Flokkulantin käyttö sähköuunin kuonanrakeistusvedessä

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin kuonanpuhdistuksessa käytettävän sähköuunin kuonanrakeistusveden kiintoaineen laskeuttamista flokkulantilla. Osa rakeistuksessa syntyvistä kuonapartikkeleista kulkeutuu rakeistusveden mukana alempiin laskeutusaltaisiin täyttäen ne vähitellen partikkeleista syntyvällä lietteellä. Rakeistusvesi kiertää laskeutusaltailla ensin kahden pienemmän, helposti erotettavan ja puhdistettavan altaan kautta. Näiden kahden altaan jälkeen vesi kiertää ison altaan kautta. Isossa altaassa veden virtausnopeus laskee huomattavasti ja sinne laskeutuu paljon hienojakoisia partikkeleja. Ison altaan tyhjennystä ei voida käytännössä tehdä muulloin kuin pitempien tuotantokatkojen yhteydessä. Altaan täyttyessä lietteestä, kiintoaineen laskeutumista ei enää tapahdu ja rakeistusveden kiintoainepitoisuus alkaa nousta. Tämä aiheuttaa ongelmia jäähdytystorneilla, kiintoaineen tukkiessa kennostoja ja suutinputkia. Työn tavoitteena oli tehostaa erityisesti pienimpien partikkelien laskeutumista kahteen ensimmäiseen altaaseen ja siten vähentää isompaan altaaseen kulkeutuvan kiintoaineen määrää. Työssä käytetty flokkulantti valittiin kemikaalitoimittajan (SNF) edustajan tekemien laskeutuskokeiden perusteella. Flokkulantin vaikutus selvitettiin rakeistuksen aikana otetuilla näytteillä, joista analysoitiin kiintoainepitoisuus. Lähtötilanteen selvittämiseksi otettiin vertailunäytteet vastaavista paikoista ilman flokkulanttia. Flokkulantin annostelussa käytettiin erisuuruisia annosteluja riittävän annostelun selvittämiseksi. Työssä otettujen analyysien perusteella flokkulanttilisäyksellä saavutettiin selkeä muutos kiintoaineen laskeutumisessa. Flokkulanttia käytettäessä 96 – 99 % kiintoaineesta saadaan laskeutumaan ensimmäiseen altaaseen, kun vastaava tulos ilman flokkulanttia on 62 – 83 %. Flokkulantin annostelumäärällä on merkitystä tulokseen ja paras laskeutuminen saavutettiin käytettäessä korkeinta, 2,6 g/m3 flokkulantin annostelua. Opinnäytetyössä saatujen tulosten perusteella otettiin kantaa myös flokkulantin annostelulaitteen hankintaan. Laitteistolle on helposti järjestettävissä sijoituspaikka ja annostelu voidaan toteuttaa suhteellisen pienillä investoinneilla. Työssä tarkasteltiin myös muiden tekijöiden vaikutusta rakeistusveden mukana kulkevan kiintoaineen määrään. Vaikuttaviksi tekijöiksi havaittiin laskettavan kuonan lämpötila ja magnesiumoksidin (MgO) määrä, vesi-sulasuhteen muutos sähköuuninvajautuessa laskun aikana sekä veden virtaukseen laskeutusaltailla liittyvät ongelmat.

The purpose of this thesis was to examine flotation and settling of solid particles in electric furnace’s slag granulation water. Some of granulated slag particles drift to the lower settling pools among the granulation water and settle there filling them. Granulation water circulates first to two smaller pools that are easily separated and cleaned. After these two pools water circulates to the bigger pool. In this pool the flow rate of water decreases significantly and therefore lot of fine particles can settle there. Cleaning of this pool is practically possible only during longer maintenance breaks. After the pool fills with sludge, settling will no longer happen and solid content of granulation water rises. This causes problems in cooling towers, where solids block up cooling cells and nozzle tubes. Aim of this work was especially to enhance the settling of smallest particles in first two pools and thereby decrease the amount of solids that settles to bigger pool. Flocculant used in this work was defined in tests made by consultant of the supplier. The influence of flocculant was discovered by samples that were taken during granu-lation. The solid content of these samples were analyzed in laboratory. Same sample procedure was repeated to discover the normal situation where no flocculant is added. Various dosages of flocculant were used to find out the proper amount. Based on analysis taken during this work, there significant improvement was found of settling by adding flocculant. By using flocculant 96 % to 99 % of solids settle to the first pool. Without flocculant the result is between 62 – 83 %. Amount of floc-culant dosage effected to the settling and best result was achieved with the highest 2,6 g/m3 dosage. Based on the results of this thesis there was also taken proposal about purchasing au-tomated flocculant dosing equipment. It’s easy to find a location for this equipment and the dosage can be arranged with relatively small investment. This thesis considers also other factors that affect to the amount of slag particles in granulation water. Other factors that were discovered are slag temperature, amount on magnesiumoxide (MgO), change in water/slag-ratio due to decrease of slag level in electric furnace during slag tapping and problems related to water flow in settling pools.