一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统及其酸洗工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统及其酸洗工艺。酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统包括系统本体、酸液输送管、蒸汽输送管、酸液循环泵、抑雾剂加药溶气泵、压缩空气输送管，系统本体包括酸洗槽、微孔曝气头、溢流斜板、过滤网、第一混合区和第二混合区。酸液循环泵使蒸汽和酸液迅速混合，显著提高了加温速度，酸洗作业过程中极少有酸雾逸出，改善了生产环境，另外，酸洗槽液面致密的泡沫层，在减少酸雾和水蒸汽挥发的同时，可有效减少酸液和热量的损失，显著提高了不锈钢酸洗速率。
【专利说明】一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统及其酸洗工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属品酸洗循环工艺，尤其涉及一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统及其酸洗工艺。
【背景技术】
[0002]不锈钢从钢坯热轧成各种板材和型材时，表面会被空气中的O2氧化，产生黑色、黄色的紧密氧化层，为了提高不锈钢的外观和耐蚀性，加工后的不锈钢必须进行酸洗处理。在不锈钢(特殊钢)酸洗线中，通常采用混酸(hno3+hf)酸洗工艺。混合酸具有很强的腐蚀性和氧化性，酸洗液的温度通常在40~80°C，这些对酸洗生产线设备和材料的耐蚀性能提出了很高的要求。酸洗的不锈钢材料形态有带洗、管洗、板洗、线洗等，无论何种工艺的酸洗，不锈钢酸洗生产线中的酸洗槽是关键设备。
[0003]由于酸洗槽内部不能布置加温管，通常在酸洗槽的一端利用蒸汽对酸洗液进行加温。由于不锈钢酸洗槽长度一般都大于10m，通过自然扩散需要较长的加温时间，特别是冬季。同时酸洗液的温度也会随着酸洗过程中热量的散发而逐渐降低，必须进行持续加温。混酸酸洗过程中，由于金属及金属氧化物与强酸发生剧烈的化学反应，会产生大量的酸性气溶胶态污染物，即为酸雾。酸雾具有瞬时浓度高、腐蚀性强等特征。另外，排入大气后，还会产生严重的烟?“黄龙”现象，将对周围环境、人民群众的身体健康以及其它动植物产生严重的危害。为了减少或减缓酸雾的挥发，目前大多数企业采用在酸洗液中添加酸雾抑制剂，通过表面活性剂产生的泡沫对酸洗液进行表面覆盖，从而起到对酸雾进行抑制。实际操作中存在药剂投加困难，分散不均匀，泡沫层易破裂等情况。为了使泡沫层持续稳定，通常采用人工多点投加，表面活性剂用量较大，这就直接影响了后续酸洗废水的处理压力，特别是一些含氨的酸雾抑制剂。另外，随着酸洗除锈工艺过程的进行，由于酸的消耗，导致酸洗液浓度降低，当酸洗液浓度低于5%时，酸洗液必须要及时补充。
【发明内容】
[0004]本发明专利的目的是克服现有酸洗工艺酸液难以循环技术的不足，提供一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统及其酸洗工艺。
[0005]酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统包括系统本体、酸液输送管、蒸汽输送管、酸液循环泵、抑雾剂加药溶气泵、压缩空气输送管，系统本体包括酸洗槽、微孔曝气头、溢流斜板、过滤网、第一混合区和第二混合区；`
系统本体内顺次设有第一混合区、酸洗槽、溢流斜板、第二混合区，第一混合区内中部横向设有过滤网，第二混合区内设有微孔曝气头，第一混合区上端部设有酸液输送管，第一混合区内过滤网下方设有蒸汽输送管，第一混合区内过滤网上方经酸液循环泵与第二混合区中部相连，抑雾剂加药溶气泵与酸液循环泵相连，压缩空气输送管与微孔曝气头相连。
[0006]所述的酸液循环泵的流量为酸洗槽容积的0. 5倍。所述的酸液循环泵的叶轮材料为表面复合聚四氟乙烯。所述的酸洗槽的材料为聚乙烯、聚丙烯或增强聚氯乙烯的塑料板。所述的抑雾剂加药溶气泵为自吸式气液混合泵。所述的微孔曝气头的材料为聚乙烯、聚丙烯、增强聚氯乙烯或聚四氟乙烯的塑料，微孔孔径在0.01-0.5mm。所述的溢流斜板的坡度与液面成20-60°。所述的过滤网的材料为聚四氟乙烯，平均网孔为10-100目。
