CN101935845B - 一种用微波加热器加热钛带清洗酸液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用微波加热器加热钛带清洗酸液的方法，采用微波加热设备，利用微波加热器辐射的微波能，对流经微波加设备中的钛带清洗酸液直接非接触加热，使得酸液在循环状态下达到工艺所需温度，钛带以一定的速度通过酸洗槽进行酸洗。该方法能够对清洗钛带酸液进行直接加热，不存在换热过程，提高了热效率，碳排放为零，降低了能耗，避免了使用锅炉带来的环境污染及能源浪费问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波加热溶液的方法，尤其涉及一种用微波加热器加热钛带清洗酸液的方法，属于微波加热应用技术领域。
背景技术
在钛板卷冷轧轧制生产工艺中，酸洗是必须的重要的工序，酸洗的主要作用是把热轧后的钛带表面氧化皮及污染物去掉，得到表面清洁的钛带，避免轧制时产生缺陷。酸洗工艺包括清洗段、酸洗段和漂洗段，分别对冷轧钛带进行清洗、酸洗和漂洗。其中酸洗段溶液是HNO3和HF的混合酸液，按照一定浓度配比而成：HNO3浓度为100～220g/L，HF浓度为10～60g/L。公知的生产工艺中，通过锅炉产生高温水蒸气，利用石墨换热器将高温水蒸气的热量传递给酸洗溶液，把溶液加热至满足工艺所需温度。上述换热过程存在很多问题。具体问题如下：1、石墨换热器中的石墨抗冲击较低，因此在运输、安装与具体作业时，容易产生损坏，且需经常进行维护；2、锅炉燃料燃烧产生的烟气中含有烟尘、硫和氮的氧化物等有害物质，以及锅炉产生的噪音污染及水污染等，严重危害环境和人类健康，且锅炉日常维护费用较高；3、热量经燃料燃烧，由锅炉产生高温蒸汽，管道传输后，通过石墨换热器换热给酸洗工艺溶液，经过多次热传递后，热量利用率非常低，造成生产成本过高和能源的极大浪费；4、在现有工艺的工程中大量的热力管网，调温、调压热力系统，造成工程成本上升；5、碳排放过高，随着地球变暖，温室效应加剧，过高的碳排放将降低产品竞争力，严重阻碍企业的长远发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种用微波加热器加热钛带清洗酸液的方法，利用微波加热器辐射的微波能，对流经微波加设备中的钛带清洗酸液直接非接触加热，使得酸液在循环状态下达到工艺所需温度。该方法能够对清洗钛带酸液进行直接加热，不存在换热过程，提高了热效率，碳排放为零，降低了能耗，避免了使用锅炉带来的环境污染及能源浪费问题。
在实际生产中，加热钛带清洗酸液分为两个阶段。第一个阶段是生产准备时的加热，即钛带在被酸洗前需要将清洗酸液加热至生产所需温度；第二个阶段是生产时的加热，钛带在被酸洗时，会因为热量流失使得酸液降温，需要将清洗酸液加热以保持在生产所需温度。
本发明解决技术问题采用的技术方案
本发明所述的钛带漂洗液加热循环装置及微波加热器结构如附图1-3所示，其组成结构已在本申请人申请的申请号为201010249956.7，名称为“一种对冷轧酸洗工艺介质加热的微波加热装置”的文献中公开。其包括循环罐1，循环泵2，管道3，微波加热装置4，三通阀5，酸洗槽6；微波加热装置4又包括微波加热器4-1，腔体4-2，加热管4-3，温度传感器4-4，加热管输入口4-5，加热管输出口4-6。循环罐1和循环泵2通过管道3与微波加热装置4的加热管输入口4-5连结，加热管输出口通过管道与酸洗槽6相连，在微波加热器4和酸洗槽6之间的管道上设置有三通阀5，酸洗槽6与循环罐1之间通过管道连接；所述的腔体4-2设计成等多面体形状，微波加热器4-1均布于腔体4-2的几个面上，加热管4-3焊接于微波加热器4腔体内，加热管4-3与微波加热器4处于同一中轴线上，温度传感器4-4分别设在加热管输入口4-5和加热管输出口4-6内。
本发明所述的漂洗工艺按附图1所述流程完成
1.生产准备时清洗酸液的加热：
循环装置工作时，循环泵2开启，不断地将酸液从循环罐1中抽出，流经微波加热设备4时被微波加热器加热升温，此时三通阀5的a、c方向打开，b方向关闭，酸液流经微波加热器加热后，回流到循环罐1，形成一个闭环回路，多次循环后酸液被加热至满足生产所需温度；
2.生产时清洗酸液的加热：
酸液在被加热至满足生产所需温度后，打开三通阀5的b、c方向，关闭a方向，继续开启循环泵2，不断地将酸液从循环罐1中抽出，通过微波加热设备4加热后流至酸洗槽6，对酸洗槽6内的钛带进行酸洗，此时酸洗槽6内因有循环的酸液注入，多余的酸液会沿管道3回流至循环罐1，形成一个新的闭环回路。生产中钛带以一定的速度通过酸洗槽6进行酸洗，钛带在酸洗槽6进行酸洗工艺时带走酸液一部分热量，加上酸液在管道3、储液罐1和酸洗槽6散失的热量，需要补充这部分热量以维持酸液的工作温度40～65℃之间，当酸液温度降低至40℃时，开启微波加热设备，并调节微波加热设备功率，对流经微波加热设备的酸液进行加热，使得加热后的酸液温度始终维持在40～65℃；
微波加热器功率60-400kw，其可在4-6h内将10-30m3的酸液从室温加热至40-65℃；酸液浓度HNO3为100-220g/L，HF浓度为10-60g/L，酸液流速20-50m3/h，压力0.1-0.4MPa，酸液体积10-30m3。
