酸再生爐頂噴槍系統(tǒng)技術(shù)改造

卞靜

摘要：唐鋼冷軋鹽酸再生項目引進的是美國ISSI公司的鹽酸再生技術(shù)。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，爐頂噴灑系統(tǒng)容易結(jié)晶堵塞，針對此現(xiàn)象，在現(xiàn)有工藝設備基礎上對爐頂噴槍系統(tǒng)進行技術(shù)改造，有效提高機組運行作業(yè)率。

關(guān)鍵詞：酸再生；噴槍系統(tǒng)；反沖洗

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行酸洗除銹處理來除銹蝕。現(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。為了保護環(huán)境，節(jié)約及合理利用資源，國內(nèi)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(shù)，取得了較好的應用效果。

1.酸再生（ARP）工藝概述及工藝流程

1.1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。唐鋼冷軋鹽酸再生項目引進的是美國ISSI公司的鹽酸再生技術(shù)。該項目分為兩部分，一是用化學方法脫硅，脫硅能力14000L/h；二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(jīng)過脫硅的酸液（PIL），又可以直接處理來自酸洗線的廢酸液（WPL）。它的建成投產(chǎn)將為冷軋工程酸洗線生產(chǎn)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(chǎn)出大量高附加值的氧化鐵粉。

1.2酸再生的工藝流程

酸再生的工藝流程見圖1：

由圖1可見，脫硅后的凈化廢酸液從罐區(qū)的PIL儲罐經(jīng)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(nèi)循環(huán)，與焙燒爐產(chǎn)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，氯化亞鐵與水、氧氣發(fā)生化學熱分解反應，生成氧化鐵粉和鹽酸氣體。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氧化鐵粉，同時降低爐氣的溫度。

經(jīng)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(jīng)過吸收塔的廢氣再進入1#、2#洗滌塔噴水進一步除去廢氣中的鹽酸，經(jīng)洗滌塔后通過主引風機經(jīng)煙囪排入大氣。焙燒爐產(chǎn)生的氧化鐵粉落入焙燒爐底部，經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥、破碎機、熱螺旋輸送機通過氧化鐵粉輸送管道進入鐵粉料倉，廢氣經(jīng)布袋除塵器凈化后排入大氣。氧化鐵粉經(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。

2.爐頂噴灑系統(tǒng)結(jié)晶的原因分析

經(jīng)過幾年的生產(chǎn)，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影響，尤其出現(xiàn)設備事故造成系統(tǒng)驟停或長時間停車的情況下，由于酸再生爐頂整套噴灑系統(tǒng)（包括鋼襯管道、內(nèi)襯四氟金屬軟管、鈦合金噴槍等）內(nèi)部熱酸液未經(jīng)沖洗稀釋，會依附于噴灑系統(tǒng)內(nèi)壁，迅速干涸并結(jié)晶凝固，導致管道內(nèi)部通徑變小甚至堵塞。系統(tǒng)重新啟動后結(jié)晶狀顆粒很難再溶入到酸液中，結(jié)晶堵塞噴槍噴嘴，導致爐頂溫度飆升，燒壞噴嘴。通過化驗分析，濃縮酸管路內(nèi)部的結(jié)晶物是以硅酸鹽為主的雜質(zhì)沉積，酸液結(jié)晶成為影響酸再生正常生產(chǎn)的頭等難題。同時酸再生每班需要定期更換噴嘴，由于噴槍槍口內(nèi)部細小狹長，結(jié)晶物會大量堆積在槍口造成嚴重堵塞無法生產(chǎn)。因此必須將噴槍逐一拆下，使用細長鐵棒深入槍管內(nèi)部進行反復摩擦疏通，待完全通暢后再重新安裝噴槍進行使用。酸再生爐頂經(jīng)常因噴槍系統(tǒng)備件損壞帶來次生災害導致附屬備件損壞并污染環(huán)境。由此可見，要使酸再生生產(chǎn)效率和備件利用率最大化，酸再生爐頂噴槍沖洗系統(tǒng)的改造至關(guān)重要且勢在必行。

3.爐頂噴槍沖洗系統(tǒng)改造的效果驗證

結(jié)合我廠酸再生生產(chǎn)特點，在冷卻循環(huán)水回流管道上并入一條通往酸再生兩套系統(tǒng)爐頂?shù)墓艿溃艿涝跔t頂處分支分別通往兩套系統(tǒng)噴槍系統(tǒng)，并分別設置閥門和止回閥，然后利用金屬軟管分別接入噴槍系統(tǒng)鋼襯管道立管排放，如需要對噴槍進行反沖洗，只需關(guān)閉立管閥門，打開沖洗閥門即可對噴槍進行沖洗。

通過改造可以分析比較得出以下結(jié)論：

3.1有效減少噴灑系統(tǒng)結(jié)晶。利用冷卻循環(huán)水回水的溫度，使得噴槍系統(tǒng)內(nèi)結(jié)晶物在較高溫度的水里更容易溶解，極大的提高了沖洗效果和效率；

3.2降低了操作難度。原來沖洗噴槍要求檢修人員將噴槍逐一拆下，使用細長鐵棒深入槍管內(nèi)部進行反復摩擦疏通，待完全通暢后再重新安裝上去進行使用。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。改造后極大的降低了沖洗工藝操作難度，且無任何設備和安全隱患；

3.3清洗效率高。使用以前的方法，酸再生每套系統(tǒng)每月處理槍管堵塞所需要花費的時間大約為16小時，改造后堵塞的頻率從原來的每月4～5次降低為目前的每月1～2次，且每次堵塞時間大大降低，極大的提高了生產(chǎn)效率；

3.4節(jié)約成本，保護環(huán)境。節(jié)省了由于噴灑系統(tǒng)堵塞造成酸再生大量的煤氣、電力、介質(zhì)等各種能源損失。避免了因為爐頂噴槍系統(tǒng)設備損壞致使酸發(fā)生泄露造成的次生災害和對周圍環(huán)境的污染。

4.結(jié)語

通過實行這種方法能夠使唐鋼冷軋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(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(chǎn).冶金工業(yè)出版社. 2005.