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酸再生濃縮酸管道堿沖洗技術(shù)改造論文
摘要：唐鋼冷軋薄板廠鹽酸再生項目引進(jìn)的是美國ISSI公司的鹽酸再生技術(shù)。在唐鋼目前的生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)在直接處理廢酸液的條件下，濃縮酸濃度在正常工藝操作時較高，管道容易結(jié)晶，針對此現(xiàn)象在現(xiàn)有工藝設(shè)備基礎(chǔ)上增加堿液循環(huán)系統(tǒng)，有效提高機(jī)組運(yùn)行作業(yè)率。
關(guān)鍵詞：鹽酸再生;濃縮酸;堿液循環(huán)系統(tǒng)
中圖分類號：TQ12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-0118(2010) -06-0108-01
一、前言
我國是世界第一產(chǎn)鋼大國，全國擁有無數(shù)個帶鋼，鋼管，鋼絲廠等各種各樣金屬加工企業(yè)，這些企業(yè)的產(chǎn)品在深加工過程中都需要對其表面進(jìn)行酸洗除銹處理來去除銹蝕�，F(xiàn)階段鋼鐵酸洗常用的酸洗液為鹽酸，但酸洗鹽酸廢液按國家環(huán)保要求是不能直接排放的。為了保護(hù)環(huán)境，節(jié)約及合理利用資源，國內(nèi)外學(xué)者長期以來進(jìn)行了大量的研究和探索，提出了不同類型的處理和回收方法及技術(shù)，取得了較好的應(yīng)用效果。
在過去的三十年期間，只有現(xiàn)代的噴霧焙燒法( Spray roasting process)和傳統(tǒng)的流化床法(Fluidized bed process)的再生裝置被證明在鋼鐵工業(yè)范圍內(nèi)是有效可行的，它不但解決了鹽酸酸洗后廢酸液的環(huán)保問題，而且鹽酸的回收率達(dá)到了99.5%以上，為鋼鐵企業(yè)節(jié)約了大量的能源并降低了生產(chǎn)成本。
二、酸再生(ARP)工藝概述及工藝流程
(一)酸再生的工藝概述
鹽酸再生即廢鹽酸溶液的回收，是酸洗過程的逆反應(yīng)。鹽酸再生的主要方法有魯奇法即流化床工藝和魯茲納法即噴霧焙燒工藝。唐鋼冷軋薄板廠鹽酸再生項目引進(jìn)的是美國ISSI公司的鹽酸再生技術(shù)。該項目分為兩部分：一是用化學(xué)方法脫硅，脫硅能力14000L，h;=是用噴霧焙燒法進(jìn)行鹽酸廢液的熱分解而生成再生鹽酸及氧化鐵粉，設(shè)計2套能力分別為7500L/h的鹽酸再生廠進(jìn)行脫硅酸液(PIL)的再生處理。其工藝路線較靈活，既可以處理經(jīng)過脫硅的PIL液體，又可以直接處理來自酸洗線的WPL。它的建成投產(chǎn)為冷軋工程酸洗線生產(chǎn)順行奠定堅實的基礎(chǔ)，確保為酸洗線提供合格的再生鹽酸，同時生產(chǎn)出大量高附加值的氧化鐵粉。噴霧焙燒法是利用FeCl2在高溫、有充足水蒸氣和適量的空氣的條件下能定量水解的特性，在焙燒爐中直接將FeCl：轉(zhuǎn)化為鹽酸和Fe203，反應(yīng)生成的和從廢酸里蒸發(fā)出來的HC1氣體被水吸收得到再生酸。概括地說它是將廢液的加熱、脫水、亞鐵鹽的氧化和水解、氯化氫氣體的收集及吸收成鹽酸有機(jī)地結(jié)合在一個系統(tǒng)內(nèi)一并完成。這種封閉循環(huán)系統(tǒng)不污染環(huán)境并具有處理能力大、設(shè)施緊湊、資源回收率高(可達(dá)98%-99%)、再生酸濃度高、酸中含F(xiàn)en少、氧化鐵品位高(可達(dá)98%左右)及應(yīng)用廣等特點。
(二)酸再生的工藝流程
脫硅后的凈化廢酸液從罐區(qū)的PIL儲罐經(jīng)過濾送入預(yù)濃縮器底部，一個分流由預(yù)濃縮器循環(huán)泵將濃縮酸液(CIL)在預(yù)濃縮器內(nèi)循環(huán)，與焙燒爐產(chǎn)生的高溫氣體進(jìn)行熱交換。另一個分流由濃縮酸泵將濃縮酸霧化噴入焙燒爐頂部，在反應(yīng)爐高溫狀態(tài)下，F(xiàn)eCl：與Hz0、0：發(fā)生化學(xué)熱分解反應(yīng)，生成Fe20，和HC1氣體。高溫爐氣離開焙燒爐，再進(jìn)入預(yù)濃縮器進(jìn)行進(jìn)一步凈化和冷卻，以除去氣體中攜帶的大部分Fez0，，同時降低爐氣的溫度。
