CN111373075A - 用于酸洗钢板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于酸洗钢板8的方法，将所述钢板持续浸在包含酸洗溶液10的酸洗浴1中，所述浴连接至包括再循环罐3、循环装置12和13的处理单元，将所述溶液的连续进入流11从再循环罐3进给到超滤装置2中并且两个流离开超滤装置，一个经过滤的离开流21然后进给回所述再循环罐3内、以及一个未经过滤的流22，所述处理单元不包括储存罐。
Description
本发明涉及用于酸洗钢板的方法，将钢板持续浸在包含酸洗溶液的酸洗浴中同时净化所述酸洗溶液。
包含越来越多的元素的合金的开发产生新的待解决的问题。例如，其中，制造非常高抗性钢的一种方式是增加其硅含量。不幸地，在酸洗过程期间合金元素将通过溶解污染酸洗浴。在非常高抗性钢的情况下，硅溶解是主要的担忧，原因是其使得形成单硅酸Si(OH)4，然后单硅酸冷凝以形成胶态硅并最终与其他物质形成悬浮体和/或共沉淀。在酸洗和再循环罐中溶解的硅累积并最终沉淀在设备(尤其是下游设备)的表面上，累积和沉淀的关键点是管和热交换器。为了除去沉淀并消除堵塞，在清洗过程期间需要关闭酸洗过程。
此外，由于用过的酸酸洗溶液的化学性质，其管理也是主要担忧，必须将其例如在酸再生装置中或废水处理装置中进行处理。
专利DE 41 16 353描述了用于从水、酸或碱性处理溶液(特别是用于化学处理铁硅合金带的循环溶液)中除去无定形和部分溶解的硅的方法。将包含硅的一部分处理溶液供应至储存容器。所述储存容器包含这样的溶液：使其经受过滤膜，将不含硅的滤液输送至处理溶液并将包含高浓度硅的溶液输送至储存罐，除去并弃去储存罐中的高度浓缩的硅溶液。
专利WO 2014/36575描述了从用过的酸酸洗浴中净化和二氧化硅除去的方法。在该方法中，将所得的酸洗溶液在沉降罐中沉降然后在作为预滤器的错流微滤器中和下游超滤器中清洗。然后，将滤液进给至HCl的喷雾焙烧系统(spray roaster system)或流化床过程以回收相应的酸洗酸和铁氧化物。
专利AT 411 575涉及用于借助错流微滤来净化经污染的酸性酸洗废水的方法。为此，使存在的酸洗溶液在沉降容器中沉静(calm)然后在10℃至55℃的温度范围内在错流微滤器中净化。然后，根据喷雾焙烧原理在酸再生装置中对其进行处理。该处理旨在防止由于管结垢、过滤器和喷嘴(nozzle)阻塞而引起的装置故障。
然而，通过使用以上方法及其设备，安装需要许多空间，原因是它们由于使用的许多装置如沉降罐和若干过滤系统而是大体积的。此外，由于以上方法的目的是避免污染酸再生装置中获得的铁氧化物并且未使循环回路中的堵塞问题最小化，因此无法保护回路循环酸洗酸免受堵塞。
因此，需要找到保护再循环回路免受堵塞并减小安装的占地面积的方式。
本发明的目的是提供允许避免堵塞或至少减慢堵塞的方法并提供比在现有技术水平下存在的占地面积更小的占地面积的安装。
该目的通过提供根据权利要求1的方法来实现。所述方法还可以包括权利要求2至14的任何特征。该目的还通过提供根据权利要求15的设备来实现。
本发明的其他特征和优点将根据本发明的以下详细描述而变得显而易见。
为了举例说明本发明，将特别参照以下附图来描述各种实施方案和非限制性实施例的试验：
图1是安装的示意图。
本发明涉及用于酸洗钢板8的方法，将所述钢板持续浸在包含酸洗溶液10的酸洗浴1中，所述浴连接至包括再循环罐3、循环装置12和13的处理单元，将所述溶液的连续进入流11从再循环罐3进给到超滤装置2中并且两个流离开超滤装置，一个经过滤的离开流21然后进给回所述再循环罐3内以及一个未经过滤的流22，所述处理单元不包括储存罐。
在现有技术中，不处理再循环系统的堵塞。相比之下，用根据本发明的方法，似乎减慢堵塞，这明显延长了再循环系统即泵、喷嘴、管和阀的寿命。
此外，与最接近的现有技术相比，根据本方法的酸洗方法不使用储存罐。这使本方法能够使胶态硅的聚合动力学速率最小化，使得膜的积垢趋势降低。
优选地，所述酸洗溶液10由一种酸或者不同种酸的组合制成。例如，15％的盐酸在酸洗浴1中、或者盐酸和硫酸的混合物。
优选地，所述酸洗溶液10在被进给到所述超滤装置中之前未经热处理。这似乎允许直接处理酸洗酸并且也需要较少的空间。
优选地，既不使用添加剂也不使用装置来增加进给到所述超滤装置中的所述溶液的聚合度。然而，在先前的专利中，使酸性的酸洗废水在罐中沉降，增加聚合度，并因此允许获得较大的颗粒。由于待过滤的颗粒尺寸的整体增加，在先前的专利中提出的该沉降过程似乎使过滤容易。因此，在专利WO 2014/36575的情况下，实现的除去率为99％以上，在专利AT411 575的情况下，实现的除去率为75％以上。相比之下，本发明明显具有的主要优点是：在用过的酸洗酸溶液中的全部硅含量的仅40％的除去率的情况下，大幅度减慢堵塞。因此实现了所述目的但需要的空间减少。
优选地，超滤装置2为错流超滤装置。在错流过滤的情况下，认为与死端过滤相反，流切向地施加穿过膜表面。不希望受任何理论约束，当进给流穿过膜时，滤液通过膜的孔，同时未经过滤的流在膜的相对端处离开。明显地，膜的切向流在膜的表面上产生剪切效应，这进而减少积垢。
优选地，使用泵循环用过的酸酸洗，所述泵通过允许过滤悬浮固体的筒式过滤器保护。
优选地，超滤装置2具有一个或若干个膜。
优选地，超滤装置2的膜由陶瓷制成。
优选地，超滤装置2的膜的孔尺寸为1nm至10nm。例如，膜的孔尺寸为7nm。
