CN101343123A - 带钢酸洗废液再利用技术 - Google Patents

Abstract

一种带钢酸洗废液再利用技术，在工艺流程上，采用喷雾焙烧工艺；在控制系统上，应用DCS系统及变频调节技术；在设备防腐上采用防腐措施；在尾气回收系统上，采用国产规整增强聚丙烯填料；在除尘系统上，在设备中选用由波浪式塑烧滤芯制造的塑烧板除尘器；通过本发明，废酸及清洗废液可以完全再生为新酸，循环使用，实现了无废液酸洗的技术，能使废液再利用，节约能源，降低成本，保护环境，废物变宝，效益高。

Description

带钢酸洗废液再利用技术

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，特别涉及钢铁冶金领域的一种带钢酸洗废液再利用技术。

背景技术

在现代化冷轧生产线中，酸洗是不可缺少的一种重要工艺，由于酸洗效率与酸液中之游离酸及溶解的Fe离子浓度有密切的关系，为保持稳定的酸洗品质及酸液速率，定量排放酸洗的废酸及添加新酸保持酸洗槽内酸液的成份比例。因此，酸洗线排出废酸的处理成为冷轧生产线的重要课题。传统的中和处理方法废酸排放量太大，不但污染了环境浪费了能源，亦不符合经济效益，企业必许每年花费大量财力购置新鲜盐酸。

发明内容，

针对上述现有技术存在的缺点，本发明人积多年从事本领域工作的经验，经不断的设计改进，反复研究论证，发明一种带钢酸洗废液再利用技术。

本发明采用的技术方案是：一种带钢酸洗废液再利用技术，在工艺流程上，采用喷雾焙烧工艺；在控制系统上，应用DCS系统及变频调节技术；在设备防腐上采用防腐措施；在尾气回收系统上，采用国产规整增强聚丙烯填料；在除尘系统上，在设备中选用由波浪式塑烧滤芯制造的塑烧板除尘器。

上述工艺流程主要是：(1)、将来自于酸洗机组的酸洗废液收集在废酸罐中；(2)、用泵将贮酸罐中的酸送到废酸过滤器，在过滤器中，将酸洗作业中产生的固体颗粒和不溶解的残留物从酸液中分离出来；(3)、废酸通过一个气动操作阀进入预浓缩器的底部，由该气动阀自动地控制预浓缩器底部的液位，酸液以指定的量从予浓缩器流向循环泵；(4)、使废酸通过予浓缩器循环，与来自焙烧炉的热焙烧气体直接的热交换，使部分液体蒸发掉。予浓缩过的废酸液由焙烧炉给料泵以一控制的流量经浓缩废酸过滤器过滤后送到焙烧炉的喷咀；(5)、燃烧气体在焙烧炉内部形成某种流动形式，从而烘干来自喷咀的予浓缩液滴，而在焙烧炉的热区域内FeCL2和FeCL3进行方程分解；(6)、固体颗粒Fe₂O₃以粉末的形式落在焙烧炉下部锥形体中，并用一个旋转阀排放出去，从焙烧炉的顶部离开焙烧炉并通过旋风分离器将所含的Fe₂O₃粉尘大部分分离出来，分离出来的氧化物通过旋转阀排放，并返回焙烧炉；(7)焙烧气体进入预浓缩器，在予浓缩器中，高温气体直接与循环酸接触，被冷却和清洗气体中仅残留了少量的氧化物，并进入吸收塔；(8)、使用高质水和漂洗水吸收氯化氢气体，水从吸收塔顶部送入，在吸收塔内，有喷咀分配器将水分布在吸收塔中的填料上；在逆流过程中，气体中的氯化氢成份被吸收因而形成再生酸；(9)、再生酸从底部离开吸收塔，并流向再生酸贮存槽，含有燃烧废气和受微量HCL污染的水蒸汽的气体则从吸收塔顶部离开，再将水喷射到废气风机的叶片上，该风机也作为清洗装置；废气风机之后是一台废气洗涤塔，洗涤塔设计成两层，各装有填料，在洗涤塔的下部用漂洗水循环洗涤废气，在洗涤塔的上部用将高质水供给洗涤塔洗涤废气，通过两级循环洗涤后废气排空。

上述防腐措施主要是：酸洗槽共分四段，槽体为碳钢结构，内衬丁基橡胶及酸瓷砖与花岗岩石条，各段槽之间设有酸液挤干胶辊和酸液隔离室，槽底衬花岗岩与挤干胶辊下辊面在同一平面，在带钢运行平面上部设有玻璃钢槽盖，并通过水封实现酸洗槽的密封；烧炉的喷咀安装在3个喷枪上，这些喷咀由烧结料AL₂O3₃材料制造，在喷枪内部的喷咀前面有一个过滤器，焙烧炉是一个钢壳，其内衬有耐火砖。

