冷轧盐酸再生系统优化与实践

2020-07-24霍俊梅

冶金动力 2020年6期

关键词：酸雾废酸文丘里

霍俊梅

(河钢股份有限公司唐山分公司，河北唐山 063000）

引言

相比其他钢铁工序冷轧工序污染因素较多，盐酸再生封闭循环系统可使酸洗用过的废盐酸再生循环使用，酸洗的废酸可基本全部回收，有效降低酸耗，同时可最大限度地使用废漂洗水，减少废水排放量，降低废水处理成本。

1 盐酸再生系统简介

河钢唐钢冷轧薄板厂盐酸再生项目引进美国ISSI 公司的盐酸再生技术，采用喷雾焙烧法处理酸洗废液，利用FeCl2在高温、有充足水蒸气和适量的空气的条件下能定量水解的特性，在焙烧炉中直接将FeCl2转化为盐酸和Fe2O3，其反应如下：

4FeCl2+4H2O+O2=2Fe2O3+8HCl（焙烧炉内）

反应生成的和从酸里蒸发出来的HCl气体被水吸收得到再生酸。酸再生配备两套环保设备：布袋除尘器用来处理焙烧过程中产生的随烟气排放的少部分氧化铁红，使烟气颗粒物达标排放；盐酸雾洗涤塔是对产生的含酸废气进行洗涤净化。盐酸再生生产线工艺流程图及排污节点图如图1所示。

2 酸再生系统存在的问题与优化

2.1 新增管道在线碱洗功能

没有经过脱硅系统处理的废酸，容易在温度下降过程中析出氯化亚铁和硅含量较高物质在钢衬管道内壁沉积一层坚硬硅泥，使钢衬管道内径缩小，增加液体阻力，导致炉顶喷嘴压力低，喷洒效果不好，影响酸雾吸收，使酸雾外逸污染周边环境，加速厂房及设备腐蚀。

图1 盐酸再生生产线工艺流程图及排污节点图

正常情况下停产前CPL 泵需要转水操打循环，转水操时，前面不能够直接转水，应该通过文丘里，把水温升高，从而稀释废酸，逐步用水将酸置换出来，一般水操时间越长越好，最短也不能低于5 h，这样可以有效避免CPL 管道内杂质堵塞喷嘴。但是这种操作方法存在一定负面影响，由于系统转水后，文丘里、吸收塔内酸含量逐步被稀释，导致酸再生系统对氧化铁粉吸收能力减弱，致使铁粉富集在2#洗涤塔填料和除雾器及风机叶轮上。

当浓缩酸管道堵塞后，需要长时间停车将其拆下进行清理，但频繁拆洗容易造成钢衬管道损坏，同时劳动强度非常大，拆装时间长。为解决此问题，利用酸碱中和的特性，在酸再生新增了一套在线碱洗系统，将碱片溶解在50～60 ℃的水中，在系统转水操后将阀门打到碱箱，用CPL 泵抽取碱液在浓缩酸管道内循环，溶解管道内部杂质。使用该系统后，管道堵塞情况大大减少，碱洗效果显著，节省作业时间，有效提高了酸再生作业率，减少钢衬管道的更换费用，节省成本，也避免了发生酸雾外逸污染环境。

2.2 新增喷枪冲洗系统

酸再生有4 个喷枪，正常生产时候3 个喷枪喷废酸生产，1 个喷枪备用。备用枪由于枪管及喷枪软管内存有浓缩酸，浓缩酸冷却后结晶，使喷枪堵塞不能够使用，严重影响生产效率。

对清洗喷枪过程进行优化，增加喷枪清洗功能。总管道上加手动阀门（当生产时，关闭手动阀门防止止回阀失效，浓缩酸压力高冲进应急水罐），总管道分8 个分支，每1 个分支管道将脱盐水引导与喷枪原管道相联，在分支管道处加止回阀。通过增加酸再生喷枪冲洗系统，保证了酸再生喷枪的正常使用，提高了生产效率。

2.3 除尘系统布袋优化

酸再生过滤器布袋原采用进口特氟纶材质，使用过程中发现其材料编织丝直径较细且经膨化处理过，虽然质感好，但高温酸性环境下，由于硅质沉淀物在滤芯上沉积，使滤袋易破损，使用周期短，更换频繁，备件消耗量大，也易造成颗粒物排放超标，排放口冒红烟。为了保证排放达标，减少备件消耗，试用了国产的网格大小150 μm，编织丝稍微加粗未经膨化处理的特氟纶材质滤袋，能满足生产工艺要求，使用效果较好，大大延长了使用周期，降低了滤袋的消耗，保证了颗粒物排放达标。经监测，粉尘排放浓度为2.3 mg/m3。

2.4 文丘里分离器球顶改造

酸再生2#吸收塔文丘里分离器球顶为钢壳内衬硫化胶板结构，因长期使用，内衬胶板发生严重老化开裂，导致高温酸气直接腐蚀表面钢壳，极易造成酸雾外逸，污染周边环境。究其原因是文丘里分离器内衬的胶板无法承受携带颗粒物的高温酸性气体冲刷，导致胶板开裂失效。为解决此问题，在新球顶衬胶内部加衬一层A、B 混合耐酸胶板修补剂涂层，以增加球顶的耐高温和耐磨性。经过半年的使用，改造后的涂层使用良好，未见开裂现象。

3 实施效果

酸再生浓缩酸管道增加在线碱洗功能后，浓缩酸管道堵塞明显减少，节省人工成本及备件费用，保证酸雾排放稳定达标；酸再生布袋除尘器通过布袋选型优化，未再发生“冒红烟”现象，2019 年11 月检测颗粒物含量仅为2.3 mg/m3，优于《钢铁工业大气污染物排放标准》DB132169-2015 中规定的10 mg/m3。

利用酸碱中和特性对酸再生浓缩酸管道新增在线碱洗功能，减少了沉淀物对管道的堵塞，提高了作业率，降低了维护成本，避免了酸雾外逸。