酸再生焙燒爐負壓波動原因及預防措施淺析

李有河+饒秋華

1 引言

酸再生設備是冷軋工程酸洗軋機機組以及熱軋酸洗板機組配套引進的環(huán)保設備，它可使帶鋼經(jīng)鹽酸酸洗后的廢酸經(jīng)過酸再生設備后再次重復使用，達到無廢物排放的目的，使冷軋工程的廢水排放PH值達到環(huán)保要求。隨著酸性環(huán)境服役時間的延長，酸再生設備老化現(xiàn)象比較嚴重，再生系統(tǒng)焙燒爐負壓波動加大，嚴重時導致廢氣風機的功率高達100%，直接過載跳電，使得再生系統(tǒng)停機，造成生產(chǎn)的連續(xù)性被打斷，影響再生酸的產(chǎn)量以及氧化鐵粉的產(chǎn)量和質(zhì)量，同時廢氣風機還是酸再生的重要環(huán)保設備，它的停機直接影響環(huán)保設備的工作效率。

本文通過對影響焙燒爐內(nèi)負壓波動原因的分析，制定出相應的預防和處理措施，實踐證明，這些措施的實施，有效地降低了爐內(nèi)負壓波動的發(fā)生，使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定，氧化鐵粉的產(chǎn)量和質(zhì)量進一步提高。

2 再生系統(tǒng)簡介

2.1工藝簡介

廢酸溶液通過文丘里供液泵從底部進入預濃縮塔，在預濃縮塔間，恒定流量的酸液經(jīng)過循環(huán)泵循環(huán)，一部分酸液與來自焙燒爐的熱焙燒氣體直接熱交換而被蒸發(fā)，同時來自頂部的焙燒氣體被冷卻到95-97℃，而且氣體中的少量的氧化鐵粉粉塵被洗滌。

預濃縮過的廢酸由焙燒爐供液泵進入酸槍上的噴嘴，噴射入焙燒爐。在焙燒爐的高溫部分，預濃縮過的廢酸酸霧中FeCl2成分將根據(jù)如下化學反應方程式分解：

4 FeCl2 + 4 H2O + O2 = 2Fe2O3+ 8 HCl

從以上化學反應方程式可以看到有氧化鐵粉（Fe2O3）生成。在焙燒爐內(nèi)生成的氧化鐵粉顆粒以粉末形式落入焙燒爐錐體底部，并通過與外部大氣隔離的旋轉閥排到爐外，經(jīng)由破碎機、螺旋輸送機到氧化鐵粉料倉。

含有燃燒過的氣體、水蒸汽和氯化氫氣體的焙燒尾氣離開焙燒爐的頂部，通過雙旋風分離器以分離尾氣攜帶的Fe2O3粉塵。然后焙燒尾氣進入文丘里預濃縮塔，被降溫和洗滌后，尾氣進入吸收塔，洗去氣體內(nèi)殘留少量的氧化物，并吸收氯化氫氣體，生成鹽酸。吸收塔后就是廢氣風機，在廢氣風機的下游，屬于酸再生的洗滌系統(tǒng)。經(jīng)過洗滌后的廢氣通過頂部的煙囪排到大氣中。

3 存在問題分析

1）供液系統(tǒng)波動大。由于系統(tǒng)老化，供液泵功率下降、調(diào)節(jié)閥動作延遲、文丘里系統(tǒng)內(nèi)結晶塊脫落、噴嘴、過濾器堵塞等會造成供液系統(tǒng)不穩(wěn)定，進入爐內(nèi)的酸液量以及酸液霧化效果發(fā)生變化，造成爐內(nèi)氛圍不穩(wěn)定。

2）廢氣抽排系統(tǒng)不暢。由于抽排的尾氣溫度較高，出爐時高達400℃以上，經(jīng)過文丘里降溫之后也有85℃左右，在文丘里系統(tǒng)出現(xiàn)異常瞬間溫度可至120℃左右，而吸收塔和洗滌塔的填料材質(zhì)為普通的PPH材料，工作溫度在100℃左右，在長期的酸性和85℃左右工作環(huán)境下，材料老化加速，會使填料發(fā)生形變、韌性減小，最終斷裂變形的填料會將抽排系統(tǒng)慢慢堵死，使得爐內(nèi)負壓不穩(wěn)定。

