冷軋鹽酸再生系統優化與實踐

霍俊梅

(河鋼股份有限公司唐山分公司，河北唐山 063000）

引言

相比其他鋼鐵工序冷軋工序污染因素較多，鹽酸再生封閉循環系統可使酸洗用過的廢鹽酸再生循環使用，酸洗的廢酸可基本全部回收，有效降低酸耗，同時可最大限度地使用廢漂洗水，減少廢水排放量，降低廢水處理成本。

1 鹽酸再生系統簡介

河鋼唐鋼冷軋薄板廠鹽酸再生項目引進美國ISSI 公司的鹽酸再生技術，采用噴霧焙燒法處理酸洗廢液，利用FeCl2在高溫、有充足水蒸氣和適量的空氣的條件下能定量水解的特性，在焙燒爐中直接將FeCl2轉化為鹽酸和Fe2O3，其反應如下：

4FeCl2+4H2O+O2=2Fe2O3+8HCl（焙燒爐內）

反應生成的和從酸里蒸發出來的HCl氣體被水吸收得到再生酸。酸再生配備兩套環保設備：布袋除塵器用來處理焙燒過程中產生的隨煙氣排放的少部分氧化鐵紅，使煙氣顆粒物達標排放；鹽酸霧洗滌塔是對產生的含酸廢氣進行洗滌凈化。鹽酸再生生產線工藝流程圖及排污節點圖如圖1所示。

2 酸再生系統存在的問題與優化

2.1 新增管道在線堿洗功能

沒有經過脫硅系統處理的廢酸，容易在溫度下降過程中析出氯化亞鐵和硅含量較高物質在鋼襯管道內壁沉積一層堅硬硅泥，使鋼襯管道內徑縮小，增加液體阻力，導致爐頂噴嘴壓力低，噴灑效果不好，影響酸霧吸收，使酸霧外逸污染周邊環境，加速廠房及設備腐蝕。

圖1 鹽酸再生生產線工藝流程圖及排污節點圖

正常情況下停產前CPL 泵需要轉水操打循環，轉水操時，前面不能夠直接轉水，應該通過文丘里，把水溫升高，從而稀釋廢酸，逐步用水將酸置換出來，一般水操時間越長越好，最短也不能低于5 h，這樣可以有效避免CPL 管道內雜質堵塞噴嘴。但是這種操作方法存在一定負面影響，由于系統轉水后，文丘里、吸收塔內酸含量逐步被稀釋，導致酸再生系統對氧化鐵粉吸收能力減弱，致使鐵粉富集在2#洗滌塔填料和除霧器及風機葉輪上。

當濃縮酸管道堵塞后，需要長時間停車將其拆下進行清理，但頻繁拆洗容易造成鋼襯管道損壞，同時勞動強度非常大，拆裝時間長。為解決此問題，利用酸堿中和的特性，在酸再生新增了一套在線堿洗系統，將堿片溶解在50～60 ℃的水中，在系統轉水操后將閥門打到堿箱，用CPL 泵抽取堿液在濃縮酸管道內循環，溶解管道內部雜質。使用該系統后，管道堵塞情況大大減少，堿洗效果顯著，節省作業時間，有效提高了酸再生作業率，減少鋼襯管道的更換費用，節省成本，也避免了發生酸霧外逸污染環境。

2.2 新增噴槍沖洗系統

酸再生有4 個噴槍，正常生產時候3 個噴槍噴廢酸生產，1 個噴槍備用。備用槍由于槍管及噴槍軟管內存有濃縮酸，濃縮酸冷卻后結晶，使噴槍堵塞不能夠使用，嚴重影響生產效率。

對清洗噴槍過程進行優化，增加噴槍清洗功能。總管道上加手動閥門（當生產時，關閉手動閥門防止止回閥失效，濃縮酸壓力高沖進應急水罐），總管道分8 個分支，每1 個分支管道將脫鹽水引導與噴槍原管道相聯，在分支管道處加止回閥。通過增加酸再生噴槍沖洗系統，保證了酸再生噴槍的正常使用，提高了生產效率。

2.3 除塵系統布袋優化

酸再生過濾器布袋原采用進口特氟綸材質，使用過程中發現其材料編織絲直徑較細且經膨化處理過，雖然質感好，但高溫酸性環境下，由于硅質沉淀物在濾芯上沉積，使濾袋易破損，使用周期短，更換頻繁，備件消耗量大，也易造成顆粒物排放超標，排放口冒紅煙。為了保證排放達標，減少備件消耗，試用了國產的網格大小150 μm，編織絲稍微加粗未經膨化處理的特氟綸材質濾袋，能滿足生產工藝要求，使用效果較好，大大延長了使用周期，降低了濾袋的消耗，保證了顆粒物排放達標。經監測，粉塵排放濃度為2.3 mg/m3。

2.4 文丘里分離器球頂改造

酸再生2#吸收塔文丘里分離器球頂為鋼殼內襯硫化膠板結構，因長期使用，內襯膠板發生嚴重老化開裂，導致高溫酸氣直接腐蝕表面鋼殼，極易造成酸霧外逸，污染周邊環境。 究其原因是文丘里分離器內襯的膠板無法承受攜帶顆粒物的高溫酸性氣體沖刷，導致膠板開裂失效。為解決此問題，在新球頂襯膠內部加襯一層A、B 混合耐酸膠板修補劑涂層，以增加球頂的耐高溫和耐磨性。經過半年的使用，改造后的涂層使用良好，未見開裂現象。

3 實施效果

酸再生濃縮酸管道增加在線堿洗功能后，濃縮酸管道堵塞明顯減少，節省人工成本及備件費用，保證酸霧排放穩定達標；酸再生布袋除塵器通過布袋選型優化，未再發生“冒紅煙”現象，2019 年11 月檢測顆粒物含量僅為2.3 mg/m3，優于《鋼鐵工業大氣污染物排放標準》DB132169-2015 中規定的10 mg/m3。

利用酸堿中和特性對酸再生濃縮酸管道新增在線堿洗功能，減少了沉淀物對管道的堵塞，提高了作業率，降低了維護成本，避免了酸霧外逸。

4 結束語

通過對河鋼唐鋼冷軋薄板廠鹽酸再生環保系統優化，使污染物排放指標大幅下降，提高了現場清潔生產的標準，改善了廠界周邊環境，杜絕環保事故的發生及污染物排放超標，創造了良好的社會效益。