本發(fā)明涉及自動控制技術(shù)領域，具體涉及一種利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

焦化廢水是指在煉焦生產(chǎn)、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的各類廢水。焦化廢水的成分非常復雜，組分種類繁多，含有多種污染有毒物質(zhì)，按照規(guī)定,這些焦化廢水按要求經(jīng)過回收處理之后才能排放,否則焦化廢水中的污染物若超標排放，將對環(huán)境造成嚴重污染，因此焦化廢水的處理日益引起社會各界的廣泛關注。

目前常用的焦化廢水處理方式有：1、活性炭吸附法；2、Fenton試劑氧化法；3、改進的好氧生物法；4、氧氧化法；5、高能物理技術(shù)等。因為焦化廢水有毒有害，所以這些處理方法中設備或試劑較為昂貴，技術(shù)要求高，設備投資較大，焦化廢水的處理成本高。

因此，如何降低焦化廢水的處理成本是亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)，以降低焦化廢水的處理成本。

本發(fā)明公開了如下技術(shù)方案：

一種利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)，其特征在于，包括煉鋼轉(zhuǎn)爐和焦化廢水熱解系統(tǒng)；所述焦化廢水熱解系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)爐干法除塵裝置、焦化廢水輸送裝置和熱解控制裝置；

所述轉(zhuǎn)爐干法除塵裝置包括蒸發(fā)冷卻器、煤氣冷卻器、配水管路和蒸汽管路；所述配水管路和蒸汽管路均與所述蒸發(fā)冷卻器連通，所述蒸發(fā)冷卻器的入口與所述煉鋼轉(zhuǎn)爐連通，出口與所述煤氣冷卻器的入口連通；

焦化廢水輸送裝置包括焦化廢水儲存池和廢水輸送管路，所述廢水輸送管路的出水口與所述蒸發(fā)冷卻器連通，所述廢水輸送管道的進水口與所述焦化廢水儲存池連通；

所述蒸發(fā)冷卻器的入口處設置有第一溫度檢測器、所述蒸發(fā)冷卻器的出口處設置有第二溫度檢測器；所述蒸汽管路上設置有第一切斷閥、所述配水管路上設置有第二切斷閥、所述廢水輸送管路上設置有第三切斷閥；

所述熱解控制裝置包括水路切換控制單元，以及與所述水路切換控制單元電連接的第一溫度檢測器控制單元、第二溫度檢測器控制單元、第二切斷閥和第三切斷閥。

優(yōu)選的,在上述利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)中，所述熱解控制裝置還包括設置在焦化廢水儲存池內(nèi)的液位計和設置在廢水輸送管路上的進水通斷閥。

優(yōu)選的,在上述利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)中，所述蒸汽管路上設置有第一流量檢測器和第一流量調(diào)節(jié)閥、所述配水管路上設置有第二流量檢測器和第二流量調(diào)節(jié)閥、所述廢水輸送管路上設置有第三流量檢測器和第三流量調(diào)節(jié)閥；所述熱解控制裝置還包括第一流量檢測器控制單元、第二流量檢測器控制單元、第三流量檢測器控制單元。

優(yōu)選的,在上述利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)中，所述轉(zhuǎn)爐干法除塵裝置還包括設置在蒸發(fā)冷卻器和煤氣冷卻器之間的靜電除塵器。

優(yōu)選的,在上述利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)中，所述轉(zhuǎn)爐干法除塵裝置還包括與所述靜電除塵器連接的牽引風機，所述熱解控制裝置還包括牽引風機風量控制單元。

優(yōu)選的,在上述利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)中，所述煤氣冷卻器出口處與煤氣管道和冷媒水輸送管道均連通，所述冷媒水輸送管道通向所述焦化廢水儲存池。

優(yōu)選的,在上述利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)中，所述蒸發(fā)冷卻器內(nèi)設置有霧化噴嘴，所述霧化噴嘴與所述配水管路和廢水輸送管路均連通。

