淺析冷軋不銹鋼中性鹽電解液回收工藝應(yīng)用與實(shí)踐

摘 要：中性鹽電解強(qiáng)制性除鱗酸洗方法是采用硫酸鈉溶液作為電解質(zhì)，帶鋼在運(yùn)行中通過電極的作用交替變換極性來溶解氧化鐵皮中的鉻氧化物，以方便后續(xù)的除磷處理；此方法具有金屬損耗小，表面光潔度高，酸洗液循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)；隨著整體大環(huán)境下的環(huán)保壓力日益加劇，公司決定再次投用中性鹽回收系統(tǒng)，經(jīng)過2個(gè)多月的設(shè)備恢復(fù)和調(diào)試，5月正式投入使用。但是隨后的一系列問題逐漸的暴露出來，例如壓濾泵的使用周期短、泥餅含水量大、壓濾系統(tǒng)的壓力達(dá)不到4bar，能源介質(zhì)消耗大等等問題，曾一度困擾著設(shè)備維護(hù)人員和生產(chǎn)操作人員。

關(guān)鍵詞：中性鹽；回收；成本；消耗

前言

中性鹽回收系統(tǒng)的工作原理是將廢的電解液從中性鹽循環(huán)罐通過空壓泵排放至鉻還原罐，在罐內(nèi)加入硫酸及NaHSO3來還原鉻氧化物，隨后電解液進(jìn)入pH控制罐，通過加入NAOH來提高pH值并通過這種方式析出溶解在電解液中的金屬離子，通過氧化還原反應(yīng)，將6價(jià)鉻轉(zhuǎn)換為3價(jià)鉻，再經(jīng)壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離；通過使用NA2SO4凈化工藝，可以獲得如下優(yōu)點(diǎn)：（1）降低在線處理溶液的金屬離子，提高工藝效率。（2）降低了電解液消耗的儲(chǔ)存指標(biāo)。（3）大大減少電解酸洗槽罐中的淤泥。（4）大大減少了污染物質(zhì)的排放，減少廢水處理成本。（5）降低中性電解液酸洗段的維護(hù)成本。（6）降低新鮮電解液的用量要求。

1 公司原有技術(shù)及存在的問題

經(jīng)過對整個(gè)系統(tǒng)工作原理及設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)合歷次問題的發(fā)生和處理現(xiàn)總結(jié)出一套提高中性鹽回收系統(tǒng)穩(wěn)定生產(chǎn)，并通過相關(guān)參數(shù)的修改和介質(zhì)的配比方法，有效的降低電解電力及H2SO4 等介質(zhì)的消耗。通過該改進(jìn)方法的實(shí)施，確保了設(shè)備的穩(wěn)定性，降低了設(shè)備開啟的相關(guān)投入成本及生產(chǎn)成本。

存在的問題如下：（1）最終控制罐溶液渾濁、金屬離子含量高。（2）壓濾隔膜泵使用壽命短、修復(fù)成本高。（3）使用壓濾隔膜泵所能達(dá)到的系統(tǒng)壓力只有2.5bar不利于泥餅的成型且過濾量不足。（4）最終控制罐的pH值波動(dòng)大，會(huì)造成系統(tǒng)連鎖報(bào)警停用還增加了H2SO4、NAOH的介質(zhì)消耗。（5）在線循環(huán)罐到回收系統(tǒng)的管道，由于間歇供應(yīng)原因容易堵塞。（6）NaHSO3介質(zhì)的配比時(shí)間需要6小時(shí)左右，系統(tǒng)處于停機(jī)狀態(tài)。（7）沉淀罐的循環(huán)泵開停次數(shù)多、時(shí)間短對泵的使用壽命有影響。

2 國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)情況

經(jīng)檢索，目前，國內(nèi)外沒有對該類問題的綜合介紹和分析。

3 解決問題的技術(shù)方案

3.1 解決最終控制罐溶液渾濁、金屬離子含量高問題，做如下方法改進(jìn)

由于中性鹽回收系統(tǒng)pH控制灌打入沉淀罐是從沉淀罐頂部接入，同時(shí)沉淀罐頂部又通過溢流管道聯(lián)通最終控制罐；前期生產(chǎn)過程中由于空壓泵揚(yáng)程不夠?qū)е聣簽V機(jī)處于半投入狀態(tài)，當(dāng)沉淀罐液位較滿時(shí)，那么打入該罐內(nèi)的溶液則未經(jīng)沉淀而直接溢流到最終控制灌，最后再直接進(jìn)入電解段循環(huán)罐內(nèi)，造成循環(huán)罐、槽內(nèi)氫氧化物淤泥沉積，從而影響溶液活性及電解效果；我們對沉淀罐液位及離心泵（pH控制罐至沉淀罐）設(shè)置連鎖條件，當(dāng)液位達(dá)到90%，該離心泵無法啟動(dòng)。同時(shí)將空壓泵改為大揚(yáng)程的離心泵，確保壓濾機(jī)處于正常投運(yùn)狀態(tài)；以此來控制回收電解液中的金屬離子氫氧化物含量；圖1為實(shí)施前后最終控制罐內(nèi)溶液清潔度對比。

