酸洗工藝段漏酸處理裝備的優(yōu)化設(shè)計(jì)

焦文彬

摘要：針對(duì)工藝段漏酸問題，我們?cè)趯?duì)現(xiàn)有酸洗系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，提出了新的漏酸處理裝備及其工藝流程的優(yōu)化，一方面避免增加額外的酸溶液處理成本，另一方面能夠滿足新的環(huán)保要求；對(duì)于酸洗系統(tǒng)的漏酸問題，我們可以做到有組織排放的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：酸洗系統(tǒng)；漏酸；裝備優(yōu)化

1 前言

某鋼鐵公司的酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組是由德國(guó)西馬克德馬格公司總體設(shè)計(jì)并提供主要設(shè)備的具有世界先進(jìn)水平的機(jī)組，酸洗工藝采用西馬克德馬格開發(fā)的紊流酸洗工藝，并采用酸洗模型控制，酸洗時(shí)間短，酸洗效果好，熱耗、酸耗低，維護(hù)工作量小。酸洗的主要目的是為了將帶鋼表面的氧化鐵皮去除，便于冷軋軋制獲得良好的帶鋼表面質(zhì)量。但是隨著汽車端用戶市場(chǎng)的需求變化，該生產(chǎn)線生產(chǎn)的高強(qiáng)度帶鋼比例越來越多，并遠(yuǎn)生產(chǎn)線高強(qiáng)度帶鋼的設(shè)計(jì)比例。而高強(qiáng)度帶鋼生產(chǎn)中，在酸洗段會(huì)產(chǎn)生大量的硅泥，過量硅泥的產(chǎn)生會(huì)使得酸洗系統(tǒng)中的管道、閥門、過濾器、噴嘴異常堵塞，進(jìn)而引發(fā)一系列的設(shè)備損壞問題。

作為酸洗系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備，設(shè)計(jì)和實(shí)際使用壽命沒有終身的，只有長(zhǎng)短區(qū)分。工藝段設(shè)備正常或異常損壞后，以及恢復(fù)損壞設(shè)備的過程中，酸洗系統(tǒng)的酸溶液會(huì)流至地面，順著地溝流至廢水坑；酸溶液進(jìn)入廢水坑后，廢水坑的電導(dǎo)率會(huì)隨著酸溶液量的增加不斷上升，超過3000us/cs后就不能隨意排放，需要額外進(jìn)行堿性中和；這種情況一方面會(huì)額外增加處理的成本，另一方面按照當(dāng)前的環(huán)保政策，也屬于無組織排放，是不被允許的。

高強(qiáng)度帶鋼產(chǎn)能的增加是市場(chǎng)導(dǎo)向，我們只能通過自己的改變來滿足市場(chǎng)需求；針對(duì)成本和環(huán)保要求兩方面壓力，我們必須要做到酸洗系統(tǒng)異常后的酸溶液有組織排放，杜絕異常排放。因此需要對(duì)當(dāng)前的酸洗系統(tǒng)進(jìn)行重新評(píng)估和設(shè)計(jì)，根據(jù)位置布置和異常處置情況新增非正常排酸溶液的處理手段。

2 工藝段漏酸嚴(yán)重性和裝備優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 漏酸的嚴(yán)重性

某鋼鐵公司的酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組的存在酸溶液排放不受控的嚴(yán)峻問題，就近期來說這個(gè)問題就多次對(duì)機(jī)組的廢水坑電導(dǎo)率控制、酸性廢水處理總量、酸再生處理廢酸后的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及機(jī)組的酸耗升高造成嚴(yán)重影響。

2.11 廢水坑電導(dǎo)率無法控制

當(dāng)前的設(shè)備結(jié)構(gòu)下，設(shè)備（泵體、膨脹節(jié)、管道、法蘭接口、過濾器）故障或是設(shè)備（泵體、膨脹節(jié)、管道、法蘭接口、過濾器）檢修中排放的酸溶液只能順著地溝或管道流至廢水坑，造成廢水坑電導(dǎo)率的升高。一方面設(shè)備故障只能減少不能消除的事實(shí)，另一方面若發(fā)生設(shè)備異常漏酸時(shí)，酸溶液只能沿著地面或者管道流至廢水坑，沒有其它路徑可選。

