冷軋不銹鋼酸洗廢酸焙燒法回收工藝評(píng)述.

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臚舀冷軋不銹鋼酸洗廢酸焙燒法回收工藝評(píng)述周光升，俞國(guó)安（寶鋼集團(tuán)公司上海？臺(tái)金設(shè)計(jì)研究院，上海200070摘要:簡(jiǎn)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(duì)該工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)和社會(huì)效益作了評(píng)述。關(guān)鍵詞:不銹鋼;酸洗;廢酸;焙燒法;回收;評(píng)述1概述近幾年，我國(guó)冷軋不銹鋼生產(chǎn)正以較快速度發(fā)展，與此同時(shí),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(wèn)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(duì)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(wèn)題是:

2、（1廢酸中的氫氟酸（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(wèn)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(jiǎn)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(jiǎn)介和評(píng)述。2焙燒法工藝原理2.1工藝流程冷軋不銹鋼酸洗過(guò)程常以HNO,、HF（單一或混合為酸洗液，

3、排出的廢酸中含有HN03、HF游離酸和Fe、Cr、Ni金屬鹽類。混合廢酸進(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(jí)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1。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(jiàn)圖圖I焙燒法工藝流程圖2.2酸再生反應(yīng)方程式周光升高

4、工1962年生1984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+H OHF 酸Me(N03,+H20 ,Me0+HN03+N02MeO 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),N0o處理系統(tǒng)

5、，廢酸槽、再生酸槽、酸性廢水槽，泵、管、閥系，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)(L1 o3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1.7 U 13/ho(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/Lob排出的廢酸濃度:HF 為 39 59g/L,HN03 為 120187/ L,Me45g/L呈 MeFo、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

6、%。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)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(lái)水1.3m3/h,沖洗廢水0.5m3/h,電耗230kWh，壓縮空氣150m3/h,NH3(處理NO。用 29kg/h。(6焙燒法酸再生設(shè)施包括：焙燒爐區(qū)、酸儲(chǔ)槽區(qū)、氧化球團(tuán)庫(kù)、液氨氣化問(wèn)等。共計(jì)占地面積為 F

7、=35X18=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，總量小于0.1kg/h;N0。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(guò)程中不產(chǎn)生廢水、污泥等二次污染源。d該工藝無(wú)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I000t/a,可得產(chǎn)值(收入約1200萬(wàn) 元/a。4工藝評(píng)述(1工藝先

8、進(jìn)、成熟、可靠20世紀(jì)70年代初以來(lái)，奧地利ANDRITZ/ RUTHNER公司在全世界設(shè)計(jì)制造焙 燒法廢酸再生裝置共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(guó)用于冷軋不銹鋼HNO,/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(dòng)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(wú)多余廢酸外排的問(wèn)題，不 產(chǎn)生酸液的體積膨脹問(wèn)題。再生酸中 Me鹽為零，可確保酸洗速度和

9、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(dòng)化控制問(wèn)題。(2經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益該廢酸回收工藝符合我國(guó)實(shí)際，具有較好的(下轉(zhuǎn)第23頁(yè)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(dòng)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(duì)于現(xiàn)場(chǎng)噴槍的實(shí)際使用具有指導(dǎo)作用，同時(shí)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(jí)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

10、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。參考文獻(xiàn)I Nellson J.H.,Gllchnst A.J. uid Mechanics.1968:33:131.1 盯曲=5m/s2U 硼=lO 塒/s3/ 田=20m/82Trezek G.J.,SOOS.L.Proceeding of Heat Transfe甜 d Fluid Me.4UP0250m/sUp0:70rr/ 8chanics Institute.St踟 1fordUni versity Press.圖8粉粒終速隨粉粒初速的變化 3PEMeje

11、y alld GBwallis,AEc Rept.NYo 3114一 lo,sept.19655 結(jié)束語(yǔ) 4Gil68n M ,D “ i8L8Ah “？ ? JetPmp “18?！?,1955;25:26（1本文建立的描述噴槍內(nèi)粉氣摩擦流行為；主三零譬患黧薑篇蒜j?88的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)測(cè)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2頁(yè)c高效益:年創(chuàng)效益約600萬(wàn)元。另外，還經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)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?gòu)U水廢酸處理量17500m3/a降低了中

12、和處理成本和對(duì)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(duì)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咼投入、咼產(chǎn)出、咼效益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 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5000 萬(wàn)600萬(wàn)兀。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1200 萬(wàn)可節(jié)省廢酸中和處理費(fèi)用約 400萬(wàn)元/a。（4降低投資途徑該工藝在我國(guó)為首次引進(jìn)，引進(jìn)設(shè)備比例較大，國(guó)內(nèi)分交設(shè)備僅為酸罐、卸料閥及管道、閥門等。為

13、降低建設(shè)投資，作者認(rèn)為可以較大程度地提高國(guó)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(guó)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(gòu)材料國(guó)內(nèi)制作 ，因此，建設(shè)投資還可以大大降 低。5結(jié)語(yǔ)該工藝先進(jìn)、成熟、可靠，經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益顯著，可在國(guó)內(nèi)廣泛 推廣應(yīng)用。但目前一次投資較高，可以通過(guò)提高國(guó)內(nèi)設(shè)備分交比例和逐漸采用國(guó)產(chǎn) 設(shè)備等途徑降低投資。編輯李仁江（改稿日期：2003 一 05 22冷軋不銹鋼酸洗廢酸焙燒法回收工藝評(píng)述作者:周光升,俞國(guó)安作者單位:寶鋼集團(tuán)公司，上海冶金設(shè)計(jì)研究院，上海,200070刊名:寶鋼技術(shù)英文干刊名：BAOSTEEL TECHNOLO