水环式真空泵工作水循环利用

彭德安

大冶有色金属有限责任公司稀贵金属厂 湖北黄石市

一、概述

稀贵金属厂硫酸镍车间，利用电解脱铜后液生产结晶硫酸镍，生产工艺是把电解脱铜后液灌入反应釜中，向反应釜夹套通蒸汽，将脱铜后液灌浓缩，浓缩过程中反应釜内产生含酸雾蒸汽，酸雾蒸汽通过板式换热器冷却系统生成冷凝水，浓缩过程中产生的浓缩液灌入冷冻结晶槽，浓缩液在制冷盐水机组作用下冷冻结晶，生成结晶混合物，结晶混合物通过压滤机压滤，产生的滤渣即是结晶硫酸镍产品，该产品年产结晶硫酸镍2000多吨,生产工艺流程见图1。浓缩反应产生的含酸蒸汽，由真空换热系统换热生成冷凝水富集回收，再返回到铜电解重复利用。真空换热系统的水环真空泵，每天外排大量工作水，既浪费又污染环境。如果外排水能循环利用，则可减少水排放，降低生产成本。

二、存在问题

（1）真空换热系统由7台BK0.8B型板式换热器及8台HTB-SK-80型真空泵等设备组成。真空泵是水环式的，需要工作水35L/min·台，耗水量大，7台真空泵（开7备1）每天共需要工作水350多吨，没有循环利用，全部外排。

图1 工艺流程

（2）水环式真空泵工作水的水质和温度。正常情况下，呈弱酸性（pH值6～8），但特殊情况下，也就是在含酸性冷凝水进真空换热系统情况下，呈酸性（pH3～4）；排水水温夏季＞40℃，其他季节20～40℃。要求真空泵进水的水质呈弱酸性，水温＜40℃即可。如果排水呈酸性（pH3～4），易腐蚀真空泵，导致停机；如果排水水温＞40℃，真空度降低，影响生产。

三、解决问题的方案

为了达到水环式真空泵工作，制定了较详细的方案（图2），方案工作原理：水环式真空泵工作水流入回水池，通过液下泵（开1备1）抽至冷却塔变为冷却水，冷却水排入高位水槽，高位槽的水（真空泵工作水）通过进水管进入真空泵，从汽水分离器排出的水（回水），通过回水管排入回水池。

图2 水循环利用方案

为了稳定回水池水的弱酸性，在装置中安装一套自动中和系统（图3），系统具备在线检测回水池pH值功能，可根据回水池pH值自动计算投加碱液，将循环水pH值控制在6.5～8。碱量大小可直观显示、计量，数据记录保存，并且控制参数根据要求随时可以修改，可检测循环水池液位并自动补充清水，可在线稀释配制碱液，碱液反沉降式过滤以及在线显示回水池水温。

自动中和系统工作原理：当pH探杆1或2探到低位水池回水呈酸性时，电磁阀4或3（此时截止阀7开启，截止阀5、6关闭）工作管路打开，带压的进水流入脉动式制动投药机内，使碱池管与出水管联通，碱液自动流入低位水池，达到中和的目的。

为了保养自动中和装置，定期对其进行冲洗，工作原理是截止阀7关闭，截止阀5、6打开，脉动式制动投药机内部管路联通，进水在管线流动排出，达到冲洗的目的。为了使循环水温稳定40℃以下，在高位水槽之上安装30m3/h的冷却塔，达到回水充分冷却的目的。

四、方案实施过程

整个真空泵工作水循环利用系统方案的实施，从节省的原则出发，充分利用现场条件，在真空泵厂房屋顶上砼制高位水槽，利用厂房屋顶当作高位水槽的支架平台，利用厂房不用的沉淀池作为低位水池。该系统仅新增冷却塔1台、液下泵2台、自动中和装置1套、水管、阀门等设备材料，投入的经费较少。

五、实施效果

这套真空泵工作水循环利用系统，运行安全平稳，管路通畅，操作简易。自该系统方案，成功实施后，一是每天节水350t，降低了硫酸镍的生产成本，提高了经济效益；二是减少水排放，响应国家节能减排的政策要求，产生了一定的社会效益。

六、结束语

为执行国家节能减排政策，节省用水，正在实施其他生产系统真空泵工作水循环利用方案。厂老焙烧系统有HTB-SZ-125型真空泵8台（开4备4）是全天候运行的，需要工作水70L/min·台，每天需要工作水400多吨。由于是老系统，受生产工艺及场地条件限制，该系统真空泵工作水循环不能利用。新建焙烧系统有HTB-SZ-125型真空泵12台，考虑新建焙烧系统的真空泵工作水是外供水，水价高，在厂职能部门的要求下，设计单位设计了真空泵工作水循环利用系统，若该系统成功实施，正常运行，每天可节水1200t。