淺析冷軋不銹鋼中性鹽電解液回收工藝應用與實踐

摘 要：中性鹽電解強制性除鱗酸洗方法是采用硫酸鈉溶液作為電解質，帶鋼在運行中通過電極的作用交替變換極性來溶解氧化鐵皮中的鉻氧化物，以方便后續的除磷處理；此方法具有金屬損耗小，表面光潔度高，酸洗液循環使用等優點；隨著整體大環境下的環保壓力日益加劇，公司決定再次投用中性鹽回收系統，經過2個多月的設備恢復和調試，5月正式投入使用。但是隨后的一系列問題逐漸的暴露出來，例如壓濾泵的使用周期短、泥餅含水量大、壓濾系統的壓力達不到4bar，能源介質消耗大等等問題，曾一度困擾著設備維護人員和生產操作人員。

關鍵詞：中性鹽；回收；成本；消耗

前言

中性鹽回收系統的工作原理是將廢的電解液從中性鹽循環罐通過空壓泵排放至鉻還原罐，在罐內加入硫酸及NaHSO3來還原鉻氧化物，隨后電解液進入pH控制罐，通過加入NAOH來提高pH值并通過這種方式析出溶解在電解液中的金屬離子，通過氧化還原反應，將6價鉻轉換為3價鉻，再經壓濾機進行固液分離；通過使用NA2SO4凈化工藝，可以獲得如下優點：（1）降低在線處理溶液的金屬離子，提高工藝效率。（2）降低了電解液消耗的儲存指標。（3）大大減少電解酸洗槽罐中的淤泥。（4）大大減少了污染物質的排放，減少廢水處理成本。（5）降低中性電解液酸洗段的維護成本。（6）降低新鮮電解液的用量要求。

1 公司原有技術及存在的問題

經過對整個系統工作原理及設備結構進行分析，結合歷次問題的發生和處理現總結出一套提高中性鹽回收系統穩定生產，并通過相關參數的修改和介質的配比方法，有效的降低電解電力及H2SO4 等介質的消耗。通過該改進方法的實施，確保了設備的穩定性，降低了設備開啟的相關投入成本及生產成本。

存在的問題如下：（1）最終控制罐溶液渾濁、金屬離子含量高。（2）壓濾隔膜泵使用壽命短、修復成本高。（3）使用壓濾隔膜泵所能達到的系統壓力只有2.5bar不利于泥餅的成型且過濾量不足。（4）最終控制罐的pH值波動大，會造成系統連鎖報警停用還增加了H2SO4、NAOH的介質消耗。（5）在線循環罐到回收系統的管道，由于間歇供應原因容易堵塞。（6）NaHSO3介質的配比時間需要6小時左右，系統處于停機狀態。（7）沉淀罐的循環泵開停次數多、時間短對泵的使用壽命有影響。

2 國內外現有技術情況

經檢索，目前，國內外沒有對該類問題的綜合介紹和分析。

3 解決問題的技術方案

3.1 解決最終控制罐溶液渾濁、金屬離子含量高問題，做如下方法改進

由于中性鹽回收系統pH控制灌打入沉淀罐是從沉淀罐頂部接入，同時沉淀罐頂部又通過溢流管道聯通最終控制罐；前期生產過程中由于空壓泵揚程不夠導致壓濾機處于半投入狀態，當沉淀罐液位較滿時，那么打入該罐內的溶液則未經沉淀而直接溢流到最終控制灌，最后再直接進入電解段循環罐內，造成循環罐、槽內氫氧化物淤泥沉積，從而影響溶液活性及電解效果；我們對沉淀罐液位及離心泵（pH控制罐至沉淀罐）設置連鎖條件，當液位達到90%，該離心泵無法啟動。同時將空壓泵改為大揚程的離心泵，確保壓濾機處于正常投運狀態；以此來控制回收電解液中的金屬離子氫氧化物含量；圖1為實施前后最終控制罐內溶液清潔度對比。