2.12 酸性廢水處理總量

當(dāng)工藝段廢水坑電導(dǎo)率超過30000us/cs后，這些廢水的處理就要額外增加堿中和的費(fèi)用，如果產(chǎn)生的廢水總量太大，一方面會(huì)大幅增加處理非常規(guī)含酸廢水的成本，另一方面也會(huì)產(chǎn)生將其它生產(chǎn)線逼停的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槿绻麖U水池大部分被本機(jī)組排放的廢水占用，一旦其它生產(chǎn)線也有大量廢水需要排放時(shí)，廢水池將無法接收，最終會(huì)將其它生產(chǎn)線逼停，造成更大影響。

2.13 酸再生的設(shè)備狀態(tài)

當(dāng)廢水池?zé)o法接收大量廢酸時(shí)，我們唯一能夠消化的途徑就是酸再生。但是由于廢水坑中淤泥較多，排到酸再生后會(huì)造成管道和酸槍堵塞，酸再生無法開機(jī)，近期的一次廢水坑排到酸再生，造成了酸再生幾天無法正常開機(jī)，只能靠反復(fù)清洗管道、過濾器、酸槍逐漸好轉(zhuǎn)，其中產(chǎn)生了額外的人力、檢修費(fèi)用和拉廢酸的成本。

2.2 裝備優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.21 異常排的酸不再流入廢水坑

增加酸罐、酸泵、和配套的管道、閥門，見圖1，使得工藝段（泵體、膨脹節(jié)、管道、法蘭接口、過濾器排，以及酸槽上面留下的酸溶液）排放的酸溶液不再進(jìn)入廢水坑，而是進(jìn)入新增的酸罐中，這樣就避免了一小部分酸進(jìn)入廢水坑造成大量電導(dǎo)率超標(biāo)的廢水排放至廢水池。同時(shí)收集的酸溶液還能夠集中返回到機(jī)組的酸洗系統(tǒng)中，減少酸耗。

在相應(yīng)法蘭接口、膨脹節(jié)處增加可移動(dòng)的接液收集盤，接液收集盤收集的酸溶液通過管道流至新增的酸罐中集中收集。酸罐的設(shè)計(jì)采用下沉方式，以-1.5m的位置低于地平面，從而使得地面的最低點(diǎn)都可以順利流至該酸罐中。這樣杜絕了設(shè)備異常時(shí)酸溶液漏到地面上，再經(jīng)由排水溝流至廢水坑，導(dǎo)致廢水坑的電導(dǎo)率異常上升。

2.22 酸洗系統(tǒng)中過量的硅泥處理優(yōu)化

重新設(shè)計(jì)酸洗系統(tǒng)，增加原系統(tǒng)的在線漂洗功能，通過定期對(duì)酸洗系統(tǒng)內(nèi)部的硅泥進(jìn)行清洗，減少硅泥增多引起的異常檢修作業(yè)，確保設(shè)備狀態(tài)正常。

新增酸洗系統(tǒng)后，將打破原有系統(tǒng)中硅泥的存量曲線。原有系統(tǒng)中的硅泥存量隨著高強(qiáng)度帶鋼生產(chǎn)噸位和時(shí)間的推移呈線性上升，新增的在線漂洗功能能夠定期清除酸洗系統(tǒng)中的硅泥存量，這樣硅泥存量將在可控的區(qū)間范圍內(nèi)增加，硅泥可控了，隨之產(chǎn)生設(shè)備異常也可控，形成良性循環(huán)。

2.23 廢酸管道頻繁堵塞情況處理優(yōu)化

當(dāng)前的廢酸處理管道由于堵塞需要頻繁拆開清理，不僅增加人工處理成本，也產(chǎn)生了不小的環(huán)保壓力。本設(shè)計(jì)中在這個(gè)位置增加一套反沖洗系統(tǒng)，這樣在廢酸管道發(fā)生堵塞時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備不拆卸，同時(shí)能夠在線隨時(shí)啟動(dòng)反沖洗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管路垃圾自清理，達(dá)到處理異常速度快和實(shí)現(xiàn)零酸溶液的排放。

