冷轧废酸再生及废气处理工艺.docx

冷轧废酸再生及废气处理工艺
冷轧厂酸再生机组反应炉的废气排放主工艺流程如下：
焙烧炉-旋风分离器-预浓缩器-吸收塔-液滴分离器
—洗涤塔一液滴分离器一烟囱
工艺操作过程如下：
•在焙烧炉中，废酸液从炉顶距炉中心线约1m的位置，通过酸枪喷嘴以雾状进入炉中，而煤气和空气在炉子中部以切线方向进入炉内，废酸液在炉子中部由于高温发生分解反应，生成氯化氢气体和三氧化二铁颗粒。
•大部分三氧化二铁颗粒因重力作用落到炉子底部，并从炉子底部排除，小部份颗粒随着氯化氢气体、水气及煤气燃烧后产生的废气，被风机从炉子顶部抽出，流经双旋风分离器、预浓缩器、吸收塔、液滴分离器和洗涤塔。
•在以上过程中，废气中的酸雾和粉尘被分离出来，净化后的废气最终通过烟囱排入大气。因此，酸再生的废气处理设备都是为了净化废气中的盐酸酸雾和氧化铁粉尘而设立的。
旋风除尘器工作原理：
旋风除尘器的除尘是采用离心沉降原理。当流体带着氧化铁颗粒旋转时，因颗粒的密度高于废气的密度，由于高速旋转产生的惯性离心力，使氧化铁颗粒在向上方向与流体发生相对运动而飞离中心区域。
旋风除尘器工艺流程：
•含尘废气由上部的进气管切向进入，受器壁约束而向下作螺旋运动。在惯性离心力的作用下，氧化铁颗粒被甩向器壁而与气体分离，撞壁后失去动能，靠重力沿旋风除尘器管壁落到锥底的排灰。
经净化后的气体受阻于锥底，后转而在中心轴附近由下而上作螺旋运动，最后由沿除尘器顶部的排气管排出。
•旋风除尘器设备的密封件的质量对粉尘的分离效果非常重要，如果发生漏气，则含尘废气的运动路经会发生改变，颗粒与气流分离受到影响，特别是在锥底位置，如果发生漏气，会进一步导致粉尘再次扬起，进入净化后的上升气流中。
影响除尘效率的主要因素：
•旋风除尘器的尺寸:若旋风除尘器的尺寸减小，颗粒的临界直径也减小。所以，在相同气流总量的情况下，通过采用多个小尺寸的旋风除尘器可以降低临界粒径，提高设备的除尘效率。
•进气流量：若提高进气流量，临界粒径也相应降低。但是，气流量的提高，有可能导致旋风除尘器中的气流状态由滞流变为涡流，从而恶化除尘效果。
•颗粒的密度：颗粒的密度一方面取决于氧化铁的固有密度(5.25g/cm3)另一方面取决于氧化铁颗粒的形状。对通过喷雾焙烧法生产的氧化铁份，其颗粒为一个空心球(球壁厚度不一)不同程度破碎后的碎片，其形状没有规则。但是，从理论上讲，颗粒的球壁越厚，所形成的氧化铁份颗粒的密度就越大，在旋风除尘器中越易分离。
文丘里除尘器
文丘里除尘器是典型的湿法分离装置。其除尘原理是应用气体与其他液体充分接触的机会，使气体中的氧化铁粉尘进入到液体，从而使废气得到净化。工艺流程如下：
•废气以较高的速度进入文丘里除尘器的上部后产生涡流，同时，废酸液从偏离中心的位置通过互成9角的4个喷嘴喷入，含尘废气在文丘里除尘器上部与废酸液是均匀混合的。
•在文丘里除尘器的喉部，由于气流通道急剧下降，使气流速度迅速增加，将废酸液雾化成为细小的雾滴。
•雾滴与粉尘混合并吸附到粉尘上，使粉尘湿度增加，即粉尘颗粒粒径加大，这样粉尘颗粒自重增加。
•粉尘颗粒进入文丘里除尘器的下部装置后，由于氧化铁份颗粒的惯性和自重，大部分颗粒进入到下部的溶液中，从而使粉尘和废气发生分离。
吸收塔及洗涤塔
酸再生使用的吸收塔和洗涤塔都可以称为填料塔，它们都是一种连续接触式的气液传质设备。由于各自作用的差异而命名不同，实质均为吸收塔，都是利用氯化氢气体，在水中吸收的特点，而将氯化氢气体从废气中分离出来。
因此，虽然吸收塔和洗涤塔都是通过物理的撞击吸附作用，但是，吸收塔
的主要作用是净化废气中易溶解于水的氯化氢。
吸收塔的工艺流程如下：
•废气从洗涤塔的底部或底部侧壁进入，经过支撑填料的栅板，在填料层的空隙间迂回上升。
•同时，吸收用水从塔顶通过喷嘴均匀地喷淋到填料层上表面，并沿着填料表面向下迂回流动。
•废气和填料表面流动的吸收用水发生接触，形成气液界面，废气中的氯化氢气体通过吸收液表面而进入吸收液中，并通过浓度梯度和吸收液的湍流进入吸收液中。而废气中含有的氯化氢气体，也通过浓度梯度和废气的湍流运动达到气液界面处，随着吸收用水流出。
影响吸收塔对氯化氢除去效率的因素
•气液界面的有效传质面积：气液界面的面积越大，则发生传质的面积也越大，在相同的传质速度下，进入水中的氯化氢总量也成比例增加；
•水中氯化氢的含量：由于水对氯化氢气体的吸收为物理吸收，水中氯化氢气体含量越高，则氯化氢气体通过气液界面和进入到吸收液的阻力均增加，从而影响吸收效果；
•废气的流量和水的流量：增加废气的流量和水的流量，会提高气液界面和废气与溶液本体之间的浓度梯度，从而可以提高氯化氢的传递速度，这样对传质是有利的。但是在吸收塔其他参数固定的情况下，过高的废气流量和水的流量，却起到相反的作用，会造成废气夹带雾沫，甚至发生液泛现象