本发明不仅可回收冷轧生产线所必需的18％的再生盐酸，而且可得到具有极高经济价值的氧化铁粉，氧化铁粉作为铁氧体原料，主要使用于各级软硬磁、天线及各式电感元件等，是当今电子技术全盛时期支撑现代最新技术的重要原料，废酸及清洗废液可以完全再生为新酸，循环使用，实现了无废液酸洗的技术，能使废液再利用，节约能源，降低成本，保护环境，废物变宝，效益高。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明使带钢酸性洗处理从开卷到卷取全部过程均在线完成。

酸洗槽共分四段，槽体为碳钢结构，内衬丁基橡胶及酸瓷砖与花岗岩石条。这种结构可避免维护更换花岗岩内衬时而不破坏内衬橡胶层。各段槽之间设有酸液挤干胶辊和酸液隔离室，槽底衬花岗岩与挤干胶辊下辊面在同一平面，在带钢运行平面上部设有玻璃钢槽盖，并通过水封实现酸洗槽的密封。挤干辊变频传动，并可通过电机电流的变化检测穿带过程带头位置情况，避免带钢在酸槽内重叠堆积。每段酸槽各设置一套酸液循环加热系统，酸液加热采用立式石墨换热器加热，同时酸液在槽体结构的帮助下，以紊流形式快速流动，从而极大地提高了酸洗速度。新酸由4#酸循环罐补入，同时通过酸循环罐液位控制系统，逐级向前补充，最后由1#槽排至废酸收集罐。由于各段酸洗槽相对隔离，各自独立循环，因此，可以有效地控制各段酸槽的浓度梯度。清洗槽第一段为反冲洗(在回抽钢带时使用)，冲洗水排放至配酸罐。其余4段采用循环喷淋冲洗(冷凝水)，清水由第5段冲洗槽补入，冲洗水在清洗槽的下部集水箱从第4级逐级流向第2段，最后由第2段溢流口排至冲洗水收集罐。整个酸洗槽和清洗槽采取微负压控制，通过设置在各段进出口的抽风管将酸雾抽至酸雾洗涤塔，经喷淋洗涤后排出厂外放空。为了实现废液回收再利用之目的本发明采用以下技术手段来完成。

1、在工艺流程上，采用喷雾焙烧工艺，喷雾焙烧炉效率高，工艺路线合理，使再生酸浓度达到15~18％(wt％)，再生酸中铁含量≤5.0g/l，可再生的氯回收率达到99％，同时也得到副产品Fe2O3粉，整套装置达到了国外同类装置的先进技术水平，并实现了该装置的技术及设备的国产化。

2、在控制系统上，应用DCS系统及变频调节技术，使全装置运行稳定，达到了国外同类装置的自动化程度，操作方便，劳动强度低，仪器仪表运行可靠，耐腐蚀性能好。

3、在设备防腐上，公司投入大量人力、物力和财力，成功地解决了该装置中氯化物带来的设备、管道及建筑物的严重腐蚀问题，使装置设备、管道、仪表等能在效地、长时间地稳定运行。

4、在尾气回收系统上，采用国产规整增强聚丙烯填料代替国外装置中通用的散堆填料，在塔径、填料高度相同的情况下有效地提高了设备的处理能力，提高了氯回收率，降低了排放尾气中氯化氢的含量，装置尾气排放完全符合国家环保排放标准。

5、在除尘系统上，在设备中选用由波浪式塑烧滤芯制造的塑烧板除尘器，取代传统的布袋除尘器，塑烧滤芯表面经过深度处理，孔径细小均匀，具有疏水性，不但不易沾上粉尘，而且含水较高粉尘也不易沾上，所以其除尘效率超高：排气含尘浓度可控制在5mg/m3，最高排放浓度在19mg/m3，除尘效率达99.999％；使用寿命长，是布袋除尘器的8倍以上。