由以上技術(shù)方案可見，現(xiàn)有的煉鋼轉(zhuǎn)爐存在以下煤氣回收過程：在煉鋼過程中在煉鋼轉(zhuǎn)爐內(nèi)產(chǎn)生高溫煙氣，這些高溫煙氣被降溫冷卻后才能進入煤氣切換站，然后才能將合格的煤氣進行回收。而現(xiàn)有的技術(shù)中采用干法除塵系統(tǒng)中的蒸發(fā)冷卻器對來自轉(zhuǎn)爐中的高溫煙氣進行冷卻時，一般使用的是新水。本發(fā)明提供了一種利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)，利用上述煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收過程中已有的干法除塵系統(tǒng)，用焦化廢水替代新水作為冷卻用水，焦化廢水冷卻高溫煙氣的過程也是焦化廢水被催化熱解的過程，可見，利用本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)熱解焦化廢水不需要額外增加設備，大大節(jié)約了成本。熱解后的焦化廢水COD含量≤9000mg/L、氯離子含量≤3000mg/L；懸浮物≤20mg/L；焦化廢水熱解率(在65℃為氣態(tài)的碳氫化合物)：≥96％，使得其滿足排放標準，同時，轉(zhuǎn)爐煤氣氯離子含量：≤80mg/m3，也是符合可回收煤氣的標準的。綜上所述，本發(fā)明提供的一種利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有焦化廢水處理中成本較高的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的熱解控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中焦化廢水儲存池的控制結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中配水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1-煉鋼轉(zhuǎn)爐，2-蒸發(fā)冷卻器，3-煤氣冷卻器，4-配水管路，5-蒸汽管路，6-焦化廢水儲存池，7-廢水輸送管路，8-第一溫度檢測器，9-第二溫度檢測器，10-第一切斷閥，11-第二切斷閥，12-第三切斷閥，13-水路切換控制單元，14-第一溫度檢測器控制單元，15-第二溫度檢測器控制單元，16-液位計，17-進水通斷閥,18-第二流量調(diào)節(jié)閥，19-第二流量檢測器，20-第一流量調(diào)節(jié)閥，21-第一流量檢測器，22-第三流量調(diào)節(jié)閥，23-第三流量檢測器，24-第一流量檢測器控制單元，25-第二流量檢測器控制單元，26-第三流量檢測器控制單元。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)，以降低焦化廢水的處理成本。

為了使本技術(shù)領域的人員更好地理解本說明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本說明實施例中的附圖，對本說明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本說明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本說明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本說明保護的范圍。

請參考圖1，該圖為本發(fā)明實施例提供的一種利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，包括煉鋼轉(zhuǎn)爐1和焦化廢水熱解系統(tǒng)。焦化廢水熱解系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)爐干法除塵裝置、焦化廢水輸送裝置和熱解控制裝置。轉(zhuǎn)爐干法除塵裝置包括蒸發(fā)冷卻器2、煤氣冷卻器3，蒸發(fā)冷卻器2的入口與所述煉鋼轉(zhuǎn)爐1連通，所謂干法除塵是指煉鋼轉(zhuǎn)爐1中產(chǎn)生的高溫煙氣進入汽化冷卻煙道間接冷卻之后，再用蒸發(fā)冷卻器2直接進行冷卻，直接冷卻的方式為通過蒸發(fā)冷卻器2向高溫煙氣噴入霧化水冷卻與初步除灰，蒸發(fā)冷卻器2的出口與煤氣冷卻器3的入口連通，冷卻后的煙氣再進行細灰除塵，合格的煤氣經(jīng)進一步冷卻之后進入回收系統(tǒng)，不合格的煤氣經(jīng)放散塔點火放散。圖1中的黑色箭頭大方向即可代表高溫煙氣的流動方向。轉(zhuǎn)爐干法除塵裝置還包括提供直接冷卻的霧化水來源的配水管路4和蒸汽管路5，其中配水管路中通入的是新水，即符合工業(yè)用水標準的水。配水管路4和蒸汽管路5均與蒸發(fā)冷卻器2連通，實際中常常是將新水和蒸汽先在水汽混合通道混合后，再通向蒸發(fā)冷卻器2中。蒸發(fā)冷卻器2內(nèi)設置有霧化噴嘴，霧化噴嘴與所述配水管路和廢水輸送管路均連通，實現(xiàn)霧化功能。

焦化廢水輸送裝置包括焦化廢水儲存池6和廢水輸送管路7，所述廢水輸送管路7的出水口與所述蒸發(fā)冷卻器2連通，所述廢水輸送管道7的進水口與所述焦化廢水儲存池6連通。焦化廢水時來自焦化廠輸送來的蒸氨廢水，輸送到煉鋼廠后，先儲存在焦化廢水儲存池6中，再從廢水輸送通道中進入蒸發(fā)冷卻器2中，代替新水與蒸汽混合對流動的高溫煙氣進行冷卻，焦化廢水冷卻高溫煙氣的過程也是焦化廢水被催化熱解的過程，可見，利用本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)熱解焦化廢水不需要額外增加設備，大大節(jié)約了成本。

因為煉鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生熱氣流的熱焓是不確定的，為了使得高溫煙氣能夠降低到設定的溫度，也可以說，為了使得焦化廢水被熱解催化的更加充分，需要對通入焦化廢水的速率加以控制。為了實現(xiàn)這個目的，如圖1所示，蒸發(fā)冷卻器2的入口處設置有第一溫度檢測器8，用于檢測進入蒸發(fā)冷卻器時的煙氣的溫度。蒸發(fā)冷卻器的出口處設置有第二溫度檢測器9，用于檢測經(jīng)過蒸發(fā)冷卻器后的高溫煙氣的溫度。蒸汽管路上設置有第一切斷閥10、所述配水管路上設置有第二切斷閥11、所述廢水輸送管路上設置有第三切斷閥12；具體的控制過程如下：

