冷軋不銹鋼酸洗廢酸焙燒法回收工藝評述_圖文

1、2003年增刊寶鋼技術(shù)妒移痧移驢驢印綜述莎、g、護(hù)、:伊、:2艫舀冷軋不銹鋼酸洗廢酸焙燒法回收工藝評述周光升,俞國安(寶鋼集團(tuán)公司上海?臺金設(shè)計(jì)研究院,上海200070摘要:簡要介紹了焙燒法回收混合廢酸的工藝原理、設(shè)備組成,并以某工程為例,對該工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)和社會效益作了評述。關(guān)鍵詞:不銹鋼;酸洗;廢酸;焙燒法;回收;評述1概述近幾年,我國冷軋不銹鋼生產(chǎn)正以較快速度發(fā)展,與此同時,冷軋不銹鋼酸洗工藝排出廢酸的合理有效處理已成了業(yè)內(nèi)人士和環(huán)保工作者共同關(guān)心的問題。許多企業(yè)并未建廢酸的再生回收設(shè)施,有的企業(yè)則僅采用中和法,對廢酸廢水進(jìn)行混合中和還原處理后排放。目前存在的主要問題是:(1廢

2、酸中的氫氟酸(HF、硝酸(HNO,、金屬成分(Fe、cr、Ni未能再生回收,資源流失嚴(yán)重。(2中和法處理工藝又存在著cr6+、Ni2+、F一、色度、pH值經(jīng)常超標(biāo)等污染環(huán)境問題,而且大量產(chǎn)生的含重金屬污泥又形成了二次污染。本文推薦采用噴霧焙燒法(簡稱焙燒法回收冷軋不銹鋼酸洗工藝排出的廢酸,這一成熟的酸再生工藝可使再生酸返回酸洗線循環(huán)使用,焙燒產(chǎn)生的金屬氧化物粉返回?zé)掍?或進(jìn)行重金屬的提純。該工藝既可回收資源又減少了中和排放量,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效焙燒法工藝作一簡介和評述。2焙燒法工藝原理2.1工藝流程冷軋不銹鋼酸洗過程常以HNO,、HF(單一或混合為酸洗液,排出的廢酸中含

3、有HN03、HF游離酸和Fe、Cr、Ni金屬鹽類?；旌蠌U酸進(jìn)入本工藝噴霧焙燒爐后,分別產(chǎn)生含HN03/HF及NO。的酸性氣體和金屬氧化物粉粒,酸性氣體從爐頂排出后,利用酸洗線排出的最終漂洗廢水經(jīng)兩級噴淋洗滌和吸收濃縮,變?yōu)榭苫厥绽玫脑偕?再生酸返供酸洗循環(huán)使用;金屬氧化物粉從焙燒爐底部排出,經(jīng)造球機(jī)變?yōu)楹琋i,Cr,Fe的金屬氧化球團(tuán)返銷煉鋼或進(jìn)行貴重金屬提純。因此,進(jìn)入酸洗槽的酸和帶鋼表面被溶蝕的金屬氧化物絕大部分被本工藝回收成可利用資源,廢酸不必經(jīng)中和站處理排放,減少酸性廢水處理中和站的處理負(fù)荷。焙燒法工藝流程見圖1。圖l焙燒法工藝流程圖2.2酸再生反應(yīng)方程式周光升高工1962年生19

4、84年畢業(yè)于山東冶金學(xué)院現(xiàn)從(1廢酸中的游離酸事給排水專業(yè)電話5655155811262寶鋼技術(shù)2003年增刊HF(液一HF十(氣一HF酸(液HN03(液一HN03十(氣一HN03酸(液(2廢酸中的金屬鹽MeF,+H20,MeO+HF十MeO一成球回收HF+HOHF酸Me(N03,+H20,Me0+HN03+N02MeO一成球回收HN03+H20,HN03酸N02+NH3一N2十+心02.3焙燒工藝設(shè)備焙燒法酸再生系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成:噴霧培燒爐,18、28洗滌塔,吸收塔,金屬氧化物造球機(jī)(亦可按需改為金屬氧化物粉袋裝機(jī),N0。處理系統(tǒng),廢酸槽、再生酸槽、酸性廢水槽,泵、管、閥系,電氣自動化