带钢酸洗工艺流程：

预开卷准备站：受料台→上卷小车→地辊式开卷机→带夹送三辊矫直机→切角剪→液压剪→废料斗。

酸洗机组：人工上料→上卷小车→开卷机→(带压辊)→开卷刮刀→1#立导辊→带夹送九辊矫直机→铆接段→月牙剪→1#夹送机→反冲洗槽(900mm，挤干辊2台)→4级盐酸酸洗槽(4×12.5m，挤干辊5台)→5级水洗槽(12m，挤干辊5台)→热风干燥器→2#夹送辊→活套坑(两头设活套摆动台)→侧导辊→夹送对中机→圆盘剪→废边卷取机→三辊式张力辊→出口剪切机→(静电涂油机-预留)→出口转向夹送机→卷取机→卸卷小车→受料台。

该流程简述如下：

在冷轧酸洗生产线中，使用盐酸酸洗钢板时，板材表面的氧化铁被盐酸洗掉形成氯化亚铁或氯化铁溶解在酸洗液中，随着酸洗过程的进行酸洗液中的铁离子浓度会升高，而游离HCL的浓度相应降低。为了保持酸洗酸液中的游离HCL的浓度，除去酸液中增加的铁离子，将废酸液定量的送往酸再生装置再生成游离酸返回酸洗机组，同时得到氧化铁粉。

酸洗过程可以用下列化学反应方程式描述：

Fe+2HCL＝FeCL₂+H2

FeO+2HCL＝FeCL₂+H₂O

Fe₂O₃+2HCL＝FeCL₂+FeCL₃+H2O

Fe₂O₃+6HCL＝2FeCL₃+3H₂O

2FeCL3+Fe＝3FeCL2

4FeCL₂+4HCL+O₂＝4FeCL₃+2H₃O

来自于酸洗机组的酸洗废液收集在废酸罐中。

用泵将贮酸罐中的酸送到废酸过滤器，在过滤器中，将酸洗作业中产生的固体颗粒和不溶解的残留物从酸液中分离出来。

废酸通过一个气动操作阀进入预浓缩器的底部，由该气动阀自动地控制预浓缩器底部的液位。酸液以指定的量从予浓缩器流向循环泵。由于输送给焙烧的废酸量是恒定的。因而输送给浓缩器的废酸量也是恒定的。使废酸通过予浓缩器循环，与来自焙烧炉的热焙烧气体直接的热交换，使部分液体蒸发掉。予浓缩过的废酸液由焙烧炉给料泵以一控制的流量经浓缩废酸过滤器过滤后送到焙烧炉的喷咀。这些喷咀安装在3个喷枪上，而喷枪可自动地插在焙烧炉的顶部。这些喷咀由特殊材料制造(烧结料AL₂O3₃)。在喷枪内部的喷咀前面有一个过滤器，以防止喷咀堵塞。

焙烧炉是一个钢壳，其内衬有耐火砖，直接用在园周方向呈切线布置在钢壳上的3个烧咀加热。燃烧气体在焙烧炉内部形成某种流动形式，从而烘干来自喷咀的予浓缩液滴，而在焙烧炉的热区域内(300~800℃)，FeCL₂和FeCL₃按照下述方程分解：

FeCL₂+2H₂O+1/2O₂＝Fe₂O₃+4HCL↑

2FeCL₃+3H2₂O＝Fe₂O₃+6HCL↑

固体颗粒(Fe₂O₃)以粉末的形式落在焙烧炉下部锥形体中，并用一个旋转阀排放出去。旋转阀可以使焙烧炉内部的气体同外部气体隔离开来。在旋转阀的上部安装了一个氧化物块破碎机，用来破碎任何可从焙烧炉壁落下的团块。

焙烧炉气体由燃烧废气，水蒸汽和氯化氢气体组成，从焙烧炉的顶部离开焙烧炉并通过旋风分离器将所含的Fe₂O₃粉尘大部分分离出来。分离出来的氧化物通过旋转阀排放，并返回焙烧炉。然后焙烧气体进入预浓缩器，在予浓缩器中，高温气体直接与循环酸接触，而被冷却和清洗气体中仅残留了少量的氧化物，并进入吸收塔。

为了吸收氯化氢气体，使用高质水和漂洗水。水从吸收塔顶部送入，在吸收塔内，有喷咀分配器将水分布在吸收塔中的填料上。在逆流过程中，气体中的氯化氢成份被吸收因而形成再生酸。

再生酸从底部离开吸收塔，并流向再生酸贮存槽。含有燃烧废气和受微量HCL污染的水蒸汽的气体则从吸收塔顶部离开。因此，再将水喷射到废气风机的叶片上，该风机也作为清洗装置。废气风机之后是一台废气洗涤塔，洗涤塔设计成两层，各装有填料，在洗涤塔的下部用漂洗水循环洗涤废气。

