CN112176356A - 环保型酸液净化方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型酸液净化方法，其包括步骤：(1)向连续酸洗机组的废酸酸液中加入助凝剂溶液，混合搅拌后反应一段时间，以中和废酸溶液中固体颗粒上的电荷，其中控制废酸酸液的温度为70‑90℃；(2)向废酸酸液中加入絮凝剂，沉淀后得到污泥沉淀和酸液清液；(3)将污泥沉淀中和，以使污泥沉淀的pH值为6‑8；然后对污泥沉淀进行干燥。此外，本发明还公开了一种环保型酸液净化系统，其包括：储酸罐、加热器、混合搅拌罐、助凝剂罐、絮凝剂罐、中和罐以及干燥器。利用该环保型酸液净化方法可以将酸液中的固体颗粒控制在在较低的水平，以保证连续酸洗机组中酸液的流量，减缓系统设备和管道表面结垢。

Description

环保型酸液净化方法和系统

技术领域

本发明涉及一种酸液处理方法和系统，尤其涉及一种酸液净化方法和系统。

背景技术

酸洗是冷轧带钢生产过程中的一道重要环节，其效率对冷轧生产线的产量和质量存在重要影响。

在现有技术中，尤其是在紊流酸洗工艺中，酸洗机组通常分为三段，各段配制有独立的酸洗槽和酸液罐，酸液罐中的酸液经石墨加热器加热后喷射到带钢的表面，酸液的工作温度为80℃～90℃，酸液与带钢表面的氧化皮反应后回流到酸液罐中，新酸液(主要为再生酸，其浓度为18％)加入第三酸罐，酸液通过溢流的方式从第二酸罐，再回流到第一酸罐，酸液在第一酸罐中的盐酸的浓度降低到5％左右，之后排放到废酸罐进行再生处理。

需要指出的是，该紊流酸洗工艺存在的问题在于：一旦酸液中存在有固体颗粒，则这些固体颗粒只能通过废酸外排，而没有其他的去除固体颗粒的方法。虽然对于普通汽车板生产，这一酸洗工艺路线是可行的，因为普通汽车板成分单一，材料中除Fe以外，其它的元素成分很少，从而决定了带钢表面氧化铁中的主要成分为铁的氧化物，这一氧化物可溶解到盐酸中。但是在酸洗超高强钢汽车板或是硅钢时，由于钢种中含Si、Al、Mn、Nb、Cr等化学元素，致使上述的带钢表面的氧化皮中也含有这些化学元素，而上述的化学元素的氧化物无法溶解到酸液中。随着酸洗过程的进行，酸液中固体颗粒的含量会越来越多，从而形成管道过滤器和石墨加热器的堵塞。对于紊流酸洗工艺而言，设备和管道的堵塞会大幅降低酸液的流量，无法保证酸液在酸槽中的紊流度，大幅降低酸洗的效率。

基于此，针对现有技术的不足，期望获得一种环保型酸液净化方法，其可以将酸液中的固体颗粒含量控制在较低的水平，以保证连续酸洗机组中酸液的流量，减缓系统设备和管道表面结垢，其不仅可以适用于普通汽车板的酸洗净化，而且尤为有利地可以适用于高强度汽车板以及硅钢的酸洗净化。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种环保型酸液净化方法，该环保型酸液净化方法可以解决现有技术的不足，利用该环保型酸液净化方法可以将酸液中的固体颗粒控制在在较低的水平，以保证连续酸洗机组中酸液的流量，减缓系统设备和管道表面结垢。此外，该环保型酸液净化系统可以高效、节能、环保地对酸液进行净化，其不仅可以适用于普通汽车板的酸洗净化，而且尤为有利地可以适用于高强度汽车板以及硅钢的酸洗净化。

为了实现上述目的，本发明提出了一种环保型酸液净化方法，其包括步骤：

(1)向连续酸洗机组的废酸酸液中加入助凝剂溶液，混合搅拌后反应一段时间，以中和废酸溶液中固体颗粒上的电荷，其中控制废酸酸液的温度为70-90℃；

(2)向废酸酸液中加入絮凝剂，沉淀后得到污泥沉淀和酸液清液；

(3)将污泥沉淀中和，以使污泥沉淀的pH值为6-8；然后对污泥沉淀进行干燥。

在本发明所述的技术方案中，首先通过向连续酸洗机组中加入助凝剂，以使得带有高电荷的阴离子型电荷中和废酸酸液中的固体颗粒上的电荷。随后将中和后的酸液加入大分子量的絮凝剂进行絮凝，使得酸液中细微固体颗粒长大，加速絮凝沉降的速度。絮凝反应后，将酸液清液通过溢流的方式回到酸罐中，而将沉淀的污泥沉淀通过污泥泵输送至沉淀中和区域，以使得污泥沉淀的pH值为6-8；然后对污泥沉淀进行干燥。污泥沉淀经干燥后可以作为无害固体废弃物外排。