總體上是從使用新水冷卻——使用焦化廢水冷卻——使用新水的過程，即經(jīng)歷兩次切換過程。請結(jié)合參考圖2，圖2為本發(fā)明實施例提供的熱解控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。熱解控制裝置包括水路切換控制單元13，用于控制完成上述兩次切換過程。還包括與水路切換控制單元13電連接的第一溫度檢測器控制單元14、第二溫度檢測器控制單元15、第二切斷閥11和第三切斷閥12。

在轉(zhuǎn)爐煉鋼的初期，冶煉開始后即打開第一和第二切斷閥，采用新水配水模式與蒸汽混合后對高溫煙氣進行冷卻，當?shù)谝粶囟葯z測器檢測到煙氣溫度降到800-1000℃，水路切換控制單元13接收到來自第一溫度檢測器8控制器發(fā)送的蒸發(fā)冷卻器2煙氣的入口溫度后，且冶煉超過三分鐘后，發(fā)出切換水路的命令，使得第二切斷閥11關閉，第三切斷閥12開啟，采用焦化廢水配水模式與蒸汽混合對高溫煙氣進行冷卻。第二溫度檢測器9檢測蒸發(fā)冷卻器2出口處的煙氣溫度，達到250-270℃，且使用焦化廢水配水模式8分鐘后，水路切換控制單元接到來自第二溫度檢測器9控制器發(fā)送的蒸發(fā)冷卻器2煙氣的出口溫度，再次發(fā)出切換水路的命令，使得第三切斷閥12關閉，第二切斷閥11開啟。可見，本發(fā)明提供的利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)，將為煉鋼廠節(jié)能減排，適應企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障，目前該系統(tǒng)已經(jīng)在在山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司型鋼煉鋼廠3#轉(zhuǎn)爐實驗，并在1-4#轉(zhuǎn)爐成功投入運行。系統(tǒng)使用西門子S7-400可編程控制器，配以相應的控制調(diào)節(jié)程序和用戶交互可視畫面及相應的網(wǎng)絡軟硬件設施，充分滿足煉鋼廠對焦化廢水熱解自動控制的目標。該自動化控制系統(tǒng)采用西門子S7-400可編程控制器構(gòu)成基礎自動化系統(tǒng)，上位機使用4個轉(zhuǎn)爐已存在的主控制室電腦，采用Wincc6.2監(jiān)控軟件作為圖形界面，組成計算機化的操作臺,實現(xiàn)人機通訊。PLC與工作站之間通過以太網(wǎng)進行信息通訊。本控制系統(tǒng)使用西門子S7-400可編程控制器加IM153遠程站，。每個遠程站配有I/O導軌插槽、背板、SM-300模板等自動化設備。遠程站與PLC主站之間通過OLM、IM153接口模板通過光纜進行通訊，上位機和plc之間通過以太網(wǎng)通訊。共計4套S7-400加4個遠程站。為了提高系統(tǒng)可靠性，降低維護風險，遠程站采用有源總線模板，實現(xiàn)熱插拔功能。上位機采用Dell主流配置，顯示器采用PHILIPS 22寸1024X768。共有4套S7-400PLC接入到工業(yè)以太網(wǎng)中，網(wǎng)絡采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，對應的4臺上位機位于不同的主控室并通過交換機接入環(huán)形網(wǎng)絡。上位機采用IP地址，PLC采用MAC地址進行通訊。PLC之間只進行了物理網(wǎng)絡連接，沒有實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換屬于獨立系統(tǒng)。1臺上位機可以通過建立不同項目通過以太網(wǎng)實現(xiàn)四套控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控。環(huán)形網(wǎng)絡采用冗余設計，防止斷網(wǎng)導致網(wǎng)絡癱瘓。

焦化廢水噴水控制系統(tǒng)在原系統(tǒng)西門子S7-400可編程控制器上增加IM153遠程站。每個遠程站配有I/O導軌插槽、背板、SM-300模板等自動化設備。遠程站與PLC主站之間通過OLM、IM153接口模板通過光纜進行通訊，上位機和PLC之間通過以太網(wǎng)通訊。煉鋼廠有4座轉(zhuǎn)爐，每座轉(zhuǎn)爐現(xiàn)有1套S7-400主PLC,每套S7-400主PLC增加1套IM153遠程站，共增加4個獨立的遠程站。