在洗涤塔的上部用将高质水供给洗涤塔洗涤废气，通过两级循环洗涤后废气排空。

废气风机可以自动控制使所有的设备部件均处于轻微的负压状态，因此，系统中不会有任何氯化氢泄漏出来。

焙烧炉生产的氧化铁粉由一气动输送系统输送(在轻微的负压状态下工作以防止粉尘泄漏到大气中)到氧化物料仓。在料仓的上部安装有一个塑烧板式过滤器以清洁输送Fe₂O₃时用过的空气，然后将空气排放到大气中。在料仓底部，用一个放置阀将Fe₂O₃粉排放进装袋机的容器中。

主要过程参数，如温度，压力和流量在控制室中都可以在计算机屏幕上由数字显示出来，而重要的操作参数都自动地由PLC系统自动控制，设备的启动，控制和停车都可由键盘完成。再生设备的仪表的设计使操作简化，同时可确保操作安全，联锁系统可以防止在设备失效或末预料技术故障，如加热介质、电源等欠缺，甚至无操作人员时，所导致的设备损坏。万一出现紧急事故，再生装置可自动停止工作。

综上所述，是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1、一种带钢酸洗废液再利用技术，其特征在于：在工艺流程上，采用喷雾焙烧工艺；在控制系统上，应用DCS系统及变频调节技术；在设备防腐上采用防腐措施；在尾气回收系统上，采用国产规整增强聚丙烯填料；在除尘系统上，在设备中选用由波浪式塑烧滤芯制造的塑烧板除尘器。

2、如权利1所述的带钢酸洗废液再利用技术，其特征在于：上述工艺流程主要是：(1)、将来自于酸洗机组的酸洗废液收集在废酸罐中；(2)、用泵将贮酸罐中的酸送到废酸过滤器，在过滤器中，将酸洗作业中产生的固体颗粒和不溶解的残留物从酸液中分离出来；(3)、废酸通过一个气动操作阀进入预浓缩器的底部，由该气动阀自动地控制预浓缩器底部的液位，酸液以指定的量从予浓缩器流向循环泵；(4)、使废酸通过予浓缩器循环，与来自焙烧炉的热焙烧气体直接的热交换，使部分液体蒸发掉。予浓缩过的废酸液由焙烧炉给料泵以一控制的流量经浓缩废酸过滤器过滤后送到焙烧炉的喷咀；(5)、燃烧气体在焙烧炉内部形成某种流动形式，从而烘干来自喷咀的予浓缩液滴，而在焙烧炉的热区域内FeCL2和FeCL3进行方程分解；(6)、固体颗粒Fe₂O₃以粉末的形式落在焙烧炉下部锥形体中，并用一个旋转阀排放出去，从焙烧炉的顶部离开焙烧炉并通过旋风分离器将所含的Fe₂O₃粉尘大部分分离出来，分离出来的氧化物通过旋转阀排放，并返回焙烧炉；(7)焙烧气体进入预浓缩器，在予浓缩器中，高温气体直接与循环酸接触，被冷却和清洗气体中仅残留了少量的氧化物，并进入吸收塔；(8)、使用高质水和漂洗水吸收氯化氢气体，水从吸收塔顶部送入，在吸收塔内，有喷咀分配器将水分布在吸收塔中的填料上；在逆流过程中，气体中的氯化氢成份被吸收因而形成再生酸；(9)、再生酸从底部离开吸收塔，并流向再生酸贮存槽，含有燃烧废气和受微量HCL污染的水蒸汽的气体则从吸收塔顶部离开，再将水喷射到废气风机的叶片上，该风机也作为清洗装置；废气风机之后是一台废气洗涤塔，洗涤塔设计成两层，各装有填料，在洗涤塔的下部用漂洗水循环洗涤废气，在洗涤塔的上部用将高质水供给洗涤塔洗涤废气，通过两级循环洗涤后废气排空。

3、如权利1所述的带钢酸洗废液再利用技术，其特征在于：上述防腐措施主要是：酸洗槽共分四段，槽体为碳钢结构，内衬丁基橡胶及酸瓷砖与花岗岩石条，各段槽之间设有酸液挤干胶辊和酸液隔离室，槽底衬花岗岩与挤干胶辊下辊面在同一平面，在带钢运行平面上部设有玻璃钢槽盖，并通过水封实现酸洗槽的密封；烧炉的喷咀安装在3个喷枪上，这些喷咀由烧结料AL₂O3₃材料制造，在喷枪内部的喷咀前面有一个过滤器，焙烧炉是一个钢壳，其内衬有耐火砖。

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