水環式真空泵工作水循環利用

彭德安

大冶有色金屬有限責任公司稀貴金屬廠 湖北黃石市

一、概述

稀貴金屬廠硫酸鎳車間，利用電解脫銅后液生產結晶硫酸鎳，生產工藝是把電解脫銅后液灌入反應釜中，向反應釜夾套通蒸汽，將脫銅后液灌濃縮，濃縮過程中反應釜內產生含酸霧蒸汽，酸霧蒸汽通過板式換熱器冷卻系統生成冷凝水，濃縮過程中產生的濃縮液灌入冷凍結晶槽，濃縮液在制冷鹽水機組作用下冷凍結晶，生成結晶混合物，結晶混合物通過壓濾機壓濾，產生的濾渣即是結晶硫酸鎳產品，該產品年產結晶硫酸鎳2000多噸,生產工藝流程見圖1。濃縮反應產生的含酸蒸汽，由真空換熱系統換熱生成冷凝水富集回收，再返回到銅電解重復利用。真空換熱系統的水環真空泵，每天外排大量工作水，既浪費又污染環境。如果外排水能循環利用，則可減少水排放，降低生產成本。

二、存在問題

（1）真空換熱系統由7臺BK0.8B型板式換熱器及8臺HTB-SK-80型真空泵等設備組成。真空泵是水環式的，需要工作水35L/min·臺，耗水量大，7臺真空泵（開7備1）每天共需要工作水350多噸，沒有循環利用，全部外排。

圖1 工藝流程

（2）水環式真空泵工作水的水質和溫度。正常情況下，呈弱酸性（pH值6～8），但特殊情況下，也就是在含酸性冷凝水進真空換熱系統情況下，呈酸性（pH3～4）；排水水溫夏季＞40℃，其他季節20～40℃。要求真空泵進水的水質呈弱酸性，水溫＜40℃即可。如果排水呈酸性（pH3～4），易腐蝕真空泵，導致停機；如果排水水溫＞40℃，真空度降低，影響生產。

三、解決問題的方案

為了達到水環式真空泵工作，制定了較詳細的方案（圖2），方案工作原理：水環式真空泵工作水流入回水池，通過液下泵（開1備1）抽至冷卻塔變為冷卻水，冷卻水排入高位水槽，高位槽的水（真空泵工作水）通過進水管進入真空泵，從汽水分離器排出的水（回水），通過回水管排入回水池。

圖2 水循環利用方案

為了穩定回水池水的弱酸性，在裝置中安裝一套自動中和系統（圖3），系統具備在線檢測回水池pH值功能，可根據回水池pH值自動計算投加堿液，將循環水pH值控制在6.5～8。堿量大小可直觀顯示、計量，數據記錄保存，并且控制參數根據要求隨時可以修改，可檢測循環水池液位并自動補充清水，可在線稀釋配制堿液，堿液反沉降式過濾以及在線顯示回水池水溫。

自動中和系統工作原理：當pH探桿1或2探到低位水池回水呈酸性時，電磁閥4或3（此時截止閥7開啟，截止閥5、6關閉）工作管路打開，帶壓的進水流入脈動式制動投藥機內，使堿池管與出水管聯通，堿液自動流入低位水池，達到中和的目的。

為了保養自動中和裝置，定期對其進行沖洗，工作原理是截止閥7關閉，截止閥5、6打開，脈動式制動投藥機內部管路聯通，進水在管線流動排出，達到沖洗的目的。為了使循環水溫穩定40℃以下，在高位水槽之上安裝30m3/h的冷卻塔，達到回水充分冷卻的目的。

四、方案實施過程

整個真空泵工作水循環利用系統方案的實施，從節省的原則出發，充分利用現場條件，在真空泵廠房屋頂上砼制高位水槽，利用廠房屋頂當作高位水槽的支架平臺，利用廠房不用的沉淀池作為低位水池。該系統僅新增冷卻塔1臺、液下泵2臺、自動中和裝置1套、水管、閥門等設備材料，投入的經費較少。

五、實施效果

這套真空泵工作水循環利用系統，運行安全平穩，管路通暢，操作簡易。自該系統方案，成功實施后，一是每天節水350t，降低了硫酸鎳的生產成本，提高了經濟效益；二是減少水排放，響應國家節能減排的政策要求，產生了一定的社會效益。

六、結束語

為執行國家節能減排政策，節省用水，正在實施其他生產系統真空泵工作水循環利用方案。廠老焙燒系統有HTB-SZ-125型真空泵8臺（開4備4）是全天候運行的，需要工作水70L/min·臺，每天需要工作水400多噸。由于是老系統，受生產工藝及場地條件限制，該系統真空泵工作水循環不能利用。新建焙燒系統有HTB-SZ-125型真空泵12臺，考慮新建焙燒系統的真空泵工作水是外供水，水價高，在廠職能部門的要求下，設計單位設計了真空泵工作水循環利用系統，若該系統成功實施，正常運行，每天可節水1200t。