初轧酸洗槽酸雾净化系统.doc

初轧酸洗槽酸雾净化系统太钢设计院 白静萍摘要 根据太钢初轧厂不锈钢酸洗生产过程中酸槽产生的酸雾浓度大，岗位浓度高的特点，从净化系统工艺的先进性、可行性进行了论述，采用了吹吸式排风罩+大型玻璃钢酸雾净化塔吸收技术，运行近两年来,保证了酸雾排放浓度小于30mg/Nm3、岗位浓度小于5mg/Nm3，既改善了大气环境，又实现了清洁生产，体现了良好的社会效益。关键词 酸雾净化、酸雾净化塔、环境保护太钢初轧厂现有三个大型酸洗槽用于不锈钢酸洗生产中，投产运行初期，因产量较低，酸洗中产生的硫酸雾仅靠设置排风系统经简单的处理后即可满足当时的环保要求。但随着太钢150万吨不锈钢系统这一宏伟工程的全面实施，初轧厂不锈钢也随之需要增加产量，因此在酸洗过程中产生的酸雾量和浓度也在不断地增加，造成岗位浓度超标，排放浓度不达标的现象，污染了车间和周围环境。为改善环境、实现清洁生产，决定对旧有的初轧酸洗槽酸雾净化系统进行全面改造。一、 净化方式1、系统选择根据酸洗工艺，三个酸洗槽介质均为硫酸溶液，酸洗槽的规格经实测均为850016103100mm（长宽高），酸洗工作温度为6080，钢材酸洗过程中产生的硫酸雾浓度约为400mg/m3。设计考虑酸洗槽处利用旧有排风系统拆除后现有酸洗车间内狭窄的场地设置有效的净化系统，并不得妨碍生产操作的要求。经现场勘察操作过程、场地实测，最终采用新建一套酸雾净化系统，选用技术先进、吸收效果好、成熟可靠的大型玻璃钢酸雾净化塔，酸雾经新设置的槽边吹吸式排风罩，由侧吸罩吸入后经管道送入酸雾净化塔内与碱液充分接触进行中和反应，达到酸碱中和目的。2、净化系统的可行性因国内生产玻璃钢酸雾净化塔的厂商一般最大处理风量只做到50000 m3h，而现场狭窄的场地不允许设三个送、排风系统，只能设置一台总风量120000 m3h酸雾净化塔及引风机系统来净化、排除三个酸洗槽的风量，并且塔体直径只允许做到5200mm,这样就使得塔体内的风速达到1.6ms，远大于正常设计风速1.0 ms。因此，通过与制造商反复进行方案论证及现场考察，最终确定了采用多级碱液喷淋并采取特殊结构制造以延长酸雾在塔内的滞留时间，保证了酸雾与碱液充分接触，从而达到较好的中和效果，净化效率可达到95%。整套系统采用负压形式，有效提高风机的使用寿命，同时有利于废气在塔内的均匀流动，气、液两相的充分接触反应，提高净化效率。完全相同规格的酸雾净化塔虽然首次应用，但类似的直径小于此规格的净化塔已有过很好的应用。二、净化系统工艺设计1、工艺流程 为了不影响酸洗工艺操作，并且保证有害的含酸气体不经过操作人员的呼吸区，设计采用槽边排风罩的形式来控制由酸洗槽内液面散发的有害气体。根据槽边排风罩的设计原则，槽边排风罩的形式应根据槽宽（B）确定。一般槽宽B700m时，采用单侧排风罩；槽宽700B1200时，采用双侧排风罩。槽宽B1200，槽面无突出部分和取放工件不频繁时，宜设置吹吸式排风罩。由于本工程中槽宽为1610mm,故根据槽边排风罩的设计原则及现场实际操作情况，确定排风罩的形式采用吹吸式排风罩，即在每个酸洗槽的操作侧设置吹风罩，相对的另一侧设置吸风罩，利用喷射气流的射流原理，由送风机送出风产生覆盖效应，而引风机产生吸风将酸槽中挥发出来的酸雾以及覆盖气流及时吸入罩内，经吸风管道送入酸雾净化塔进行酸碱中和。酸洗时产生的硫酸雾气采用浓度为610%的NaOH溶液进行吸收，其反应式为：2NaOHH2SO4Na2SO4+2H2O，净化后的气体以高标准的排放要求经烟囱排至大气。系统流程如下：送风机 送风口 槽边 吸风口 风道 酸雾净化塔 引风机 排至室外。（2）系统风量的确定吹吸气流是一种性质比较复杂的气流，风量的计算方法较多，本工程考虑槽液温度(低于100)、槽宽及以往类似的其他酸洗槽排风罩的使用效果等因素，确定按槽液温度修正系数计算法进行计算：每个酸槽送风量: L1300KB2 L 300 x 1x 1.612 x 8.5 6609（m3h）每个酸槽排风量：L2 6 L1 6 x 6609 39660（m3h）式中：K槽内溶液的温度系数( 温度95700C时，K=1) B槽宽（m） L槽长（m）按照以上计算结果，设置三台送风机，一台引风机分别经3x13个（型号26#）槽边吹、吸风罩进行送、排风，配置一套玻璃钢酸雾净化塔，处理风量为120000 m3h。3、主要设备、材料的选择该净化塔为拼装式内外筒结构，主体采用玻璃钢材质，净化塔底塔设计厚度25mm，中塔厚度18mm，塔帽厚度15mm，本身含循环水箱，为提高循环水泵的使用寿命，设计采用液下泵，同时避免了卧式泵的漏液现象，另外配备碱液配制箱及不锈钢离心计量泵，采用PH探头及自动加药装置，PH探头与加药孔设置在净化塔本体的循环水箱上。碱性溶液经中和酸气后，净液循环使用，设定自动加药，并留有新水补充口补水以防循环液渐渐饱和。处理后的废液经排污口流入废液池定期送往中和站处理。考虑到现场的工作环境，三台送风机采用玻璃钢离心通风机,功率：4KW/台；引风机根据输送介质的要求采用了不锈钢风机，功率：132KW。系统总风量进行了平衡计算，并在每个吹、吸风罩口的连接管道上设置玻璃钢手动蝶阀以进行风量平衡调整。根据输送介质的特性及温度，引风机前风道及风口选择环氧改性玻璃钢材质，引风机后管道选用Q235-A材质内贴3mm厚的玻璃钢即可达到要求，以节约投资。此外，为了保证送风口及吸风口在生产过程中不受损坏,特设了防腐的送、吸风口保护罩。三、实施后的成果项目实施后经过近两年来的运行显示，净化效果很好，酸洗时产生的酸雾全部捕捉无外溢，完全达到了预期的要求，经环保部门多次测试，酸雾排放浓度均小于30mg/Nm3 ，岗位粉尘小于5mg/Nm3，达到了环保的高标准要求。现场的操作人员反映，已经消除了原有刺鼻的酸味，为工人创造了良好了生产环境。结论：此酸雾净化系统改造工程为环保项目，虽没有直接的经济效益，但是改善了大气环境、实现了清洁生产，有力地保证了不锈钢生产的发展。实行环境保护，共建碧水蓝天，体现了良好的社会效益。参考文献：钢铁企业采暖通风设计手册 冶