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酸再生浓缩酸管道碱冲洗技术改造论文
摘要：唐钢冷轧薄板厂盐酸再生项目引进的是美国ISSI公司的盐酸再生技术。在唐钢目前的生产过程中，发现在直接处理废酸液的条件下，浓缩酸浓度在正常工艺操作时较高，管道容易结晶，针对此现象在现有工艺设备基础上增加碱液循环系统，有效提高机组运行作业率。
关键词：盐酸再生;浓缩酸;碱液循环系统
中图分类号：TQ12 文献标识码：A 文章编号：1009-0118(2010) -06-0108-01
一、前言
我国是世界第一产钢大国，全国拥有无数个带钢，钢管，钢丝厂等各种各样金属加工企业，这些企业的产品在深加工过程中都需要对其表面进行酸洗除锈处理来去除锈蚀。现阶段钢铁酸洗常用的酸洗液为盐酸，但酸洗盐酸废液按国家环保要求是不能直接排放的。为了保护环境，节约及合理利用资源，国内外学者长期以来进行了大量的研究和探索，提出了不同类型的处理和回收方法及技术，取得了较好的应用效果。
在过去的三十年期间，只有现代的喷雾焙烧法( Spray roasting process)和传统的流化床法(Fluidized bed process)的再生装置被证明在钢铁工业范围内是有效可行的，它不但解决了盐酸酸洗后废酸液的环保问题，而且盐酸的回收率达到了99.5%以上，为钢铁企业节约了大量的能源并降低了生产成本。
二、酸再生(ARP)工艺概述及工艺流程
(一)酸再生的工艺概述
盐酸再生即废盐酸溶液的回收，是酸洗过程的逆反应。盐酸再生的主要方法有鲁奇法即流化床工艺和鲁兹纳法即喷雾焙烧工艺。唐钢冷轧薄板厂盐酸再生项目引进的是美国ISSI公司的盐酸再生技术。该项目分为两部分：一是用化学方法脱硅，脱硅能力14000L，h;=是用喷雾焙烧法进行盐酸废液的热分解而生成再生盐酸及氧化铁粉，设计2套能力分别为7500L/h的盐酸再生厂进行脱硅酸液(PIL)的再生处理。其工艺路线较灵活，既可以处理经过脱硅的PIL液体，又可以直接处理来自酸洗线的WPL。它的建成投产为冷轧工程酸洗线生产顺行奠定坚实的基础，确保为酸洗线提供合格的再生盐酸，同时生产出大量高附加值的氧化铁粉。喷雾焙烧法是利用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FeCl：转化为盐酸和Fe203，反应生成的和从废酸里蒸发出来的HC1气体被水吸收得到再生酸。概括地说它是将废液的加热、脱水、亚铁盐的氧化和水解、氯化氢气体的收集及吸收成盐酸有机地结合在一个系统内一并完成。这种封闭循环系统不污染环境并具有处理能力大、设施紧凑、资源回收率高(可达98%-99%)、再生酸浓度高、酸中含Fen少、氧化铁品位高(可达98%左右)及应用广等特点。
(二)酸再生的工艺流程
脱硅后的净化废酸液从罐区的PIL储罐经过滤送入预浓缩器底部，一个分流由预浓缩器循环泵将浓缩酸液(CIL)在预浓缩器内循环，与焙烧炉产生的高温气体进行热交换。另一个分流由浓缩酸泵将浓缩酸雾化喷入焙烧炉顶部，在反应炉高温状态下，FeCl：与Hz0、0：发生化学热分解反应，生成Fe20，和HC1气体。高温炉气离开焙烧炉，再进入预浓缩器进行进一步净化和冷却，以除去气体中携带的大部分Fez0，，同时降低炉气的温度。
