[科普中国]-直接冷却水

简介

所谓直接冷却是指被冷却的介质或部件直接与冷却水接触，常常用于无法用间接冷却的固状物冷却，或用于同时需要冷却和净化的气体冷却。如冶金系统对轧辊、钢材、钢板等的冷却，焦化厂对煤气的冷却等，都需要采用直接冷却水方式对冷却对象进行冷却。

直接冷却水特点（1）冷却固体和气体的效果好、固状物和气态物质一般不溶于水，采用直接冷却方式的冷却效果最好。

（2）冷却工艺简单，不需要使用水冷器。

（3）水质被污染。直接冷却水与工艺介质直接接触，因而受工艺介质的影响，冷却水中杂质浓度较高，水质常常被污染。

（4）水质要求特殊。冷却水水质直接影响被冷却介质的质量，因而，对冷却水有特殊要求，使用的水处理剂应考虑是否影响被冷却介质的产品质量。1

直接冷却水处理工艺直接冷却水的处理工艺包括水质稳定、沉淀、过滤等。如图所示。

由于冷却水直接与被冷却介质接触，使冷却水水质的性质发生变化，结垢性和腐蚀性增加。因此，常常需要加入阻垢缓蚀剂，使水质得到稳定，减轻在喷嘴等部位和被冷却介质上结垢，以及冷却水系统设备的腐蚀。

直接冷却水在冷却过程中，大量的杂质进入冷却水中，需要冷却水进行沉淀处理，将大部分沉积物除去，使冷却水水质能够满足被冷却介质的要求。在沉淀处理时，常常投入絮凝剂，使得处理效果和沉淀速度加快。

经沉淀处理的冷却水中仍然含有一定量的悬浮物，采用过滤方法将水中的悬浮物进一步除去，使冷却水水质满足工艺要求。1

直接冷却水循环系统1.主要用水设备轧钢浊环水用水有轧辊冷却、辊道冷却、高压除鳞、加热炉水封槽等用水和冲氧化铁皮水用水。喷嘴是轧钢浊环水最主要的用水设备。轧钢喷嘴示意图如图所示。

2.水处理工艺

含氧化铁皮和油的水回到旋流沉淀池除去大颗粒氧化铁皮后，一部分用泵提升后供冲氧化铁皮水用水，另一部分用泵提升后送往二次沉淀池去除水中微细氧化铁皮和油后流到热水池，经一组加压泵上塔冷却后回到冷水池循环使用。污泥由一组泥浆泵送往泥浆处理系统处理。下图所示为轧钢浊环水处理工艺流程。2

3.轧钢浊环水处理要点

轧机在轧制过程中的直接冷却水含有大量的氧化铁皮、润滑油和油脂，油和脂主要是液压元件油缸的泄漏和检修渗漏。水中油含量与轧机设备运行状况和管理水平有关。从国内各个钢铁厂实际情况看，轧钢浊环水普遍存在油含量高的现象。氧化铁微细颗粒、粉尘、油在运行中形成油泥，其危害：一是极易堵塞喷嘴、过滤器；二是促进菌藻的繁殖，加快黏泥的形成。因此，氧化铁皮和油的去除成为轧钢浊环水处理的主要任务。

水中氧化铁皮粒径在1.0mm以上的约占50%，0.1～1.0mm的约占40%～50%。因此，颗粒较大的氧化铁皮具有很好的沉淀性能，国内大多数企业轧钢浊环水大颗粒（粒径大于60μm）的氧化铁皮的去除都采用下旋式旋流沉淀池，沉淀池出水悬浮物一般在100mg/L左右。旋流沉淀池内的氧化铁皮用抓斗抓出放在氧化铁皮渣池进行脱水，经脱水后的氧化铁皮用抓斗抓出后外运回用。

在二次沉淀池应絮凝沉淀以去除微细氧化铁和油，投加药剂有聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。此外，还应定期投加杀菌灭藻剂，避免菌藻滋生。为了避免用水设备结垢还应投加阻垢缓蚀剂，按循环水量投加。

二次沉淀设施无论采用平流沉淀池和斜板沉淀池，油和微细悬浮物的絮凝不可缺少，只有去除水中微细颗粒和油，才能确保减少故障的发生。实践证明，采用絮凝沉淀技术处理含油污水，同时考虑浮油的去除和杀菌灭藻，水中悬浮物可小于30mg/L、油小于10mg/L，其出水完全满足生产的需要，可以不用或少用过滤这一单元技术。许多钢铁厂采用过滤这一单元，无论采用多介质滤料，还是核桃壳滤料，如果絮凝沉淀做不好，都会出现故障。采用石英砂滤料会造成板结，致使过滤器无法运行，不得停下来更换滤料；采用核桃壳滤料尽管由于搅拌器的作用滤料不板结，但由于搅拌磨蚀，滤料粒径变小，过滤器跑料现象发生，滤料跑到系统中堵塞管道过滤器和喷嘴，造成停产。二次沉淀池排出的泥浆，经浓缩、调制、脱水后回用。污泥脱水可采用板框压滤机和带式压滤机。由于轧钢污泥中含有油类物质，采用污泥脱水设备进行脱水时，滤布容易被堵塞，影响设备正常进行。采用板框压滤机可在含油污泥中投加熟石灰改善污泥的脱水性能，以利于板框压滤柳脱水；采用带式压滤机在含油污泥中投加熟石灰的同时，还在带式压滤机的进泥管道中搜加聚丙烯酰胺。

稀土磁盘机近年来在轧钢废水中应用，尽管其占地面积小，但如果废水中乳化油含量高和非磁性物质少，出水效果不好，轧钢废水中受工艺和操作制度影响，水中含有非磁性的氧化铁。采用稀土磁盘机处理轧钢废水，关键要做好浮油的去除和水中悬浮物质的絮凝，只有使油类、非磁性粉尘、四氧化三铁等微粒形成密实的絮体才能在稀土磁盘机磁盘上吸附。稀土磁盘机和磁力压榨机配合使用，被刮泥板刮下的污泥进入磁力压榨机进行脱水。2