需要说明的是，在本发明所述的技术方案中，酸液中的固体颗粒可分为二种，一种为机组设备掉落的橡胶颗粒和从机组设备管壁掉落的硅垢，这种固体颗粒的直径大多为毫米级，有的达到厘米级，其会造成系统中的石墨加热器和酸洗槽中喷梁的堵塞，而另一种固体颗粒为存在于酸液中的微细硅泥，这种微细硅泥会加速管道壁面上的结垢。

进一步地，在本发明所述的环保型酸液净化方法中，助凝剂的添加量为废酸酸液量的1-5wt％。

进一步地，在本发明所述的环保型酸液净化方法中，助凝剂与废酸酸液的反应时间为20-40min。

进一步地，在本发明所述的环保型酸液净化方法中，助凝剂为阴离子型助凝剂。

进一步地，在本发明所述的环保型酸液净化方法中，助凝剂至少包括环氧氯丙烷、二甲胺和氨阳离子聚合物。

进一步地，在本发明所述的环保型酸液净化方法中，絮凝剂至少包括高分子量聚丙酰胺共聚物。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种环保型酸液净化系统，通过该环保型酸液净化系统可以解决现有技术的不足，其可以高效、节能、环保地对酸液进行净化，该环保型酸液净化系统不仅可以适用于普通汽车板的酸洗净化，而且尤为有利地可以适用于高强度汽车板以及硅钢的酸洗净化。

为了实现上述目的，本发明提出了一种环保型酸液净化系统，其包括：

储酸罐，其内存储有来自于连续酸洗机组的废酸酸液；

加热器，其用以将废酸酸液加热并保持在70-90℃；

混合搅拌罐，其被设有搅拌器，混合搅拌罐与储酸罐之间通过管路连接，该管路上设有酸泵，混合搅拌罐上设有溢流口；

助凝剂罐，其与混合搅拌罐之间连接有管路，该管路上设有助凝剂添加泵；

沉淀罐，其通过溢流管路与所述溢流口连接，所述沉淀罐的底部具有污泥沉淀排出口；

絮凝剂罐，其通过絮凝剂添加管路连接到溢流管路，絮凝剂添加管路上设有絮凝剂添加泵；

中和罐，其通过管路与污泥沉淀排出口连接，该管路上设有泥浆泵，中和罐与碱液罐连接；

干燥器，其设于中和罐的污泥输出口的下游，以对污泥进行干燥。

进一步地，在本发明所述的环保型酸液净化系统中，污泥排出口和中和罐之间设有第一过滤器，其用于在进行中和前对中和罐内的污泥沉淀进行过滤，以去除污泥中的残余酸、可溶杂质及水分。

进一步地，在本发明所述的环保型酸液净化系统中，沉淀罐上设有酸液输出口，所述酸液输出口通过管路与所述储酸罐连接。

进一步地，在本发明所述的环保型酸液净化系统中，还包括第二过滤器，其设于干燥器的上游，以用于在干燥前对污泥沉淀进行过滤，以去除污泥沉淀内的可溶杂质及水分。

进一步地，在本发明所述的环保型酸液净化系统中，中和罐内设有pH值检测计。

本发明所述的环保型酸液净化方法和系统相较于现有技术具有如下所述的优点以及有益效果：

本发明所述的环保型酸液净化方法可以解决现有技术的不足，利用所述的环保型酸液净化方法可以将酸液中的固体颗粒控制在在较低的水平，以保证连续酸洗机组中酸液的流量，减缓系统设备和管道表面结垢。此外，所述的环保型酸液净化系统可以高效、节能、环保地对酸液进行净化，其不仅可以适用于普通汽车板的酸洗净化，而且尤为有利地可以适用于高强度汽车板以及硅钢的酸洗净化。

此外，本发明所述的环保型酸液净化系统同样具有上述的优点以及有益效果。

附图说明

图1为本发明所述的环保型酸液净化系统在一种实施方式中的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例和说明书附图对本发明所述的环保型酸液净化方法和系统做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

