帶虹吸罐的臥式泵在硫酸系統酸性廢水輸送中的應用

黃海麗，王海艦，劉 歡

（金川集團股份有限公司鎳冶煉廠，甘肅金昌737100）

金川集團股份有限公司鎳冶煉廠（以下簡稱金川鎳冶煉廠）擁有2套煙氣制酸系統，700 kt/a硫酸系統對應頂吹爐系統、480 kt/a硫酸系統對應閃速爐系統。硫酸系統包含凈化、干吸、轉化、尾吸四大工序，其中凈化工序擔負著對煙氣的洗滌、降溫、除塵的作用，一般分為濕法凈化和干法凈化， 因冶煉煙氣含大量塵、砷、氟等雜質，在煙氣凈化過程，2個煙氣制酸系統的凈化工序均采用洗滌、降溫、除塵效果較理想的濕法洗滌技術。

該技術主要由湍沖塔、洗滌塔、冷卻塔以及電除霧器組成，通過將循環酸與冶煉產生的高溫煙氣逆流接觸后，除去煙氣中含有的塵、砷、氟等有害物質，雜質成分進入循環酸中，致使循環酸中H2SO4濃度、溫度和塵含量逐漸升高，煙氣洗滌效率下降。為此，需對循環酸進行部分開路處理，補充等量的新水以降低循環酸濃度和含塵量，以維持系統正常運行，由此產生了大量的酸性廢水。酸性廢水處理一直是企業廢水治理的一大難題。

目前，環保形勢日益嚴峻，為解決該問題，金川公司統一部署，將鎳冶煉2套硫酸系統產生的酸度高、重金屬成分復雜的酸性廢水統一輸送至銅業公司酸水處理系統進行處理。2套制酸系統正常運行時，700 kt/a硫酸系統產生酸性廢水量為20 m3/h，480 kt/a硫酸系統產生酸性廢水量為12 m3/h。2個系統所產生的酸性廢水收集至酸水池中，由酸水輸送泵統一輸送至銅業公司酸水處理系統進行處理。

1 原流程及問題分析

1.1 原酸水輸送設備

硫酸系統的酸性廢水收集池為敞口式水池，酸水池的尺寸為40 m×10 m×4 m，因酸水池深度達到4 m，采用長軸液下泵進行酸性廢水的輸送。長軸泵的液下長度超過1.8 m時，就需要采用接軸結構，并在接軸處的附近裝有滾動軸承，采用連軸套連接。

1.2 原酸水輸送工藝

啟動液下泵對酸性廢水進行輸送，當酸水池液位低于一定范圍時，通過酸水池液位與回流閥自動聯鎖，酸性廢水通過回流管道返回至酸水池，保證長軸液下泵的正常工作液位。

1.3 存在問題

1）長軸液下泵不適于輸送帶有顆粒及強腐蝕性的酸性廢水，由于酸性廢水中含有固體顆粒，會對密封面有影響，須定期更換密封；泄漏現象較頻繁，故障率高，增加了檢修頻次。

2）由于酸水池深度達到4 m，長軸液下泵的液下深度較長，因泵體結構原因，設備旋轉件及其軸系零件在設備芯部，容易出現故障的部件也都出現在設備芯部，而受長軸泵結構限制，必須將外管、內管等拆除后才能處理。一旦發生故障，需要起吊起來，將上部全部移去后方能進行。液下泵檢修費時、費力，檢修難度大，而且長軸泵時間久了需要更換液下的滑動軸承，如果不及時更換，可能導致的后果就是軸離心力越來越大，導致軸跳動值變大造成機械事故，且安裝時要保證絕對的水平安裝。

3）由于酸性廢水中塵含量較大，長軸液下泵的吸入口被堵塞，導致泵吸不上酸性廢水，系統被迫停車。處理時，需將泵起吊起來清理葉輪，檢修勞動強度和難度大，檢修時間長。

4）按照液下泵的安裝規范，泵的吸入口距離酸水池的池底有200～300 mm間距，在清理池底酸泥時，酸水池中還有大量的酸性廢水，增大了清理的難度，增加了清理的工作量。

2 改造實施

2.1 酸水輸送設備

實現酸性廢水連續輸送的關鍵設備是酸水輸送泵。針對長軸液下泵不能保證酸性廢水輸送的穩定性的問題，車間技術人員討論后決定，更換長軸液下泵。酸性廢水中含有氯離子、砷及其化合物及煙氣凈化過程中洗滌下來的固體顆粒，酸性廢水的濃度、溫度以及所含的雜質成分和固體顆粒對酸水泵結構、材料的設計和選擇都十分重要。硫酸系統在稀酸介質條件下通常采用既耐腐蝕又耐磨蝕的非金屬臥式泵。故將原有的長軸液下泵更換為臥式泵。而普通的臥式泵自吸能力很差，無法從酸水池里抽出酸性廢水，故在臥式泵的吸入口增加1套虹吸罐，以解決臥式泵自吸能力差的問題。

2.2 酸水輸送工藝

酸性廢水輸送改用臥式泵，臥式泵的泵入口與虹吸罐相連，虹吸罐的下方設置排液管（冬季系統停車期間將虹吸罐內的酸性廢水排放干凈，防止虹吸罐內結冰，嚴重時損壞虹吸罐）；頂端設置有加水閥和吸入管，吸入管的另一端至距酸水池底50 mm的位置；酸水泵配置回流管道，安裝自動閥并與酸水池液位聯鎖。在啟動酸水泵前，開啟加水閥給虹吸罐注水，虹吸罐注滿水后，關閉加水閥，按照正常啟泵方式啟動酸水泵，酸性廢水即可輸送至酸水處理系統。改造后酸性廢水輸送工藝流程見圖1。

圖1 改造后酸性廢水輸送工藝流程

3 實施效果

1）酸性廢水含有一定的塵，運行一段時期，有可能在虹吸罐內發生沉積的現象，此時只需打開加水閥進行沖洗，使固體顆粒懸浮在廢水中，達到在不需要使用底排閥的情況下酸水輸送泵正常運轉的效果。改造后不會出現長軸液下泵吸入口被堵塞吸不上酸性廢水而導致系統被迫停車的問題。

2）既耐腐蝕又耐磨蝕的非金屬臥式泵檢修方便。當酸水臥式泵發生故障時，只需將泵入口的閥門關閉，即可檢修。相對于長軸液下泵的檢修，大大降低了成本、減少了維修時間，同時降低了檢修人員的勞動強度。

3）虹吸罐配置的虹吸管可以最大程度接近酸水池底，可將酸水池中的酸性廢水盡可能地輸送出去，在清理池底酸泥時，大大降低了清理的難度，減少了清理酸水池的工作量。

4 結語

帶虹吸罐的臥式泵在酸性廢水輸送中的應用，解決了在深度較大的酸水池僅能使用長軸液下泵或者在酸水池旁邊再制作泵坑安裝臥式泵的問題，可最大程度地將酸水池中的酸性廢水輸送出去，在清理池底酸泥時，大大降低了清理的難度，減少了清理酸水池的工作量。相對于長軸液下泵的檢修，臥式泵的故障處理不僅大大降低了檢修時間和成本，也降低了檢修強度與難度。