5、系統(tǒng),基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)(L1。3某廢酸再生站主要技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)(1廢酸處理量為2.0m3/h,再生酸回收量為1.713/h。(2廢液處理減少2.O m3/h廢酸和中和處理量0.5m3/h酸性廢水。(3混合酸參數(shù):a酸洗液計(jì)算濃度:HF為60100g/L, HNO,為150220g/L。b排出的廢酸濃度:HF為3959g/L,HN03為120187L,Me45g/L,呈MeF。、Me(N03y 化合鹽狀態(tài)。(4廢酸回收率(其中數(shù)值的下限為保證值:a廢酸再生裝置回收率:HF為97%一99%, HN03為70%一80%。b金屬鹽:一90%(約10%的金屬鹽殘留在再生酸中。c酸洗槽內(nèi)有10%的酸隨鋼帶進(jìn)

6、入最終沖洗廢水中,因此酸洗線總回收率:HF為(97%99%90%=87.3%90%, HNO。為(70%80%x90%=63%72%,金屬鹽為(90%+10%90%=90%(再生酸中殘留金屬鹽約10%。(5按處理2m3/h廢酸計(jì)算,能源介質(zhì)消耗量為:LPG69m3/h,冷卻水5m3/h,自來水1.3m3/h,沖洗廢水0.5m3/h,電耗230kWh,壓縮空氣150m3/h,NH3(處理N0。用29kg/h。(6焙燒法酸再生設(shè)施包括:焙燒爐區(qū)、酸儲槽區(qū)、氧化球團(tuán)庫、液氨氣化問等。共計(jì)占地面積為F=3518=630m2。(7廢酸再生站環(huán)保指標(biāo)a排出廢氣的控制指標(biāo)(考核值為:HF最大9mg/m3,總

7、量小于0.1kg/h;NO。最大240mg/m3,總量小于2.65kg/h;氧化物粉塵最大50mg/m3,總量小于0.55kg/h。b噪聲控制指標(biāo):在工作環(huán)境內(nèi)各處的噪聲均/J、于85dB(A。c該工藝正常生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生廢水、污泥等二次污染源。d該工藝無爆炸性危險(xiǎn)。(8經(jīng)濟(jì)效益按處理2m3/h廢酸計(jì)算,可得到下列產(chǎn)品和經(jīng)濟(jì)效益:回收HF酸(55%約1500t/a,回收HN0,酸(65%約2500t/a,回收金屬氧化球團(tuán)約l000t/a,可得產(chǎn)值(收入約1200萬元/a。4工藝評述(1工藝先進(jìn)、成熟、可靠20世紀(jì)70年代初以來,奧地利ANDRITZ/ RUTHNER公司在全世界設(shè)計(jì)制造焙燒法廢

8、酸再生裝置共61套。自90年代初開始用于冷軋不銹鋼HN0,/HF混合廢酸再生,目前,已建造處理裝置共6套,第6套處理裝置建在寶鋼集團(tuán)寧波寶新不銹鋼有限公司,這是我國用于冷軋不銹鋼HN0,/HF混合廢酸再生的首套裝置。該工藝回收廢混合酸在技術(shù)上比較成熟;自動控制系統(tǒng)比較成熟;減少了90%廢酸中和處理量及部分最終沖洗廢水,能降低中和站處理負(fù)荷和運(yùn)行成本。該工藝回收的再生酸濃度高,可直接回用于酸洗生產(chǎn),無多余廢酸外排的問題,不產(chǎn)生酸液的體積膨脹問題。再生酸中Me鹽為零,可確保酸洗速度和質(zhì)量。能較好地解決酸洗一再生一中和一供酸系統(tǒng)的物料平衡和生產(chǎn)自動化控制問題。(2經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益該廢酸回