图1为本发明所述的环保型酸液净化系统在一种实施方式中的结构示意图。

如图1所示，在该实施方式中，环保型酸液净化系统包括：储酸罐1，其内存储有来自于连续酸洗机组的废酸酸液；加热器15，其用以将废酸酸液加热并保持在70-90℃，在本实施方式中，加热器15为石墨加热器；混合搅拌罐5，其被设有搅拌器，混合搅拌罐5与储酸罐1之间通过管路连接，该管路上设有酸泵4，混合搅拌罐上设有溢流口；助凝剂罐2，其与混合搅拌罐5之间连接有管路，该管路上设有助凝剂添加泵3；沉淀罐8，其通过溢流管路与溢流口连接，沉淀罐8的底部具有污泥沉淀排出口，且沉淀罐8上还设有酸液输出口S3，酸液输出口S3通过管路与储酸罐1连接；絮凝剂罐7，其通过絮凝剂添加管路连接到溢流管路，絮凝剂添加管路上设有絮凝剂添加泵6；中和罐11，其通过管路与污泥沉淀排出口连接，该管路上设有泥浆泵9，中和罐11与碱液罐连接，碱液从碱液罐沿着碱液输送方向P4输送入中和罐11；干燥器14，其设于中和罐11的污泥输出口的下游，以对污泥进行干燥。此外，本实施方式中的系统还包括第一过滤器10，第一过滤器10，其用于在进行中和前对中和罐11内的污泥沉淀进行过滤，以去除污泥沉淀内的水分和残余酸。另外，进一步参考图1可以看出，干燥14器上游还设有第二过滤器13，以用于在干燥前对污泥沉淀进行过滤，以去除污泥沉淀内的可溶杂质及水分。

为了了解污泥沉淀的pH值，可以在中和罐11内设置pH值检测计。

结合图1对本实施方式中的系统进行环保型酸液净化方法的工作原理里进行说明：

带钢沿着带钢运行方向P1，从入口S1处进入连续酸洗机组内进行酸洗，酸洗完成后的带钢从出口S2处出去。经过酸洗的废酸通过下述步骤进行净化：

(1)向连续酸洗机组的废酸酸液中加入助凝剂溶液，混合搅拌后反应一段时间，以中和废酸溶液中固体颗粒上的电荷，其中控制废酸酸液的温度为70-90℃；

(2)向废酸酸液中加入絮凝剂，沉淀后得到污泥沉淀和酸液清液；

(3)将污泥沉淀中和，以使污泥沉淀的pH值为6-8；然后对污泥沉淀进行干燥。

其中，助凝剂的添加量为废酸酸液量的1-5wt％，助凝剂与废酸酸液的反应时间为20-40min，所采用的助凝剂可以为阴离子型助凝剂，优选地助凝剂至少包括环氧氯丙烷、二甲胺和氨阳离子聚合物。

此外，絮凝剂至少包括高分子量聚丙酰胺共聚物。

具体来说，从储酸罐1的底部采用酸泵4抽取酸液进入到混合搅拌罐5，助凝剂在助凝剂2中配制，经助凝剂添加泵3中加入混合搅拌罐5和酸液混合，助凝剂的助凝剂添加泵3与酸泵4联锁。助凝剂采用每升去离子水中加入50克液体助凝剂，配置成助凝剂剂溶液，熟化30分钟后，将该溶液以酸液量的1～5％添加，助凝剂和酸液在混合搅拌罐5中反应20～40分钟。经助凝反应后的助凝剂与酸液的混合溶液中的固体颗粒上的电荷已被中和，此溶液可以通过溢流的方法溢流到沉淀罐8中，沉淀罐8可以采用竖流式沉淀罐8，在进入沉淀罐8前的管道上通过絮凝剂添加泵6加入絮凝剂，絮凝剂溶液的加入量为溢流管道中的溶液量的0.1％。在絮凝剂罐7中的絮凝剂溶液配置浓度为1g/L，配置完成后的溶液可以进行8h以上的熟化。

添加了助凝剂以及絮凝剂的酸液中，固体颗粒变大，由于沉淀罐8的流速较低，因而，固体颗粒会在沉淀罐8的底部沉淀，污泥沉淀通过污泥泵9经第一过滤器10过滤掉部分酸液后输送到中和罐11中，污泥的流量设定为酸液处理量的二十分之一至十分之一。第一过滤器10的作用是过滤掉部分酸液，以降低中和反应的碱耗。而酸液清液则通过酸液输出口S3通过管路输入回储酸罐1内。其中，P2表示了酸液的输送管路，P3表示了压缩空气的输送管路。

随后，污泥沉淀在中和罐11中先由第一过滤器10过滤，以在进行中和前去除污泥中的残余酸、可溶杂质及水分，减少后续中和反应的碱耗，在中和罐11中可以设置pH值检测计，通过加入碱液进行中和。P4表示了碱液的输送管路，其中，在本实施方式中，碱液采用30％浓度的氢氧化钠溶液。而pH值检测计与碱液输送泵联锁，使得中和罐11中的pH值为6～8。