[0007]酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统的酸洗工艺是在酸洗槽中预先加入自来水，开启酸液输送管和蒸汽输送管的阀门，酸液输送管中的酸液为HNO3和HF，根据酸洗槽液位控制酸液的投加量，并同时开启酸液循环泵和抑雾剂加药溶气泵，通过酸液循环泵使酸液、蒸汽和酸雾抑制剂在管道内迅速混合并快速升温，同时通过抑雾剂加药溶气泵溶入的气体在酸洗槽内释放产生大量微气泡，能在酸洗槽液面迅速形成稳定的泡沫层，该泡沫层在酸液循环以及微孔曝气头释放气泡的作用下保持稳定，同时，酸液的循环使得通过抑雾剂加药溶气泵投加在酸洗槽中的酸雾抑制剂能再次迅速起泡，通过溢流斜板的水平推力使泡沫均匀覆盖在酸洗液表面，形成致密、稳定的泡沫层。
[0008]本发明工艺能显著降低酸洗作业时酸液的挥发和减少酸雾的产生，大大改善了生产环境。同时能减少酸洗液热量的损失，使酸洗液能长时间保持恒定的温度，从而提高不锈钢酸洗的效率。酸洗液在封闭循环系统内完成快速混合和加温，同时具备酸液和抑雾剂补给功能，是一种高效、清洁和节能的不锈钢酸洗工艺。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统结构示意图；
图中，酸洗槽1、酸液输送管2、蒸汽输送管3、酸液循环泵4、抑雾剂加药溶气泵5、压缩空气输送管6、微孔曝气头7、溢流斜板8、过滤网9、第一混合区10、第二混合区11。
【具体实施方式】
[0010]本发明采用了酸洗液循环的不锈钢酸洗工艺，通过泵的循环使酸液、蒸汽和酸雾抑制剂在管道内迅速混合并快速升温。溶气泵可以使酸液、蒸汽和酸雾抑制剂在管道内迅速混合，同时溶入的气体在酸洗槽`内释放产生大量气泡。酸液、蒸汽和酸雾抑制剂在微孔曝气和释放气泡作用下，迅速起泡。通过溢流斜板的水平推力使泡沫均匀覆盖在酸洗液表面，同时在酸洗过程中产生的微小气体也有助于泡沫层的稳定。在酸洗槽的一端设置过滤网，防止酸洗液中的悬浮物及其他杂质进入溶气泵，以免造成泵的损坏。稳定、致密的泡沫层，能显著降低酸液的挥发，减少酸雾的产生，同时能减少酸洗液热量的损失，使酸洗液保持恒定的温度，从而提高不锈钢酸洗的效率。酸洗液在封闭循环系统内完成快速混合和加温，同时具备酸液和抑雾剂补给功能。酸洗作业过程中不会有酸雾逸出，大大改善了生产环境，同时显著提高了不锈钢酸洗速率，是一种高效、抑雾和节能的不锈钢酸洗系统。
[0011]为了更好的理解本发明，下面通过附图以及具体实施来做进一步说明。
[0012]如图1所示，酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统包括系统本体、酸液输送管2、蒸汽输送管3、酸液循环泵4、抑雾剂加药溶气泵5、压缩空气输送管6，系统本体包括酸洗槽1、微孔曝气头7、溢流斜板8、过滤网9、第一混合区10和第二混合区11 ；
系统本体内顺次设有第一混合区10、酸洗槽1、溢流斜板8、第二混合区11，第一混合区10内中部横向设有过滤网9，第二混合区11内设有微孔曝气头7，第一混合区10上端部设有酸液输送管2，第一混合区10内过滤网9下方设有蒸汽输送管3，第一混合区10内过滤网9上方经酸液循环泵4与第二混合区11中部相连，抑雾剂加药溶气泵5与酸液循环泵4相连，压缩空气输送管6与微孔曝气头7相连。
[0013]所述的酸液循环泵4的流量为酸洗槽I容积的0.1-5倍。所述的酸液循环泵4的叶轮材料为表面复合聚四氟乙烯。所述的酸洗槽I的材料为聚乙烯、聚丙烯或增强聚氯乙烯的塑料板。所述的抑雾剂加药溶气泵5为自吸式气液混合泵。所述的微孔曝气头7的材料为聚乙烯、聚丙烯、增强聚氯乙烯或聚四氟乙烯的塑料，微孔孔径在0.01-0.5mm。所述的溢流斜板8的坡度与液面成20-60°。所述的过滤网9的材料为聚四氟乙烯，平均网孔为10-100 目。
[0014]酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统的酸洗工艺是:在酸洗槽I中预先加入自来水，开启酸液输送管2和蒸汽输送管3的阀门，酸液输送管2中的酸液为HNO3和HF，根据酸洗槽I液位控制酸液的投加量，并同时开启酸液循环泵4和抑雾剂加药溶气泵5，通过酸液循环泵4使酸液、蒸汽和酸雾抑制剂在管道内迅速混合并快速升温，经过循环泵的混合和循环作用，酸洗液温度可快速升至40-80°C，此时可减小或关闭蒸汽输送管3的阀门，同时通过抑雾剂加药溶气泵5溶入的气体在酸洗槽I内释放产生大量微气泡，能在酸洗槽I液面迅速形成稳定的泡沫层，该泡沫层在酸液循环以及微孔曝气头7释放气泡的作用下保持稳定，同时，酸液的循环使得通过抑雾剂加药溶气泵5投加在酸洗槽中的酸雾抑制剂能再次迅速起泡，通过溢流斜板8的水平推力使泡沫均匀覆盖在酸洗液表面，形成致密、稳定的泡沫层。之后吊入未经处理的不锈钢管件，酸洗槽上方未见明显酸雾产生，由于泡沫层的保温作用酸洗液可长时间保持恒定的温度。酸洗之后取出不锈钢管，其表面清洁干净，并能形成银白色亚光结构。当酸洗液温度低于设定温度5°C时，开启蒸汽输送管3的阀门，进行适当加温。当酸洗液浓度低于5%时，酸液输送管2及时补充消耗的酸。