2.24 裝備優(yōu)化后的對(duì)比分析

裝備優(yōu)化后，使得酸溶液異常排放項(xiàng)目，由無組織排放變成有組織排放得以實(shí)現(xiàn)。在成本和環(huán)保兩方面實(shí)現(xiàn)了雙贏。

2.3工藝流程的處理優(yōu)化

2.31 酸溶液泄漏后問題點(diǎn)排查流程優(yōu)化

1、酸洗系統(tǒng)的輥類確認(rèn)

酸洗系統(tǒng)的輥類多為橡膠擠干輥，作用是擠干帶鋼表面的酸溶液，這樣就把酸洗系統(tǒng)各個(gè)模塊區(qū)分開，避免酸溶液亂竄造成某一個(gè)區(qū)域溶液電導(dǎo)率。針對(duì)橡膠輥我們要確認(rèn)橡膠層是否存在局部異常磨損或脫落的異常，確認(rèn)擠干輥的壓力是否正常，確認(rèn)擠干輥壓下后輥面間是否有間隙。

2、洗滌塔

酸洗系統(tǒng)都會(huì)配置洗滌塔，它的作用是將酸洗過程中產(chǎn)生的酸霧進(jìn)行洗滌后排放，這個(gè)系統(tǒng)一般會(huì)配置電導(dǎo)率計(jì)，當(dāng)電導(dǎo)率異常時(shí)要排查洗滌塔的排霧系統(tǒng)，及時(shí)鎖定異常點(diǎn)。

3、酸循環(huán)泵

酸循環(huán)泵的機(jī)械密封都配有冷卻水冷卻，如果機(jī)械密封處漏酸后會(huì)造成污水坑電導(dǎo)率上升，違反環(huán)保排放規(guī)定，因此發(fā)現(xiàn)酸泵泄漏立即對(duì)泵進(jìn)行切換處理，避免異常漏酸量的增加。

4、酸溶液加熱裝置

酸洗系統(tǒng)對(duì)于酸溶液的溫度也是有明確要求的，因此都配備有酸溶液加熱系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)通過蒸汽間接對(duì)酸溶液加熱。但是如果加熱系統(tǒng)的內(nèi)部損壞后，酸溶液會(huì)進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)，隨著蒸汽冷卻水排至地面，造成酸溶液的異常排放。因此要對(duì)每個(gè)冷卻水排放口進(jìn)行PH值測(cè)量，發(fā)現(xiàn)異常的加熱系統(tǒng)及時(shí)停用進(jìn)行修復(fù)。

2.32 酸溶液泄漏后新裝備的使用流程優(yōu)化

1、常規(guī)檢修、日常泄漏時(shí)，用接液斗接酸，然后高位溢流至新增酸罐；

2、發(fā)生膨脹節(jié)、管道突然爆裂噴酸時(shí)，廢水泵停用（不再往排廢水）、漂洗水直接打到酸再生的漂洗水罐，等檢修結(jié)束、地面酸溶液沖洗干凈后，將廢水坑的水直接打入新增酸罐（新增酸罐分臟箱和凈箱，帶淤泥自過濾功能），經(jīng)過濾后（酸罐自過濾和管道過濾器再過濾）打到酸再生機(jī)組。

3、酸槽上面漏酸后，將排放至廢水坑的溶液通過閥門切換排至新增酸罐，避免了廢水坑中溶液電導(dǎo)率的上升。

4、廢酸處理管道堵塞后，停用廢酸泵，開關(guān)相應(yīng)閥門，打開反沖洗系統(tǒng)進(jìn)行管道沖洗。

5、酸洗系統(tǒng)系統(tǒng)定期用在線漂洗系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，洗凈系統(tǒng)中的硅泥等雜質(zhì)，延長(zhǎng)閥門、石墨加熱器的使用壽命，減少因大量硅泥造成的諸多問題。

3 結(jié)論

通過新增漏酸處理裝備，使得酸洗系統(tǒng)異常漏酸的后果得以控制，一方面避免增加額外的酸溶液處理成本，另一方面能夠滿足新的環(huán)保要求。

通過工藝流程的處理優(yōu)化，新增異常應(yīng)對(duì)方案，使得酸洗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種情況下的酸溶液回收利用不外排的功能。

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（作者單位：寶山鋼鐵股份有限公司冷軋廠）