在上述技術(shù)方案的基礎上，為了提高焦化廢水的熱解效率，可以做出進一步改進，請結(jié)合參考圖3，該圖為焦化廢水儲存池的控制結(jié)構(gòu)示意圖。所述熱解控制裝置還包括設置在焦化廢水儲存池內(nèi)的液位計16和設置在廢水輸送管路上的進水通斷閥17。液位計16是用來測量焦化廢水儲存池的內(nèi)焦化廢水的液位的，液位一般不能低于2m，如果低于2m，則不能保證轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，為高溫煙氣降溫所需要熱解的焦化廢水的量，液位計將液位信息實時發(fā)送至熱解控制裝置進行數(shù)據(jù)處理，當熱解控制裝置判斷當前液位不高于2m時，向進水通斷閥17發(fā)出開啟命令，及時向廢水儲存池6內(nèi)補充焦化廢水，保證有足夠的焦化廢水能夠進入廢水輸送管路7。

在上述兩次配水模式的切換中，為了實現(xiàn)無擾動切換，在將新水配水模式切換至廢水配水模式時，將當前新水模式下的新水流量，蒸汽流量采集到，然后根據(jù)當前的新水流量、蒸汽流量控制廢水流量。具體操作中，請參考圖4，該圖示出了圖1中配水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如圖4所示，蒸汽管路5上設置有第一流量檢測器21和第一流量調(diào)節(jié)閥20、所述配水管路4上設置有第二流量檢測器19和第二流量調(diào)節(jié)閥18、所述廢水輸送管路7上設置有第三流量檢測器23和第三流量調(diào)節(jié)閥22。請結(jié)合參考圖2，所述熱解控制裝置還包括第一流量檢測器控制單元24、第二流量檢測器控制單元25、第三流量檢測器控制單元26。在將新水配水模式切換至廢水配水模式時，第二流量檢測器19檢測到當前新水模式下的新水流量，第一流量檢測器21檢測到當前蒸汽流量，熱解控制裝置中的第二溫度檢測器控制單元獲取當前的蒸發(fā)冷卻器出口處的溫度，然后第一流量檢測器控制單元24、第二流量檢測器控制單元25分別根據(jù)當前的新水流量、蒸汽流量結(jié)合當前的蒸發(fā)冷卻器出口處的溫度，來計算一直保持當前對高溫煙氣的冷卻速率下的廢水流量，然后將此廢水流量通過第三流量檢測器控制單元26反饋，以此來調(diào)節(jié)第三流量檢測器23和第三流量調(diào)節(jié)閥22。然后再持續(xù)獲取實時蒸發(fā)冷卻器出口處的溫度，以此來修正上述第三流量檢測器23和第三流量調(diào)節(jié)閥22的廢水水量，所謂修正是指用于控制廢水配水量的增加或減少達到使得煙氣溫度達到目標值250-270℃。從廢水配水模式切換回新水配水模式時的無擾動控制過程與此類似，不再贅述。

我們知道，本發(fā)明提供的一種利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)，優(yōu)勢在于不用增加新的設備成本，那么對于利用焦化廢水冷卻后的煙氣轉(zhuǎn)換為煤氣的合格率也是很重要的，轉(zhuǎn)爐干法除塵裝置還包括設置在蒸發(fā)冷卻器2和煤氣冷卻器3之間的靜電除塵器27，作用是對煙氣進行細灰除塵。轉(zhuǎn)爐干法除塵裝置還包括與所述靜電除塵器連接的牽引風機，熱解控制裝置還包括牽引風機風量控制單元。牽引風機在轉(zhuǎn)爐煉鋼初期開啟，能夠加快將煙氣從轉(zhuǎn)爐中牽引至煤氣冷卻器的速度，在這種具有牽引風機的情況下，第一溫度檢測器和第二溫度檢測器檢測的溫度目標值不變，但是無論是新水配水模式還是廢水配水模式下，消耗的水的流量有所變化，所以可以將牽引風機決定的靜電除塵器出口風量也作為無擾動切換的參數(shù)，與第二溫度檢測值、第一流量檢測值、第二/第三流量檢測值共同修訂當前水路的流量。

在本發(fā)明提供的利用煉鋼轉(zhuǎn)爐熱解處理焦化廢水的系統(tǒng)，所述煤氣冷卻器出口處與煤氣管道和冷媒水輸送管道均連通，所述冷媒水輸送管道通向所述焦化廢水儲存池。所謂冷媒水管道是指經(jīng)過煤氣冷卻器冷卻后的蒸汽冷凝水、新水冷凝水或焦化廢水冷凝水所形成的管道，合格的煤氣經(jīng)過煤氣管道收集，上述冷凝水也經(jīng)過收集后可以實現(xiàn)循環(huán)使用，這樣使得焦化廢水能夠?qū)崿F(xiàn)零排放，有利于實現(xiàn)企業(yè)的環(huán)保目標。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。