3.2 解決壓濾隔膜泵的使用壽命短，隔膜易損壞且修復(fù)成本高問題，使用壓濾泵后系統(tǒng)壓力只有2.5bar的問題。做如下方法改進(jìn)

3.2.1 查詢相關(guān)的資料并參照類似設(shè)備，對壓濾隔膜泵進(jìn)行了改型。由原先的皮帶隔膜泵形式改為高揚(yáng)程的離心泵。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)際情況制定了泵的參數(shù)：P=5KWH=50mQ=10m3/h。

3.2.2 為了防止泵改造后，離心泵沒有變頻器造成流量過大跳電或者進(jìn)壓濾機(jī)流量過大回流來不及，將泵出入口的手閥進(jìn)行了開口度限制開口度不大于75%（根據(jù)壓濾機(jī)出口的水流量進(jìn)行調(diào)整）。

3.3 針對最終控制罐的pH值波動(dòng)大，波動(dòng)區(qū)間值在5.1pH-12.2pH，且能源介質(zhì)消耗大。做如下改進(jìn)。

3.3.1 對最終控制罐循環(huán)泵的短循環(huán)閥門進(jìn)行調(diào)整，由原先根據(jù)液位進(jìn)行開口度調(diào)節(jié)形式，改為固定25%開口度，防止罐內(nèi)液體流動(dòng)不均勻造成檢測失效。

3.3.2 關(guān)閉最終控制罐的NAOH加料閥，單獨(dú)用H2SO4進(jìn)行調(diào)整pH值，H2SO4氣動(dòng)閥加料的時(shí)間有原來10秒加2秒，修改2分鐘加1秒。報(bào)警區(qū)間有原來的4pH-10pH，修改5pH-8pH。

3.3.3 反應(yīng)罐CRT1的pH值由原來的3.5修改為3.0。H2SO4加料時(shí)間偏差值由原先的10修改為5。反應(yīng)罐CRT2的pH值由原先的11修改為現(xiàn)在的9.5。

3.3.4 配料罐D(zhuǎn)T2，H2SO4的濃度配置進(jìn)行了調(diào)整由原先的10%調(diào)整為7%。

3.4 在線循環(huán)罐到回收系統(tǒng)的管道，由于間歇供應(yīng)原因容易堵塞，做出如下改進(jìn)

3.4.1 對回收系統(tǒng)管道容易堵塞問題，首先對FCT1/ST1/CRT3和P01/P02增加了液位連鎖。

3.4.2 對循環(huán)罐底部到氣動(dòng)泵的這一段管道進(jìn)行了角度的調(diào)整和內(nèi)徑的調(diào)整。由原來的平行改為向上傾斜，直徑由原來的DN40改為DN100并增加最低點(diǎn)排放口。

3.5 NaHSO3介質(zhì)的配比時(shí)間需要6小時(shí)左右，系統(tǒng)處于停機(jī)狀態(tài)，做出如下改進(jìn)

對原先的NP01-PT1罐配置NAHSO3溶液方法進(jìn)行調(diào)整，由原來液位到85%溫度到40℃，改為液位25%開始加NAHSO3并同時(shí)進(jìn)行加熱升溫，加至滿液位狀態(tài)。

3.6 ST1沉淀罐的循環(huán)泵開停次數(shù)多、時(shí)間短對泵的使用壽命有影響

對沉淀罐和壓濾機(jī)出水量進(jìn)行核對后對原先泵的開停液位值進(jìn)行了修改，由原來的55%-65%改為現(xiàn)在的45%-65%，有效的降低了泵的開停次數(shù)。

在中性鹽電解過程中，隨著溶液濃度升高，電解電流是趨于設(shè)定區(qū)間下限值自動(dòng)調(diào)節(jié)的；反之電解電流趨于設(shè)定區(qū)間上限值調(diào)節(jié)，結(jié)論就是電解液濃度越大越節(jié)省電流；通過回收系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作，可確?；厥针娊庖旱臐舛?、pH值等在標(biāo)準(zhǔn)范圍，減少淤泥沉積，大大提升溶液活性；因此我們可以提高溶液濃度，適當(dāng)減少電解電流設(shè)定值來達(dá)到穩(wěn)定工藝，降低電耗成本的目的。

4 實(shí)施后效果

（1）改造后的壓濾離心泵去年10月上機(jī)使用到現(xiàn)在已經(jīng)近6個(gè)月未出現(xiàn)過故障。（2）壓濾機(jī)的系統(tǒng)壓力由原先的2.5bar提高到5.0bar，泥餅的成型遠(yuǎn)大于前期預(yù)估。（3）2015年1月份以來，系統(tǒng)自身運(yùn)行良好、產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行成本穩(wěn)步下降，目前回收系統(tǒng)藥劑噸鋼消耗已由前期的10元/噸降至3元/噸左右，中性鹽廢水排放量每月減少近500立方，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益雙提升。（4）通過回收系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及各反應(yīng)參數(shù)的合理設(shè)定，再進(jìn)一步優(yōu)化電解段整流器參數(shù)，更大程度上降低了電力成本；在節(jié)能降本工作中成績顯著。

5 結(jié)束語

對于類似中性鹽回收系統(tǒng)的問題，按照上述改進(jìn)維護(hù)方法予以處理，基本可以得到有效解決，因此，該方法完全可以在同類企業(yè)進(jìn)行推廣使用。