經(jīng)過冷卻的氣體進(jìn)入吸收塔，與吸收塔噴入的漂洗水逆流接觸，使再生酸濃度達(dá)到18%回到再生酸貯罐，補(bǔ)充到酸洗線使用。經(jīng)過吸收塔的廢氣再進(jìn)入1撐、2}}洗滌塔噴水進(jìn)一步除去廢氣中的HC1，經(jīng)洗滌塔后通過主引風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排入大氣。焙燒爐產(chǎn)生的Fe：0，落入焙燒爐底部，經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥、破碎機(jī)、熱螺旋輸送機(jī)通過Fe：0，輸送管道進(jìn)入鐵粉料倉;廢氣經(jīng)布袋除塵器凈化后排入大氣。Fez0，經(jīng)加熱脫氯處理后包裝，可作為理想的生產(chǎn)磁性材料或顏料的原料。因此Fez0，是酸再生又一重要的高附加值的產(chǎn)品。
三、濃縮酸管道結(jié)晶的原因分析
經(jīng)過幾年的使用，發(fā)現(xiàn)在直接處理廢酸液的條件下，由于氣候條件以及酸液成分變化等的影響，尤其是當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備事故的情況造成系統(tǒng)驟停的情況下，導(dǎo)致濃縮酸循環(huán)管路急劇降溫，濃縮酸濃度在正常工藝操作時較高，如果操作人員沒有及時排空管路中的濃縮酸液就會造成結(jié)晶狀況，系統(tǒng)重新啟動以后結(jié)晶狀顆粒很難再溶入到酸液中，另外管道老化等因素造成內(nèi)壁失去原有的光滑度極易引起更嚴(yán)重的結(jié)晶。而在操作方面就需要操作人員頻繁清洗噴嘴，增大工作強(qiáng)度降低系統(tǒng)運(yùn)行效率。通過化驗分析，查明了濃縮酸管路的結(jié)晶物是以硅酸鹽為主的雜質(zhì)沉積在管道內(nèi)壁上造成了管徑變細(xì)，鑒于上述狀況，我們采用了拆解管道使用熱堿液(5%-10%的氫氧化鈉)浸泡清洗的方法。將所有濃縮酸管道利用停車檢修時間全部拆掉，統(tǒng)一放進(jìn)通有蒸汽加熱的蒸煮池中，清洗完成后再把管道重新安裝。
四、增加在線堿洗循環(huán)系統(tǒng)的效果驗證
結(jié)合我廠酸再生工藝特點，在現(xiàn)有罐區(qū)基礎(chǔ)上增加堿液循環(huán)系統(tǒng)，將配置好濃度的堿液通過管道泵入到預(yù)濃縮器中，以酸再生機(jī)組負(fù)壓風(fēng)機(jī)為爐氣流動提供動力，利用焙燒爐預(yù)熱爐氣，爐氣與堿液進(jìn)行熱交換，再通過CPL喂料泵打到噴槍噴灑(此過程不要求焙燒爐處于水操作)，噴灑出的堿沖洗液噴入噴槍試噴池中，再經(jīng)過過濾沉淀流回罐區(qū)的堿液儲存罐以備循環(huán)使用。
通過改進(jìn)清洗方式可以分析比較得出以下結(jié)論：
(一)節(jié)省人力物力。利用在線堿液沖洗的方法可以在不停爐的情況下清洗整個酸循環(huán)管路，有效的縮短了清洗管道結(jié)晶的時間，同時能夠確保清洗質(zhì)量。管道沖洗完以后可以直接按操作規(guī)程進(jìn)行操作，不用再進(jìn)行打壓試驗。
(二)清洗效率高。使用以前的方法每次都要將系統(tǒng)從生產(chǎn)條件下轉(zhuǎn)為水操作再降溫停爐這樣的過程，而這個過程需要至少8個小時，管道清洗又需要10-20個小時，再重新安裝以及點火升溫直到系統(tǒng)達(dá)到正常生產(chǎn)所需要條件仍然需要10-20個小時，增加在線堿洗循環(huán)系統(tǒng)以后大大減少啟停車時間，提高機(jī)組運(yùn)行作業(yè)率。
(三)降低了操作難度。原來清洗管道要求操作人員將系統(tǒng)停下來直到現(xiàn)場條件達(dá)到允許的工作條件才可以讓檢修維護(hù)人員進(jìn)行拆裝，人工清洗的操作水平?jīng)]有檢驗方法，另外在拆裝過程中有高空作業(yè)，可能造成人員傷害。使用這種方法以后只需要系統(tǒng)運(yùn)行操作人員將酸操作轉(zhuǎn)為水操作然后再轉(zhuǎn)換為堿液沖洗循環(huán)模式，可以實現(xiàn)程序控制。
五、結(jié)語
通過實行這種方法能夠使唐鋼冷軋薄板廠酸再生機(jī)組更大的發(fā)揮節(jié)能環(huán)保要求，有效提高了酸再生機(jī)組的操作效率，廢酸的回收率，提高氧化鐵粉質(zhì)量，增加漂洗水的消耗量，減少含酸廢水外排，降低新酸消耗和運(yùn)行成本。為我廠乃至公司的環(huán)保和節(jié)能減排工作、為循環(huán)經(jīng)濟(jì)地更好發(fā)展做出最大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]傅作寶，冷軋薄鋼板生產(chǎn)[M].冶金工業(yè)出版社，2005
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