优选地，连续流的硅含量为至少60mg.L-1，更优选为100mg.L-1，甚至更优选为150mg.L-1。明显地，本发明还具有这样的有益效果：具有更高的硅浓度更有效，原因是存在更多的胶态硅并因此促进过滤。不希望受任何理论约束，该技术确保大于膜孔尺寸的胶态和悬浮物质的100％的截留率(rejection rate)。
优选地，将所述溶液的连续流11以5m3.h-1至50m3.h-1，优选15m3.h-1至30m3.h-1的流量进给到超滤装置中，允许每小时1次至10次更新再循环罐中存在的酸量，优选每小时4次。
优选地，经净化的离开流为进给到超滤装置中的所述溶液的流的50％至95％，更优选65％至85％。
优选地，将超滤系统反洗以清洗膜。例如，通过自来水的流24每8分钟反洗超滤系统，用于清洗膜的自来水流23离开所述超滤装置。
超滤装置还可以由若干个错流超滤装置构成。例如，超滤装置由两个错流超滤装置构成。
优选地，对离开超滤系统(2)的未经过滤的流(即硅浓缩的)进行处理。优选地，该处理可以在倾析器或水力旋流器(hydrocyclone)中进行。在该处理之后，经净化的流(即具有最低硅浓度的)可以进给回再循环罐3或超滤装置2。优选地，可以将离开处理装置的具有最高硅浓度的流输送至酸再生装置或废水处理4。
本发明还涉及一种设备，其包括：酸洗浴1；将钢板持续浸在所述酸洗浴中的系统；以及处理单元，所述处理单元包括再循环罐3、至少超滤装置2、连接所述再循环罐和自来水入口24以及反洗溶液出口23和泵的管，所述处理单元不包括储存罐和用于未经过滤的流22的最终处理4。
实施例
实施例1
再循环罐3包含60m3的硅含量为约59m.L-1的15％的盐酸。酸酸洗不同的钢等级，例如间隙钢、中碳钢、HSLA钢和双相钢。通过泵将用过的酸洗酸以17m3.h-1的流输送至超滤装置。超滤装置2由孔尺寸为7nm的68m2的陶瓷膜面积(10kDa分子量)制成。包含38mg.L-1的硅的经过滤的流的14m3.h-1的流进给回浴内，而包含157mg.L-1的硅的未经过滤的流的3m3.h-1的流。
| 流量[m<sup>3</sup>.h<sup>-1</sup>] | Si浓度[mg.L<sup>-1</sup>] | >7nm的胶态和悬浮的物质 | |
| 进入流 | 17 | 59 | 100 |
| 经过滤的流 | 14 | 38 | 0 |
| 未经过滤的流 | 3 | 157 | 100 |
Claims (15)
1.一种用于酸洗钢板(8)的方法，将所述钢板持续浸在包含酸洗溶液(10)的酸洗浴(1)中，所述浴连接至包括再循环罐(3)、循环装置(12)和(13)的处理单元，将所述溶液的连续进入流(11)从所述再循环罐(3)进给到超滤装置(2)中并且两个流离开所述超滤装置，一个经过滤的离开流(21)然后进给回所述再循环罐(3)内、以及一个未经过滤的流(22)，所述处理单元不包括储存罐。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述酸洗溶液(10)由一种酸或者不同酸的组合制成。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述酸洗溶液(10)在被进给到所述超滤装置(2)中之前未经热处理。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中既不使用添加剂也不使用装置来增加进给到所述超滤装置(2)中的所述溶液(11)的聚合度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述超滤装置(2)为错流超滤装置。
6.根据权利要求1至5所述的方法，其中所述超滤装置(2)具有一个或若干个膜。
7.根据权利要求1至6所述的方法，其中所述超滤装置(2)的所述膜由陶瓷制成。
8.根据权利要求1至7所述的方法，其中所述超滤装置(2)的所述膜的孔尺寸为1nm至10nm。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中将所述溶液的所述连续流(11)以5m3.h-1至50m3.h-1的流量进给到所述超滤装置(2)中，允许每小时1次至10次更新再循环罐中存在的酸量。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述经净化的离开流(21)为进给到超滤装置中的所述溶液的所述流(11)的50％至95％。
11.根据权利要求1至10所述的方法，其中所述连续流(11)的硅含量为至少60mg.L-1。
12.根据权利要求1至11所述的方法，其中所述超滤装置(2)由若干个错流超滤装置构成。
13.根据权利要求1至12所述的方法，其中将超滤系统(2)反洗以清洗所述膜。
14.根据权利要求1至13所述的方法，其中对离开超滤系统(2)的硅浓缩的所述未经过滤的流进行处理。
15.一种设备，包括：
酸洗浴(1)；将钢板持续浸在所述酸洗浴中的系统；以及处理单元，所述处理单元包括再循环罐(3)、至少超滤装置(2)、连接所述再循环罐和自来水入口(24)以及反洗溶液出口(23)和泵的管，所述处理单元不包括储存罐和用于未经过滤的流(22)的最终处理(4)。
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