酸洗车间酸性废气处理系统技术方案-酸雾废气净化塔

摘要:江苏振达钢管有限公司的酸洗车间,在钢管酸洗时产生出的酸性废气,不但污染了大气环境,损害了员工的健康,也损坏了企业的社会形象。针对这一问题,该公司从长远利益出发,目前设计出酸性废气处理系统的技术方案并准备逐步实施,本文对该技术方案进行分析以助运行效果更优。

不锈钢洗涤塔

关键词:酸洗;酸槽;酸雾净化塔;再生酸

1 概 述

江苏振达钢管有限公司是以生产各种无缝钢管为主的钢管制造企业,产能 60 万 t,建有热轧、冷拔、酸洗车间、理化分析室等。酸洗车间使用硫酸量约为30 t/d,硫酸浓度为 98%;在正常生产中,根据钢管生产制造工艺要求,酸洗钢管时将硫酸浓度配成 25%硫酸溶液,并经蒸汽加温至 70 ℃以上,用来清除金属表面的氧化层等,酸洗车间共设置了 4 道酸洗槽,槽的规格尺寸为:14 000 mm ×2 000 mm ×900 mm。在钢管酸洗的生产中,钢管表层氧化铁皮与硫酸产生化学反应,产生的酸雾和酸蒸汽从酸洗槽中溢出,酸洗时形成的水蒸汽和氢气泡在离开液面时将酸带出。在钢管连续酸洗生产时,酸洗车间的酸性废气浓度不断增高,会远远超出相关国家标准的数值。酸性废气是有害物质,对生产操作人员的呼吸系统和皮肤可造成伤害,对消化道黏膜有强烈的刺激性,对车间设备和构筑物有一定的腐蚀性,流至车间外的酸性废气对外部大气环境也造成污染,浓度越高,损害越大。

2 酸性废气处理方案

2. 1 酸雾废气处理工艺流程

酸雾废气处理工艺流程如图 1 所示。

工作原理

2. 2 采用吹吸式排风槽和酸雾废气净化处理塔系统方案

酸洗槽风道采用整体防腐花岗岩,酸洗槽的一端设置吹风机,另一端设置吸风机。每道酸洗槽产生的酸性废气经风道收集后,废气经输送风道由风机加压将废气送入净化塔的进风段,净化塔装有三级喷淋填料,进入净化塔的废气向上流到第一级填料与第一级喷嘴喷出的中和液接触反应;废气继续向上流到第二级填料与第二级喷嘴喷出的中和液再次中和接触反应后;废气继续向上流到第三级填料与第三级喷嘴喷出的中和液第三次中和接触反应。由于填料有很大的液体与气体的接触面积,液气两相有密切的接触机会,在塔内形成废气向上流动,而雾状喷洒的液体向下流动,中和反应后的净化气体离开塔顶,由排气管排入大气。同时,塔中向下流动的反应后液体流入下排阀,并至水处理池进入下道工序处理。

2. 3 废气处理系统主要参数

设计处理风量:50 000 m 3 /h;酸洗槽平面尺寸:14 000 mm ×2 000 mm 共 4 道;净化塔:数量 2 台,外形尺寸 3 200 mm ×520 mm;吸风机:玻璃钢离心风机数量 2 台,电机功率 45 kW;吹风机:玻璃钢离心风机数量 2 台,电机功率 5. 5kW。

3 技术方案分析

1)从保护环境和社会效益的角度出发,对酸洗车间逐步完善,对废气和废酸进行治理,说明该公司领导重视环境保护工作。对酸洗车间和工艺系统全面分析,以上方案应为废气处理和废酸再生处理的综合方案更佳。提及废气和废酸的处理,企业往往因资金原因等较难投入,但仔细分析,废气和废酸进行综合处理、提取副产品,循环使用,不但起到保护环境的作用,还有为企业增加效益的功能。钢管酸洗反应后,酸洗液中含有一定的硫酸亚铁,而硫酸亚铁溶解度的特点是随着温度的降低而降低、随着硫酸浓度的增加而降低;据此特点,可利用冷冻工艺法提取得到工业副产品即硫酸亚铁 FeSO 4 ,提取后的酸液经浓度调整可继续循环使用即再生酸,而硫酸亚铁作为副产品,销路涉及饲料业、净水剂业、油漆行业、颜料行业等,比较畅销,可为企业带来一定的经济效益,使原来的污染物变成新的工业产品,达到了变废为宝的目的。一般钢管酸洗的再生酸浓度控制在 25%、Fe 2 +为 60 ~ 100 g/L 时,就能满足酸洗工序的工艺要求。因此该公司对废气收集处理和对废酸冷冻再生循环处理一并成综合方案,方案的经济效益性会更强。

2)方案中,酸洗车间的酸雾及其他废气的收集系统须更严密。在钢管酸洗时,立即产生蒸汽,酸雾和酸蒸汽也从酸洗槽中溢出,酸洗时形成的水蒸汽和氢气泡也将酸带出;而生产是连续而不间断的,酸洗车间的整个空间酸性废气浓度不断增高;据相关资料记载,1952 年 12 月 5 日,伦敦发生过让世界震惊的烟雾杀人事件,搅得市民很长一段时间人心惶惶,所以不能忽略有害气体的对社会的危害。由此,车间内的所有有害气体应尽可能的排出或排尽去处理,方案的吸气口是在酸洗槽的上侧面,而据笔者现场观察,在钢管酸洗吊运的实际操作过程中,明显有较多的废气排到了车间的上空,继而徘徊在车间或最终流出车间到外部的大气中,所以方案中的吸气设计有遗漏,应在车间顶部增加吸气罩和吸气管道、并避开行车的内容。否则,该方案将存在着一定的系统缺陷或运行效果定性欠缺。方案完成后,最终的实测数据是否达到《大气污染排放限值》中的最高允许排放浓度和15 m高最高允许排放速率的标准,是检验该方案是否成功的唯一标准。

3)方案中的酸洗槽,因各种原因有时也会停止工作,该方案设计是露天的即酸液完全暴露在空气中;如果在酸槽停止作业时能及时加盖密封,可减少酸雾的挥发,还能增加操作人员行走在酸洗槽附近的安全作用,所以方案中的酸洗槽应补充设计封盖岂不更好。

4)操作人员除针对酸洗作业进行正常的岗位培训和劳动保护外,应实行严格的防毒口罩或面具保护以防工伤事故,即人员保护措施也应作为酸性废气处理方案中的设计内容之一,体现以人为本的设计理念,方案实施后可作为操作规程悬挂在操作岗位,不可缺少。

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