3）系統(tǒng)密封不良。隨著投產(chǎn)時間的延長，系統(tǒng)內(nèi)的部分鋼結構會被腐蝕，密封墊會老化、脫落，由于系統(tǒng)是處于微負壓狀態(tài)，冷空氣會進入系統(tǒng)，尤其是溫度測量點附近，造成系統(tǒng)溫度檢測失真，煤氣添加量變化較大，導致爐內(nèi)氛圍波動，負壓不穩(wěn)定。

4）儀表異常。當儀表發(fā)生異常，會造成系統(tǒng)參數(shù)失真，尤其負壓表，如圖1。正常生產(chǎn)時，爐內(nèi)的壓差為-0.4KPa，停爐時，廢氣風機功率為0，此時壓差也應為0，但此時壓差為0.2KPa，說明此時壓力表的零位已經(jīng)發(fā)生漂移，如果生產(chǎn)時的儀表顯示壓差為-0.4KPa，那么實際真實壓差應為-0.6KPa，廢氣風機的功率比原先增加1/5，處于較高水平，一旦在清洗酸槍過程中，負壓發(fā)生波動廢氣風機功率將會達到100%，超過負荷跳電停爐。

5）其他原因。如果廢酸成分異常或者煤氣熱值變化過大，都會造成爐內(nèi)的負壓發(fā)生波動，爐內(nèi)氛圍不穩(wěn)定。

4 對策和效果

4.1 對策

1）針對供液系統(tǒng)波動大，設備方嚴格按照點檢定修制度執(zhí)行，對槽體、泵、閥、管道進行定期清理，對功能、精度下降設備及時更換。操作人員要關注焙燒爐供液管道的壓力曲線、供液泵的功率曲線，發(fā)現(xiàn)異常及時將供液模式由流量控制模式切換至壓力控制模式，并到現(xiàn)場確認具體原因，通知相關方處理。

2）針對廢氣抽排系統(tǒng)不暢，要定期檢查、更換吸收塔和洗滌塔內(nèi)的填料，保證填料孔隙、數(shù)量正常。生產(chǎn)時出現(xiàn)抽排不暢現(xiàn)象，要到現(xiàn)場查看槽體前后機械式壓力表壓差是否正常，通過壓差判斷堵塞點，再通知相關方處理。

3）系統(tǒng)密封不良查找相對困難些，因為爐體和頂部煙氣管道外層全部都包著一層石棉絕熱層，除了大修一般不輕易掀開，除非漏洞嚴重影響爐內(nèi)氛圍，才將石棉層掀開查找。

4）儀表異常發(fā)現(xiàn)相對容易，查看參數(shù)曲線或者兩套系統(tǒng)相互對照，都可以發(fā)現(xiàn)異常。像負壓表零位漂移，查看負壓曲線，看停爐時壓差是否為零就可以判斷儀表零位是否正常。

5）針對一些外部因素，像酸液成分、煤氣熱值發(fā)生變化，機組要降低生產(chǎn)能力，減少焙燒爐供液流量，以防止系統(tǒng)出現(xiàn)過載停爐事件的發(fā)生。

4.2 對策實施前后效果對比

對策實施前后，每個月由于爐內(nèi)負壓波動造成的停爐次數(shù)以及氧化鐵粉一、二、三級品（總共六個等級，數(shù)字越大品味越低）的比例數(shù)據(jù)見表1：

從表1可以看出，對策實施后，每個月由于爐內(nèi)負壓波動造成的停爐次數(shù)大幅下降，氧化鐵粉一、二、三級品的比例也有所上升。

5 結論

在以上措施實施后，爐內(nèi)氛圍穩(wěn)定性增加，酸液霧化效果較好，爐內(nèi)負壓波動造成的停爐次數(shù)明顯下降，不僅保證了生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定，生產(chǎn)出更多、質(zhì)量更穩(wěn)定的鹽酸和氧化鐵粉，還可以保證酸再生環(huán)保關鍵設備的穩(wěn)定運行，具有較大的環(huán)保效益。endprint