需過濾、全水量取熱、操作簡單、維護量小、可靠性高等特點。

　　根據高爐運行中兩套出渣周期性交替出渣的情況，切換熱媒水回水進入正在進行沖渣的渣水余熱回收系統進行換熱。每套沖渣系統：高爐沖渣水經提升泵后，通過切換閥組進入取熱站沖渣水換熱器，取熱后進入涼水塔，然后再經沖渣泵去沖渣; 也可以取熱后直接去沖渣。兩座高爐同時取熱通過熱媒水閥門調度進入各個渣水余熱系統的水量, 最大程度回收沖渣水余熱的供水品質。

 

　　3、工藝流程圖

 

 

　　余熱利用技術方案特點

　　1、回收熱量大，供熱品質高: 本系統直接全量提取原有渣水系統的沖渣熱水，無需增設過濾系統直接進入渣水換熱器進行取熱，被取熱冷卻后的沖渣水再回到原系統沖渣循環使用，并可方便的與原有系統進行在線切換，對原有生產系統不產生任何不利影響。本技術方案避免了由于過濾帶來的大量清理、運輸工作以及熱量損失，最大限度回收熱量。

　　2、耐淤積堵塞，操作簡單、運行可靠: 沖渣水換熱器采用耐淤積堵塞的專用渣水板式換熱器，系統不設過濾器，整體系統流程短、可靠性高。換熱板片立式布置, 底部設置多個反沖洗錐斗, 并配置液動閥門實現自動清洗排渣。

　　3、操作室設置遠程控制系統，全套系統采用PLC遠程控制自動運行，不需要增加專門的操作人員，只需要定期巡檢即可。

　　4、運行消耗低: 本系統可以直接利用(適當改造)原有沖渣泵，在其出口管道上直接提取沖渣水進入取熱系統，取熱降溫后的沖渣水再回到原系統沖渣循環使用。避免了新增渣水提取泵對系統帶來的水量不平衡產生的操作干擾以及動力消耗。

　　5、布置簡單、占地面積小: 本系統除控制系統需要布置在室內，其他設施都可以在室外布置，占地面積少。控制系統機柜及操作，可以與現有沖渣水系統的控制機柜及操作合署布置，或建設一個小的配電控制操作室。

　　6、維護量低、易沖洗: 本技術方案取熱系統在正常運行中基本不需要維護，只在采暖季結束后，打開渣水換熱器平蓋進行簡單清理沖洗后封閉注水保護即可。

　　7、無次生污染：本技術方案系統基本是封閉運行，運行過程中沖渣水除熱量被取出外，其余遵循哪來哪去的原則，既不改變原有系統的平衡，更不會產生次生排放污染。

　　8、取熱平穩，波動小：渣水池、熱媒水罐與大換熱比的渣水換熱器都可以儲熱, 并保持換熱的盡可能平穩。蒸汽補熱器可作為熱水機組的事故應急和調峰手段。

　　9、鐵前用冷需求：春夏秋三季(3月初~10月底)高爐冷風除濕+冬季(11月初~2月底)燒結和焦化煙氣脫硫除塵消白用冷需求，實現鐵前余熱利用與煙氣消白一體化的目標。

 

　　WHBJ法自潔超凈/余熱回收/脫硫消白/余熱利用一體化 高爐渣處理技術的特點及社會意義

　　WHBJ法自潔超凈/余熱回收/脫硫消白/余熱利用一體化技術，同時解決了渣水自潔超凈、渣水分離、蒸汽消白與熱量回收、脫硫與酸雨腐蝕、渣水酸堿中和緩蝕、環保排放等諸多難題，僅高爐區鋼結構件和渣 水設備腐蝕減緩延壽的隱性年收入加上消白年節水費用，全年綜合經濟效益將達到1410.68萬元，不到兩年即可收回投資成本。如加上二期渣水余熱溴化鋰脫濕鼓風節能 技術的投入，全年綜合經濟效益還可再增加 3400 萬元，并節省二期電制冷功耗 5242kW 變頻供配電設施初投資 500 萬元。

　　WHBJ法自潔超凈/余熱回收/脫硫消白/余熱利用一體化技術具有：運行費用低，利用現有高爐渣水系統進行余熱利用脫硫消白，無須增加額外的水處理與冷卻運行成本;保留粒化塔底部功能與結構，利用粒化塔上部空間完成余熱回收脫硫消白功能。并具有投資成本低，運行費用省，經濟性好，環保意義突出。如今后國家統一要求后再進行改造，至少需要增加5000 萬以上投資;如考慮因改造而高爐停產，其損失將更為巨大。目前一步到位，性價比和社會效益最為顯著。

　　該消白方案將可實現粒化塔基本上無白煙的最好消白效果，是煉鐵渣處理工藝上的 重大突破，解決了冶金行業最后且唯一未能解決的煙羽排放，并實現了余熱利用、環境 優質、節能降耗、延緩腐蝕、脫硫環保、降低成本的綜合經濟與社會效益，對宣傳柳鋼 集團重視環保有著重要的政治意義，已成為防鋼基地建設的一大亮點，并一定會成為柳鋼集團引領行業技術進步的成功范例。