冷轧厂酸再生焙烧炉炉压波动原因分析及控制研究

摘要 ：唐钢冷轧厂酸再生生产过程中，焙烧炉炉压波动较大，不能保持长期负压状态，当炉内正压时炉内氧化铁粉、酸性气体外溢，针对此现象，通过加强设备维护等方法控制炉压，消除设备、环境及安全隐患。

关键词 ：焙烧炉 负压 稳定控制

1. 酸再生（ARP）工艺概述及工艺流程

1.1 酸再生工艺概述

盐酸再生即废盐酸溶液的回收，是酸洗过程的逆反应。盐酸再生的主要方法有鲁奇法即流化床工艺和鲁兹纳法即喷雾焙烧工艺。冷轧薄板厂盐酸再生项目引进的是美国ISSI公司的盐酸再生技术。该项目分为两部分一是用化学方法脱硅，脱硅能力14000L/h;二是用喷雾焙烧法进行盐酸废液的热分解而生成再生盐酸及氧化铁粉，设计2套能力分别为7500L/h的盐酸再生厂进行脱硅酸液（PIL）的再生处理。其工艺路线较灵活，既可以处理经过脱硅的PIL液体，又可以直接处理来自酸洗线的废酸液WPL。酸再生机组顺行为冷轧酸洗线生产顺行奠定坚实的基础，为酸洗线提供合格的再生盐酸，同时生产出大量高附加值的氧化铁粉。

目前国内外冷轧厂都普遍采用盐酸再生技术即喷雾焙烧法处理酸洗废液。喷雾焙烧法原理简单，解决了钢铁企业不熟悉化工生产操作的难题，但是由于其要求系统内各个程序的控制相互协调，而且要求酸洗工序与之密切配合，需要具有较高的设计、管理和控制水平，同时由于在高温下盐酸有强烈的腐蚀性，因此接触废液的设备均需要采用优质的耐腐蚀材料，造成设备成本、零部件消耗、维修费用及运行费用都很高。

喷雾焙烧法是利用FeCl2在高温、有充足水蒸气和适量的空气的条件下能定量水解的特性，在焙烧炉中直接将FeCl2转化为盐酸和Fe2O3，反应生成的和从酸里蒸发出来的HCl气体被水吸收得到再生酸。概括地说它是将废液的加热、脱水、亚铁盐的氧化和水解、氯化氢气体的收集及吸收成盐酸有机地结合在一个系统内一并完成。这种封闭循环系统不污染环境并具有处理能力大、设施紧凑、资源回收率高（可达98%-99%）、再生酸浓度高、酸中含Fe2+少、氧化铁品位高（可达98%左右）及应用广等特点。

1.2 酸再生的工艺流程

脱硅后的净化废酸液从罐区的PIL储罐经过滤送入预浓缩器底部，一个分流由预浓缩器循环泵将浓缩酸液（CIL）在预浓缩器内循环，与焙烧炉产生的高温气体进行热交换。另一个分流由浓缩酸泵将浓缩酸雾化喷入焙烧炉顶部，在反应炉高温状态下，FeCl2与H2O、O2发生化学热分解反应，生成Fe2O3粉和HCl气体。高温炉气离开焙烧炉，再进入预浓缩器进行进一步净化和冷却，以除去气体中携带的大部分Fe2O3粉，同时降低炉气的温度。

经过冷却的气体进入吸收塔，与吸收塔喷入的漂洗水逆流接触，使再生酸浓度达到18%回到再生酸贮罐，补充到酸洗线使用。经过吸收塔的废气再进入1#、2#洗涤塔喷水进一步除去废气中的HCl，经洗涤塔后通过主引风机经烟囱排入大气。焙烧炉产生的Fe2O3粉落入焙烧炉底部，经旋转阀、破碎机、热螺旋输送机通过Fe2O3粉输送管道进入铁粉料仓，废气经布袋除尘器净化后排入大气。Fe2O3粉经加热脱氯处理后包装，可作为理想的生产磁性材料或颜料的原料。因此Fe2O3粉是酸再生又一重要的高附加值的产品。

2.焙烧炉负压稳定控制的必要性

在生产过程中发现，酸再生焙烧炉炉压波动较大，无法持续保持炉内负压，生产时炉内反应生成的HCl气体和烟尘混合物会随炉内形成正压的时候从炉顶喷枪口大量喷出，严重腐蚀和损坏现场设备、污染环境、腐蚀炉顶钢结构。由此带来的一系列问题包括：酸再生系统多次因设备问题非正常停车、备件更换频繁、检修作业难度增加且进度缓慢，耗费大量人力物力对炉顶环境卫生进行治理但收效甚微、HCl气体回收效率降低、损害工作人员身体健康、使炉顶钢结构腐蚀失效存在严重安全隐患。因此，如何稳定控制焙烧炉负压，消除设备、环境及安全隐患已到了刻不容缓的地步。

3.负压稳定控制方案实施

对从负压形成的源头（主风机）到负压的最终端（焙烧炉内部）中间的所有设备进行逐段排查和维护，力争做到每个设备环节都有效、可靠。

3.1 主风机

监测主风机运行的连续性和稳定性，确保在主风机入口处形成足够的负压。加强日常点检，监测主风机的振动、轴承温度、声音等，注意主风机外壳的密封是否良好;利用停机检修时间定期打开主风机外壳及联轴器，检查外壳有无磨损和漏洞，观察叶轮静平衡，清理叶轮表面附着的氧化铁粉及其他杂质，确保联轴器可靠无损。

3.2 烟道

烟道是连接主风机和各工艺塔之间的桥梁和纽带，确保烟道内无非正常压降是保证炉压重要一环。所有烟道和补偿器进行检查，及时发现和更换已经变形开裂的烟道和补偿器;烟道与烟道、烟道与工艺塔之间的所有法兰连接处进行逐一排查，保证其气密性的良好;烟道上的压力检测点进行定期清理，确保压力检测数据的可靠性。

3.3 工艺塔

利用烟道各压力检测点检测各工艺塔出入口的压差，对压差较大，超出正常范围的工艺塔进行检查和维护。

1）洗涤塔除雾器

利用检修日拆卸洗涤塔除雾器，对附着其上的氧化铁粉和其他烟气颗粒进行清理，确保不会因除雾器堵塞而造成整个系统的非正常压降。

2）洗涤塔和吸收塔喷射梁

在检修日打开工艺塔人孔，检查各喷射梁及喷嘴，及时维护和更换已存在问题或损坏的喷射梁，确保达到理想的喷洒效果和酸气吸收效果，从而提高生产效率，降低环境污染。

3）洗涤塔和吸收塔填料

连续生产一段时间后，洗涤塔和吸收塔内部填料会因喷射梁喷洒液体的压力和风机吸力的双重作用而运动挤压，减小气体和液体的接触面积，增大上下两部分的压差，不利于炉内负压的形成;此外，填料之间也会因为相互挤压而破损，填料残渣落入塔底，随循环管道进入酸泵叶轮、喷射梁喷嘴等部位，造成管道堵塞，流量减小等情况，导致生产无法顺利进行，所以，应利用检修日对各塔内部填料进行定期检查或者重新装填，必要时应整体更换。