3.2 解決壓濾隔膜泵的使用壽命短，隔膜易損壞且修復成本高問題，使用壓濾泵后系統壓力只有2.5bar的問題。做如下方法改進

3.2.1 查詢相關的資料并參照類似設備，對壓濾隔膜泵進行了改型。由原先的皮帶隔膜泵形式改為高揚程的離心泵。根據現場設備的實際情況制定了泵的參數：P=5KWH=50mQ=10m3/h。

3.2.2 為了防止泵改造后，離心泵沒有變頻器造成流量過大跳電或者進壓濾機流量過大回流來不及，將泵出入口的手閥進行了開口度限制開口度不大于75%（根據壓濾機出口的水流量進行調整）。

3.3 針對最終控制罐的pH值波動大，波動區間值在5.1pH-12.2pH，且能源介質消耗大。做如下改進。

3.3.1 對最終控制罐循環泵的短循環閥門進行調整，由原先根據液位進行開口度調節形式，改為固定25%開口度，防止罐內液體流動不均勻造成檢測失效。

3.3.2 關閉最終控制罐的NAOH加料閥，單獨用H2SO4進行調整pH值，H2SO4氣動閥加料的時間有原來10秒加2秒，修改2分鐘加1秒。報警區間有原來的4pH-10pH，修改5pH-8pH。

3.3.3 反應罐CRT1的pH值由原來的3.5修改為3.0。H2SO4加料時間偏差值由原先的10修改為5。反應罐CRT2的pH值由原先的11修改為現在的9.5。

3.3.4 配料罐DT2，H2SO4的濃度配置進行了調整由原先的10%調整為7%。

3.4 在線循環罐到回收系統的管道，由于間歇供應原因容易堵塞，做出如下改進

3.4.1 對回收系統管道容易堵塞問題，首先對FCT1/ST1/CRT3和P01/P02增加了液位連鎖。

3.4.2 對循環罐底部到氣動泵的這一段管道進行了角度的調整和內徑的調整。由原來的平行改為向上傾斜，直徑由原來的DN40改為DN100并增加最低點排放口。

3.5 NaHSO3介質的配比時間需要6小時左右，系統處于停機狀態，做出如下改進

對原先的NP01-PT1罐配置NAHSO3溶液方法進行調整，由原來液位到85%溫度到40℃，改為液位25%開始加NAHSO3并同時進行加熱升溫，加至滿液位狀態。

3.6 ST1沉淀罐的循環泵開停次數多、時間短對泵的使用壽命有影響

對沉淀罐和壓濾機出水量進行核對后對原先泵的開停液位值進行了修改，由原來的55%-65%改為現在的45%-65%，有效的降低了泵的開停次數。

在中性鹽電解過程中，隨著溶液濃度升高，電解電流是趨于設定區間下限值自動調節的；反之電解電流趨于設定區間上限值調節，結論就是電解液濃度越大越節省電流；通過回收系統的穩定運作，可確保回收電解液的濃度、pH值等在標準范圍，減少淤泥沉積，大大提升溶液活性；因此我們可以提高溶液濃度，適當減少電解電流設定值來達到穩定工藝，降低電耗成本的目的。

4 實施后效果

（1）改造后的壓濾離心泵去年10月上機使用到現在已經近6個月未出現過故障。（2）壓濾機的系統壓力由原先的2.5bar提高到5.0bar，泥餅的成型遠大于前期預估。（3）2015年1月份以來，系統自身運行良好、產品質量符合標準、運行成本穩步下降，目前回收系統藥劑噸鋼消耗已由前期的10元/噸降至3元/噸左右，中性鹽廢水排放量每月減少近500立方，實現了經濟效益與環保效益雙提升。（4）通過回收系統的穩定運行及各反應參數的合理設定，再進一步優化電解段整流器參數，更大程度上降低了電力成本；在節能降本工作中成績顯著。

5 結束語

對于類似中性鹽回收系統的問題，按照上述改進維護方法予以處理，基本可以得到有效解決，因此，該方法完全可以在同類企業進行推廣使用。