本发明与现有技术相比的优点：采用微波加热设备，加热速度快，可以快速启动和停止，操作方便，易于控制，无锅炉和石墨换热器，没有换热环节，能源利用率和加热效率高，安全环保无污染，极大降低生产成本，碳排放为零，实现绿色制造。
附图说明
图1为本发明工艺设备连结图，图中，1是循环罐，2是循环泵，3是管道，4是微波加热装置，5是三通阀，6是酸洗槽；
图2为微波加热装置4的结构放大图，图中，4-1是微波加热器，4-2是腔体，4-3是加热管，4-4是温度传感器；
图3为加热管4-3结构放大图，图中，4-5为加热管输入口，4-6为加热管输出口。
具体实施方式
实施例：一种用微波加热器加热钛带清洗酸液的方法
在实际生产中，加热钛带清洗酸液分为两个阶段。第一个阶段是生产准备时的加热，即钛带在被酸洗前需要将清洗酸液加热至生产所需温度；第二个阶段是生产时的加热，钛带在被酸洗时，会因为热量流失使得酸液降温，需要将清洗酸液加热以保持在生产所需温度区间。具体实施方式如下：
1.生产准备时清洗酸液的加热
循环装置工作时，循环泵2开启，不断地将酸液从循环罐1中抽出，流经微波加热设备4时被微波加热器加热升温，此时三通阀5的a、c方向打开，b方向关闭，酸液不流经酸洗槽
，最后回流到循环罐1，形成一个闭环回路，多次循环后酸液被加热至满足生产要求所需温度。
2.生产时清洗酸液的加热
酸液在被加热至满足生产所需温度后，打开三通阀5的b、c方向，关闭a方向，继续开启循环泵2，以50m3/h的流速不断地将酸液从循环罐1中抽出，通过微波加热设备4加热后流至酸洗槽6，对酸洗槽6内的钛带进行酸洗，此时酸洗槽6内因有循环的酸液注入，多余的酸液会沿管道3回流至循环罐1，形成一个新的闭环回路。生产中钛带以10m/min的速度通过酸洗槽6进行酸洗，钛带在酸洗槽6进行酸洗工艺时带走酸液一部分热量，加上酸液在管道3、储液罐1和酸洗槽6散失的热量，需要补充这部分热量以维持酸液在工作产温度40～65℃之间。当酸液温度降低至40℃时，开启微波加热器4，并调节微波加热器功率，对流经微波加热器的酸液进行加热，使得加热后的酸液温度始终满足生产工艺需要。
微波加热器功率250kw，微波加热器在5h内将16m3的酸液从室温加热至65℃，酸液浓度HNO3为200g/L，HF为60g/L，酸液流速50m3/h，压力0.2MPa，酸液体积16m3，钛带以10m/min的速度通过酸洗槽7进行酸洗。
Claims (2)
1.一种用微波加热器加热钛带清洗酸液的方法，其特征在于：
所述的微波加热器包括循环罐(1)，循环泵(2)，管道(3)，微波加热装置(4)，三通阀(5)，酸洗槽(6)，微波加热装置(4)又包括微波加热器(4-1)，腔体(4-2)，加热管(4-3)，温度传感器(4-4)，加热管输入口(4-5)，加热管输出口(4-6)，循环罐(1)和循环泵(2)通过管道(3)与微波加热装置(4)的加热管输入口(4-5)连结，加热管输出口通过管道与酸洗槽(6)相连，在微波加热器(4)和酸洗槽(6)之间的管道上设置有三通阀(5)，酸洗槽(6)与循环罐(1)之间通过管道连接，所述的腔体(4-2)设计成等多面体形状，微波加热器(4-1)均布于腔体(4-2)的几个面上，加热管(4-3)焊接于微波加热器(4)腔体内，加热管(4-3)与微波加热器(4)处于同一中轴线上，温度传感器(4-4)分别设在加热管输入口(4-5)和加热管输出口(4-6)内，
清洗工艺按以下步骤完成，
1)、生产准备时清洗酸液的加热：
循环装置工作时，循环泵(2)开启，不断地将清洗酸液从循环罐(1)中抽出，流经微波加热器加热升温，此时三通阀(5)的a、c方向打开，b方向关闭，清洗酸液流经微波加热器加热后，回流到循环罐(1)，形成一个闭环回路，多次循环后酸液被加热至满足生产所需温度；
2)、生产时清洗酸液的加热：
清洗酸液在被加热至满足生产所需温度后，打开三通阀(5)的b、c方向，关闭a方向，继续开启循环泵(2)，不断地将清洗酸液从循环罐(1)中抽出，通过微波加热器加热后流至酸洗槽(6)，对酸洗槽(6)内的钛带进行酸洗，此时酸洗槽(6)内因有循环的酸液注入，多余的酸液会沿管道(3)回流至循环罐(1)，形成一个新的闭环回路，钛带在酸洗槽(6)进行酸洗时带走清洗酸液一部分热量，加上清洗酸液在管道(3)、储液罐(1)和酸洗槽(6)散失的热量，需要补充这部分热量以维持清洗酸液的工作温度40～65℃，当清洗酸液温度降低至40℃时，调节微波加热器(4-1)的功率，对流经微波加热器的清洗酸液进行加热，使得加热后的清洗酸液温度始终维持在40～65℃。
2.根据权利要求1所述的用微波加热器加热钛带清洗酸液的方法，其特征在于：所述微波加热器(4-1)的功率为60-400kw，在4-6h内将10-30m3的酸液从室温加热至40-65℃；清洗酸液流速20-50m3/h，压力0.1-0.4MPa，清洗酸液体积10-30m3，钛带以10m/min的速度通过酸洗槽进行酸洗。
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