[0015]从实验结果可以看出，循环工艺大大提高了酸洗液的加温速度，Smin左右可达到70稳定、致密的泡沫层起到了很好的保温作用，泡沫层上方温度显著低于酸洗液温度20°(T24°C，这说明减少了酸洗液热量的损耗，同时酸洗速率提高了 100%以上。具体实施过程中分别测定了有无泡沫层距离酸洗槽液面20cm和IOOcm的NOx浓度，结果显示，有泡沫层可显著抑制酸雾的产生，距离液面20cm平均NOx源强浓度减小82%以上。
【权利要求】
1.一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统，其特征在于包括系统本体、酸液输送管(2)、蒸汽输送管(3)、酸液循环泵(4)、抑雾剂加药溶气泵(5)、压缩空气输送管(6)，系统本体包括酸洗槽(I)、微孔曝气头(7)、溢流斜板(8)、过滤网(9)、第一混合区(10)和第二混合区(11)； 系统本体内顺次设有第一混合区(10)、酸洗槽(I)、溢流斜板(8)、第二混合区(11)，第一混合区(10)内中部横向设有过滤网(9)，第二混合区(11)内设有微孔曝气头(7)，第一混合区(10)上端部设有酸液输送管(2)，第一混合区(10)内过滤网(9)下方设有蒸汽输送管(3)，第一混合区(10)内过滤网(9)上方经酸液循环泵(4)与第二混合区(11)中部相连，抑雾剂加药溶气泵(5)与酸液循环泵(4)相连，压缩空气输送管(6)与微孔曝气头(7)相连。
2.根据权利要求1所述的一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统，其特征在于所述的酸液循环泵(4)的流量为酸洗槽(I)容积的0.1-5倍。
3.根据权利要求1所述的一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统，其特征在于所述的酸液循环泵(4)的叶轮材料为表面复合聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统，其特征在于所述的酸洗槽(I)的材料为聚乙烯、聚丙烯或增强聚氯乙烯的塑料板。
5.根据权利要求1所述的一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统，其特征在于所述的抑雾剂加药溶气泵(5)为自吸式气液混合泵。
6.根据权利要求1所述的一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统，其特征在于所述的微孔曝气头(7)的材料为聚乙烯、聚丙烯、增强聚氯乙烯或聚四氟乙烯的塑料，微孔孔径在0.01-0.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统，其特征在于所述的溢流斜板(8)的坡度与液面成20-60°。
8.根据权利要求1所述的一种酸洗液循环的不锈钢酸洗抑雾系统，其特征在于所述的过滤网(9)的材料为聚四氟乙烯，平均网孔为10-100目。
9.一种使用如权利要求1所述不锈钢酸洗抑雾系统的酸洗工艺，其特征在于在酸洗槽(I)中预先加入自来水，开启酸液输送管(2 )和蒸汽输送管(3 )的阀门，酸液输送管(2 )中的酸液为HNO3和HF，根据酸洗槽(I)液位控制酸液的投加量，并同时开启酸液循环泵(4)和抑雾剂加药溶气泵(5)，通过酸液循环泵(4)使酸液、蒸汽和酸雾抑制剂在管道内迅速混合并快速升温，同时通过抑雾剂加药溶气泵(5)溶入的气体在酸洗槽(I)内释放产生大量微气泡，能在酸洗槽(I)液面迅速形成稳定的泡沫层，该泡沫层在酸液循环以及微孔曝气头(7)释放气泡的作用下保持稳定，同时，酸液的循环使得通过抑雾剂加药溶气泵(5)投加在酸洗槽中的酸雾抑制剂能再次迅速起泡，通过溢流斜板(8)的水平推力使泡沫均匀覆盖在酸洗液表面，形成致密、稳定的泡沫层。
【文档编号】C23G3/02GK103451669SQ201310361064
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】雷乐成, 杨彬, 李中坚, 朱京科 申请人:浙江大学