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酸再生濃縮酸管道堿沖洗技術改造論文
摘要：唐鋼冷軋薄板廠鹽酸再生項目引進的是美國ISSI公司的鹽酸再生技術。在唐鋼目前的生產過程中，發(fā)現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，管道容易結晶，針對此現象在現有工藝設備基礎上增加堿液循環(huán)系統(tǒng)，有效提高機組運行作業(yè)率。
關鍵詞：鹽酸再生;濃縮酸;堿液循環(huán)系統(tǒng)
中圖分類號：TQ12 文獻標識碼：A 文章編號：1009-0118(2010) -06-0108-01
一、前言
我國是世界第一產鋼大國，全國擁有無數個帶鋼，鋼管，鋼絲廠等各種各樣金屬加工企業(yè)，這些企業(yè)的產品在深加工過程中都需要對其表面進行酸洗除銹處理來去除銹蝕。現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。為了保護環(huán)境，節(jié)約及合理利用資源，國內外學者長期以來進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，取得了較好的應用效果。
在過去的三十年期間，只有現代的噴霧焙燒法( 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。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的是美國ISSI公司的鹽酸再生技術。該項目分為兩部分：一是用化學方法脫硅，脫硅能力14000L，h;=是用噴霧焙燒法進行鹽酸廢液的熱分解而生成再生鹽酸及氧化鐵粉，設計2套能力分別為7500L/h的鹽酸再生廠進行脫硅酸液(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。它的建成投產為冷軋工程酸洗線生產順行奠定堅實的基礎，確保為酸洗線提供合格的再生鹽酸，同時生產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：轉化為鹽酸和Fe203，反應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地結合在一個系統(tǒng)內一并完成。這種封閉循環(huán)系統(tǒng)不污染環(huán)境并具有處理能力大、設施緊湊、資源回收率高(可達98%-99%)、再生酸濃度高、酸中含Fen少、氧化鐵品位高(可達98%左右)及應用廣等特點。
(二)酸再生的工藝流程
脫硅后的凈化廢酸液從罐區(qū)的PIL儲罐經過濾送入預濃縮器底部，一個分流由預濃縮器循環(huán)泵將濃縮酸液(CIL)在預濃縮器內循環(huán)，與焙燒爐產生的高溫氣體進行熱交換。另一個分流由濃縮酸泵將濃縮酸霧化噴入焙燒爐頂部，在反應爐高溫狀態(tài)下，FeCl：與Hz0、0：發(fā)生化學熱分解反應，生成Fe20，和HC1氣體。高溫爐氣離開焙燒爐，再進入預濃縮器進行進一步凈化和冷卻，以除去氣體中攜帶的大部分Fez0，，同時降低爐氣的溫度。
經過冷卻的氣體進入吸收塔，與吸收塔噴入的漂洗水逆流接觸，使再生酸濃度達到18%回到再生酸貯罐，補充到酸洗線使用。經過吸收塔的廢氣再進入1撐、2}}洗滌塔噴水進一步除去廢氣中的HC1，經洗滌塔后通過主引風機經煙囪排入大氣。焙燒爐產生的Fe：0，落入焙燒爐底部，經旋轉閥、破碎機、熱螺旋輸送機通過Fe：0，輸送管道進入鐵粉料倉;廢氣經布袋除塵器凈化后排入大氣。Fez0，經加熱脫氯處理后包裝，可作為理想的生產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品。
三、濃縮酸管道結晶的原因分析
經過幾年的使用，發(fā)現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，尤其是當出現設備事故的情況造成系統(tǒng)驟停的情況下，導致濃縮酸循環(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晶狀況，系統(tǒng)重新啟動以后結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壁失去原有的光滑度極易引起更嚴重的結晶。而在操作方面就需要操作人員頻繁清洗噴嘴，增大工作強度降低系統(tǒng)運行效率。通過化驗分析，查明了濃縮酸管路的結晶物是以硅酸鹽為主的雜質沉積在管道內壁上造成了管徑變細，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
結合我廠酸再生工藝特點，在現有罐區(qū)基礎上增加堿液循環(huán)系統(tǒng)，將配置好濃度的堿液通過管道泵入到預濃縮器中，以酸再生機組負壓風機為爐氣流動提供動力，利用焙燒爐預熱爐氣，爐氣與堿液進行熱交換，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。
通過改進清洗方式可以分析比較得出以下結論：
(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晶的時間，同時能夠確保清洗質量。管道沖洗完以后可以直接按操作規(guī)程進行操作，不用再進行打壓試驗。
(二)清洗效率高。使用以前的方法每次都要將系統(tǒng)從生產條件下轉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)達到正常生產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，提高機組運行作業(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)停下來直到現場條件達到允許的工作條件才可以讓檢修維護人員進行拆裝，人工清洗的操作水平沒有檢驗方法，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)運行操作人員將酸操作轉為水操作然后再轉換為堿液沖洗循環(huán)模式，可以實現程序控制。
五、結語
通過實行這種方法能夠使唐鋼冷軋薄板廠酸再生機組更大的發(fā)揮節(jié)能環(huán)保要求，有效提高了酸再生機組的操作效率，廢酸的回收率，提高氧化鐵粉質量，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)經濟地更好發(fā)展做出最大的貢獻。
參考文獻：
[1]傅作寶，冷軋薄鋼板生產[M].冶金工業(yè)出版社，2005
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