经中和后的污泥沉淀经泥浆泵12在输送到干燥器14进行干燥之间，先经过第二过滤器13过滤，以去除污泥沉淀内的可溶杂质及水分，过滤后的废水作为废水外排，第二过滤器13上可以设置阻力检测计，以检测当第二过滤器13上的阻力达到设定值后，采用压缩空气进行反吹扫，反吹扫得到的固体物进入到污泥干化机14进行干燥。需要说明的是，第二过滤器13进行过滤的目的是降低污泥的含水率，减少后续干燥污泥蒸汽消耗。其中，P5表示了废水输送管路，P6表示了压缩空气的输送管路。

在污泥干化机14内采用进行蒸汽加热，干燥后的污泥中的含水量小于50～70％，干燥后的沉淀污泥作为无害固体废弃物排放。其中，P7表示了加热蒸汽的输送管路，P8表示了干燥后的沉淀污泥的输送管路。

为了更好地说明，通过本案的环保型酸洗净化方法的净化效果，表1列出了实施例1-6的环保型酸洗净化系统的相关参数。

表1.

综上所述可以看出，本发明所述的环保型酸液净化方法可以解决现有技术的不足，利用所述的环保型酸液净化方法可以将酸液中的固体颗粒控制在在较低的水平，以保证连续酸洗机组中酸液的流量，减缓系统设备和管道表面结垢。此外，所述的环保型酸液净化系统可以高效、节能、环保地对酸液进行净化，其不仅可以适用于普通汽车板的酸洗净化，而且尤为有利地可以适用于高强度汽车板以及硅钢的酸洗净化。

此外，本发明所述的环保型酸液净化系统同样具有上述的优点以及有益效果。

需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。

此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种环保型酸液净化方法，其特征在于，包括步骤：

(1)向连续酸洗机组的废酸酸液中加入助凝剂溶液，混合搅拌后反应一段时间，以中和废酸溶液中固体颗粒上的电荷，其中控制废酸酸液的温度为70-90℃；

(2)向废酸酸液中加入絮凝剂，沉淀后得到污泥沉淀和酸液清液；

(3)将污泥沉淀中和，以使污泥沉淀的pH值为6-8；然后对污泥沉淀进行干燥。

2.如权利要求1所述的环保型酸液净化方法，其特征在于，所述助凝剂的添加量为废酸酸液量的1-5wt％。

3.如权利要求1所述的环保型酸液净化方法，其特征在于，所述助凝剂与废酸酸液的反应时间为20-40min。

4.如权利要求1所述的环保型酸液净化方法，其特征在于，所述助凝剂为阴离子型助凝剂。

5.如权利要求4所述的环保型酸液净化方法，其特征在于，所述助凝剂至少包括环氧氯丙烷、二甲胺和氨阳离子聚合物。

6.如权利要求1所述的环保型酸液净化方法，其特征在于，所述絮凝剂至少包括高分子量聚丙酰胺共聚物。

7.一种环保型酸液净化系统，其特征在于，其包括：

储酸罐，其内存储有来自于连续酸洗机组的废酸酸液；

加热器，其用以将废酸酸液加热并保持在70-90℃；

混合搅拌罐，其被设有搅拌器，所述混合搅拌罐与储酸罐之间通过管路连接，该管路上设有酸泵，所述混合搅拌罐上设有溢流口；

助凝剂罐，其与所述混合搅拌罐之间连接有管路，该管路上设有助凝剂添加泵；

沉淀罐，其通过溢流管路与所述溢流口连接，所述沉淀罐的底部具有污泥沉淀排出口；

絮凝剂罐，其通过絮凝剂添加管路连接到所述溢流管路，所述絮凝剂添加管路上设有絮凝剂添加泵；

中和罐，其通过管路与污泥沉淀排出口连接，该管路上设有泥浆泵，所述中和罐与碱液罐连接；

干燥器，其设于中和罐的污泥输出口的下游，以对污泥进行干燥。

8.如权利要求7所述的环保型酸液净化系统，其特征在于，所述污泥排出口和中和罐之间设有第一过滤器。

9.如权利要求7所述的环保型酸液净化系统，其特征在于，所述沉淀罐上设有酸液输出口，所述酸液输出口通过管路与所述储酸罐连接。

10.如权利要求7所述的环保型酸液净化系统，其特征在于，还包括第二过滤器，其用于在进行中和前对中和罐内的污泥沉淀进行过滤，以去除污泥沉淀内的水分和残余酸。

11.如权利要求7所述的环保型酸液净化系统，其特征在于，所述中和罐内设有pH值检测计。

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