复合混凝法处理高炉煤气冷凝水及设备腐蚀影响的研究

【摘要】：高炉煤气冷凝水的水质特点是水量较大，悬浮物含量较高，浊度大，呈偏酸性，含有大量的氯离子。常规的混凝剂能有效的降低水中的浊度和悬浮物浓度，但对氯离子的去除能力有限，氯离子含量过高，回用时会造成设备严重腐蚀，大幅缩短设备的运行寿命，因此需要进行综合考虑。本论文主要是对高炉煤气冷凝水处理与回用技术进行研究，针对高炉煤气冷凝水中氯离子难处理的技术难题，为高炉煤气冷凝水的处理、回用提供一种更加经济环保、简单可行的方法，从而能够减轻高炉煤气冷凝水带来的环境污染问题，实现循环利用高炉煤气冷凝水。并且进行了深入的机理研究，为论文成果的应用提供一定的理论支持。 本文通过对包钢高炉煤气冷凝水中SS、浊度、氯离子浓度、硬度等指标的测定，分析了高炉煤气冷凝水的特点，研究筛选出“混凝+缓蚀”的处理方案。 混凝沉淀实验中，通过实验分析，数据处理后，得出结论，并且研究探讨了混凝去除氯离子的机理，得到聚合氯化铝和高分子水处理剂联用时，无论除浊、除悬浮物、除氯离子均具有极佳的效果。当聚合氯化铝为25mg/L；高分子水处理剂为2mL/L； pH值为6.5左右，与原水基本相同时，使沉淀后浊度由128NTU降至10NTU以下，去除率超过98％，SS由352mg/L降到10mg/L以下，去除率超过99％，可见出水SS和浊度去除效果明显，且絮体密实，出水水质清澈，尤其对氯离子去除效果显著，使原水中氯离子从1436.5mg/L降到267.19mg/L，去除率能达到82%左右，而且对硫酸根、钙离子和COD也有一定的去除效果。该方法可操作性强，各项指标都达到循环冷却水回用标准。 腐蚀挂片实验中，首先通过实验掌握了冷凝水中Cl-、SO42-、悬浮物等对金属的腐蚀影响规律和腐蚀机理，确定了针对于回用高炉煤气冷凝水的较为有效的药剂和配方，筛选出苯并三氮唑与聚环氧琥珀酸复配作为缓蚀剂，当苯并三氮唑投量为1.0mg/L，聚环氧琥珀酸投量为15mg/L，温度为50℃，pH值为7（混凝后出水pH值）时，腐蚀速率为0.026mm/a0.075mm/a，对回用的高炉煤气冷凝水的缓蚀的处理效果较好，达到工业冷却循环水对碳钢的腐蚀率要求。与单项药剂相比，复合药剂的缓蚀性能有不同程度的加强，说明各药剂间存在不同程度的协同效应。 【关键词】：高炉煤气冷凝水 混凝沉淀 缓蚀剂 氯离子浓度 回用
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-19
• 1.1 水资源面临的危机10-13
• 1.1.1 水资源的利用现状10
• 1.1.2 水体污染现状10-11
• 1.1.3 钢铁工业水使用及治理现状11
• 1.1.4 钢铁工业节水新技术11-12
• 1.1.5 钢铁工业废水回用现状及存在问题12-13
• 1.2 高炉煤气冷凝水概况13-15
• 1.2.1 高炉煤气冷凝水来源13
• 1.2.2 高炉煤气冷凝水的特点及危害13-14
• 1.2.3 高炉煤气冷凝水腐蚀性分析14
• 1.2.4 高炉煤气冷凝水处理现状及回用意义14-15
• 1.3 混凝沉淀机理、影响因素15-19
• 1.3.1 混凝沉淀原理15-16
• 1.3.2 混凝沉淀的主要影响因素16-17
• 1.3.3 混凝剂的主要种类17-19
• 2 本课题研究内容、目的和意义19-21
• 2.1 课题的研究内容19-20
• 2.2 课题研究的目的和意义20-21
• 3 高炉煤气冷凝水处理的实验研究21-43
• 3.1 冷凝水水质特点21-22
• 3.2 静态混凝法处理高炉煤气冷凝水的实验研究22-23
• 3.2.1 实验设备及药品22-23
• 3.2.2 特征指标及测定方法23
• 3.2.3 实验方法23
• 3.3 高炉煤气冷凝水混凝实验分析23-41
• 3.3.1 PFS、PAC、PAFC 三种药剂混凝效果对比23-25
• 3.3.2 利用聚丙烯酰胺和聚合氯化铝进行静态混凝实验结果25-30
• 3.3.3 利用高分子水处理剂和聚合氯化铝进行静态混凝实验结果30-36
• 3.3.4 联合投加时最优组合比较36-37
• 3.3.5 高分子水处理剂和聚合氯化铝混合正交实验37-41
• 3.4 本章小结41-43
• 4 聚合氯化铝与高分子水处理剂混凝除氯离子作用机理初步分析43-47
• 4.1 聚合氯化铝在水中的存在形态43-44
• 4.2 聚合氯化铝的混凝机理分析44-45
• 4.3 高分子水处理剂的混凝机理分析45-46
• 4.4 高分子水处理剂的除氯离子机理分析46-47
• 5 混凝沉淀处理后的高炉煤气冷凝水腐蚀性处理研究47-61
• 5.1 高炉煤气冷凝水腐蚀实验研究47-53
• 5.1.1 实验分析方法47-49
• 5.1.2 冷凝水中主要因素的腐蚀性影响研究49-53
• 5.2 最佳缓蚀剂的选择53-60
• 5.2.1 主要实验药剂53-55
• 5.2.2 单种水处理药剂静态缓蚀实验55-57
• 5.2.3 温度对苯并三氮唑和聚环氧琥珀酸药剂的影响57-59
• 5.2.4 由两种药剂组成的复合药剂的静态缓蚀效果59-60
• 5.3 本章小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-70
• 在学研究成果70-71
• 致谢71

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