9、收工藝符合我國實(shí)際,具有較好的(下轉(zhuǎn)第23頁羅建江噴槍內(nèi)粉氣兩相流的理論研究23加,粉氣間的初始速度差隨之減小,氣體與粉粒間的動量、能量及熱量的交換也隨之減小,因而使得粉粒的加速度也逐漸減小。槍中粉氣兩相摩擦流的行為規(guī)律,對于現(xiàn)場噴槍的實(shí)際使用具有指導(dǎo)作用,同時也為更好地設(shè)計(jì)噴槍、維護(hù)噴槍打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。(2隨著初始?xì)怏w壓力及流量的增加,噴槍內(nèi)粉粒和氣體沿噴射方向的加速度逐級增大,噴槍內(nèi)粉粒和氣體的速度均沿噴射方向在噴槍內(nèi)加速上升。(3在其他初始條件相同的情況下,粉粒速度隨粉粒粒徑的減小而增大;隨粉粒密度的減小而增大;粉粒和氣體速度隨粉氣比A的增加而增大,而粉粒終速隨粉粒初速的增加而減小

10、。參考文獻(xiàn)l Nellson J.H.,Gllchnst A.J.uid Mechanics.1968:33:131.1盯曲=5m/s2U硼=lO塒/s3田=20m/84UP0250m/s5Up0:70rr8chanics Institute.St踟1fordUniversity Press.19655結(jié)束語4Gil68n M,D“i8L8“。Ah“DJetPmp“18i?！?1955;25:26(1本文建立的描述噴槍內(nèi)粉氣摩擦流行為;主三零譬患黧薹篇蒜j?88的數(shù)學(xué)模型,通過計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)測定值的比較驗(yàn)證,證明了所建數(shù)學(xué)模型能夠更加貼切地描述噴編輯劉宏娟(改稿日期:200305一07 (上接第

11、2頁c高效益:年創(chuàng)效益約600萬元。另外,還經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。a該工藝生產(chǎn)的再生酸直接回用于酸洗槽,可節(jié)省大量的新酸,經(jīng)濟(jì)效益較高。b減少廢水廢酸處理量17500m3/a,降低了中和處理成本和對附近水體的污染。c減少污泥量20000t/a(含水率70%以上,減少了有害污泥的運(yùn)輸和處置費(fèi)用及對環(huán)境的潛在危害。d該工藝不存在二次污染現(xiàn)象。e變有害為有益,資源綜合利用。(3高投入、高產(chǎn)出、高效益a高投入:一次投資費(fèi)用較高,按處理廢酸量2m3/h計(jì)(下同,投資費(fèi)用約5000萬元。運(yùn)行成本較高,年消耗電力、壓縮空氣、液氨等支出及人工、維護(hù)費(fèi)用約600萬元。b高產(chǎn)出:年產(chǎn)再生酸(氫氟酸、硝酸的混合酸、金屬氧化物球團(tuán)可收入l200萬元。可節(jié)省廢酸中和處理費(fèi)用約400萬元/a。(4降低投資途徑該工藝在我國為首次引進(jìn),引進(jìn)設(shè)備比例較大,國內(nèi)分交設(shè)備僅為酸罐、卸料閥及管道、閥門等。為降低建設(shè)投資,作者認(rèn)為可以較大程度地提高國產(chǎn)化比例,比如:該工藝中的吸收塔、噴淋塔、廢氣脫氮裝置、供酸泵等都可以國內(nèi)分交制造和供貨,關(guān)鍵設(shè)備高鎳合金焙燒爐也可以外購材料國內(nèi)制作,因此,建設(shè)投資還可以大大降低。5結(jié)語該工藝先進(jìn)、成熟、可靠,經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益顯著,可在國內(nèi)廣泛