经过冷却的气体进入吸收塔，与吸收塔喷入的漂洗水逆流接触，使再生酸浓度达到18%回到再生酸贮罐，补充到酸洗线使用。经过吸收塔的废气再进入1撑、2}}洗涤塔喷水进一步除去废气中的HC1，经洗涤塔后通过主引风机经烟囱排入大气。焙烧炉产生的Fe：0，落入焙烧炉底部，经旋转阀、破碎机、热螺旋输送机通过Fe：0，输送管道进入铁粉料仓;废气经布袋除尘器净化后排入大气。Fez0，经加热脱氯处理后包装，可作为理想的生产磁性材料或颜料的原料。因此Fez0，是酸再生又一重要的高附加值的产品。
三、浓缩酸管道结晶的原因分析
经过几年的使用，发现在直接处理废酸液的条件下，由于气候条件以及酸液成分变化等的影响，尤其是当出现设备事故的情况造成系统骤停的情况下，导致浓缩酸循环管路急剧降温，浓缩酸浓度在正常工艺操作时较高，如果操作人员没有及时排空管路中的浓缩酸液就会造成结晶状况，系统重新启动以后结晶状颗粒很难再溶入到酸液中，另外管道老化等因素造成内壁失去原有的光滑度极易引起更严重的结晶。而在操作方面就需要操作人员频繁清洗喷嘴，增大工作强度降低系统运行效率。通过化验分析，查明了浓缩酸管路的结晶物是以硅酸盐为主的杂质沉积在管道内壁上造成了管径变细，鉴于上述状况，我们采用了拆解管道使用热碱液(5%-10%的氢氧化钠)浸泡清洗的方法。将所有浓缩酸管道利用停车检修时间全部拆掉，统一放进通有蒸汽加热的蒸煮池中，清洗完成后再把管道重新安装。
四、增加在线碱洗循环系统的效果验证
结合我厂酸再生工艺特点，在现有罐区基础上增加碱液循环系统，将配置好浓度的碱液通过管道泵入到预浓缩器中，以酸再生机组负压风机为炉气流动提供动力，利用焙烧炉预热炉气，炉气与碱液进行热交换，再通过CPL喂料泵打到喷枪喷洒(此过程不要求焙烧炉处于水操作)，喷洒出的碱冲洗液喷入喷枪试喷池中，再经过过滤沉淀流回罐区的碱液储存罐以备循环使用。
通过改进清洗方式可以分析比较得出以下结论：
(一)节省人力物力。利用在线碱液冲洗的方法可以在不停炉的情况下清洗整个酸循环管路，有效的缩短了清洗管道结晶的时间，同时能够确保清洗质量。管道冲洗完以后可以直接按操作规程进行操作，不用再进行打压试验。
(二)清洗效率高。使用以前的方法每次都要将系统从生产条件下转为水操作再降温停炉这样的过程，而这个过程需要至少8个小时，管道清洗又需要10-20个小时，再重新安装以及点火升温直到系统达到正常生产所需要条件仍然需要10-20个小时，增加在线碱洗循环系统以后大大减少启停车时间，提高机组运行作业率。
(三)降低了操作难度。原来清洗管道要求操作人员将系统停下来直到现场条件达到允许的工作条件才可以让检修维护人员进行拆装，人工清洗的操作水平没有检验方法，另外在拆装过程中有高空作业，可能造成人员伤害。使用这种方法以后只需要系统运行操作人员将酸操作转为水操作然后再转换为碱液冲洗循环模式，可以实现程序控制。
五、结语
通过实行这种方法能够使唐钢冷轧薄板厂酸再生机组更大的发挥节能环保要求，有效提高了酸再生机组的操作效率，废酸的回收率，提高氧化铁粉质量，增加漂洗水的消耗量，减少含酸废水外排，降低新酸消耗和运行成本。为我厂乃至公司的环保和节能减排工作、为循环经济地更好发展做出最大的贡献。
参考文献：
[1]傅作宝，冷轧薄钢板生产[M].冶金工业出版社，2005
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