為了去除在熱加工過(guò)程中欽及欽合金板材表面形成的金屬氧 化物薄膜，就必須進(jìn)行酸洗處理。由于欽及其合金的酸洗工藝采用的是30~4%的HN03加上5%~7%的HF和H2O。因此，在酸洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒的酸霧，嚴(yán)重?fù)p害操作工人的身體健康。西部欽業(yè)公司板帶廠采用單張板噴淋式的連續(xù)酸洗線，該酸洗線工藝段采用全封閉式，有效解決了酸霧揮發(fā)的問(wèn)題。在酸洗過(guò)程中產(chǎn)生的酸霧必須經(jīng)過(guò)收集進(jìn)入酸霧凈化塔進(jìn)行凈化處理，在達(dá)到GB16297-1996伏氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的氟化物排放濃度≤9mg/m3，氮氧 化物排放濃度≤240mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)之后排放到大氣中。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，偶爾發(fā)現(xiàn)噴淋凈化塔出現(xiàn)冒“黃煙”的問(wèn)題，嚴(yán)重影響周圍的環(huán)境，對(duì)廠房的墻壁和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，必須徹底解決并預(yù)防此類問(wèn)題的再次發(fā)生。
1“黃煙”形成原因分析
酸霧凈化塔的工作原理
酸霧在風(fēng)機(jī)的負(fù)壓下，通過(guò)連接風(fēng)管進(jìn)入凈化塔的塔底，并沿著塔向塔頂輸送，在此過(guò)程中與自塔頂向下噴淋的M1吸收液逆流接觸，在填料層的表面完成傳質(zhì)過(guò)程，經(jīng)凈化塔處理后，氟化氫、氮氧 化物中的二氧 化氮（NOx）及混合酸霧的一部分被捕集吸收并轉(zhuǎn)入吸收液中。經(jīng)過(guò)塔凈化處理后，廢氣的溫度降低，有利于后級(jí)凈化塔的捕集吸收。二級(jí)吸收塔為氧 化塔，選用M2氧 化吸收液，其作用是將廢氣中難以捕集吸收的一氧 化氮，以及因二氧 化氮溶入吸收液后新產(chǎn)生的一氧 化氮氧 化為二氧 化氮，然后轉(zhuǎn)化成為可溶性硝酸鹽，進(jìn)入到吸收液中，達(dá)到凈化處理的目的。三級(jí)吸收塔仍為氧 化吸收塔，吸收液為M2氧 化吸收液，其作用與二級(jí)塔相同。四級(jí)塔為還原吸收塔，吸收液為M3還原吸收液，廢氣中的污染物經(jīng)前三級(jí)吸收塔氧 化吸收后，廢氣中少量未被吸收的污染物(主要為N0x），被M3還原劑還原為無(wú)毒無(wú)害的氮?dú)猓M(jìn)入風(fēng)機(jī)和排放管排空觀。
酸霧凈化塔冒“黃煙”問(wèn)題的根本原因就是酸霧凈化得不徹底。“黃煙”的主要成分是NO2，N2O4、氣態(tài)的硝酸分子和氫氟酸分子。由于欽在含有氟離子的硝酸液中酸洗時(shí)，硝酸被還原，生成氟化欽絡(luò)合物、水和無(wú)色的一氧 化氮，若暴露在大氣中，則一氧 化氮被迅速氧 化成棕色有毒的二氧 化氮，所以沒(méi)有除盡的酸霧呈現(xiàn)出黃色。造成酸霧凈化不徹底的原因主要有以下兩方面。
①工藝方面因素
酸洗工藝不完善欽及欽合金采用的是硝酸+氫氟酸混酸酸洗，由于每一批欽合金板材的成分不同，需要經(jīng)常重新配酸。酸洗時(shí)針對(duì)不斷降低的酸液濃度，還要及時(shí)補(bǔ)充酸。為防止欽材酸洗時(shí)吸氫，還要保證硝酸與氫氟酸的配比大于5，硝酸含量過(guò)大，會(huì)造成一氧 化氮?dú)怏w增多，生成二氧 化氮相應(yīng)增加。并且由于硝酸過(guò)多，酸液溫度也會(huì)相應(yīng)升高，將會(huì)使硝酸和氫氟酸揮發(fā)量增多。此外，酸霧溫度過(guò)高也會(huì)影響吸收液的吸收效率。因此，酸霧大量增加是造成酸霧凈化塔凈化不徹底，形成“黃煙”現(xiàn)象的主要原因。
噴淋廢氣凈化塔工藝不完善不同材質(zhì)的欽材需要采用相應(yīng)配比的酸洗工藝，產(chǎn)生的酸霧的濃度也不相同，導(dǎo)致酸霧吸收液的配比也就不同。因此，一旦吸收液因配比濃度問(wèn)題不能完全中和吸收酸霧，就會(huì)產(chǎn)生“黃煙”現(xiàn)象。在酸霧凈化過(guò)程中，酸霧濃度是不變的，而吸收液的濃度在中和過(guò)程中不斷下降，如果不能及時(shí)補(bǔ)充吸收液就會(huì)使凈化不徹底，形成“黃煙”問(wèn)題。此外，凈化液中加入的M1藥劑和M2藥劑中都含有強(qiáng)氧 化劑的高錳 酸鉀，該氧 化劑的水溶液不穩(wěn)定，遇光容易分 解，因此吸收液在使用一段時(shí)間后就會(huì)由于“老化”而失效，這也容易造成“黃煙”問(wèn)題。
②設(shè)備方面因素
噴嘴堵塞在四級(jí)吸收塔中均采用噴淋式中和酸霧方法，即吸收液從噴嘴由上向下噴出，在與下面的酸霧逆流接觸過(guò)程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)凈化酸霧。由于冬季氣溫低，氫氧 化鈉容易結(jié)晶，則吸收液在工作時(shí)容易堵塞噴淋噴嘴。由此造成吸收不完全，形成“黃煙”。
泵的壓力不足酸霧凈化塔中采用一備一用，共8臺(tái)酸霧凈化噴淋泵，由于該泵一直工作在強(qiáng)堿性環(huán)境中，受到腐蝕比較嚴(yán)重，一般工作壽命只有4個(gè)月，而且容易發(fā)生故障。而一旦其中一臺(tái)泵發(fā)生故障，就會(huì)影響到吸收塔的凈化效果，導(dǎo)致“黃煙”問(wèn)題的產(chǎn)生。
2預(yù)防及解決方案
①對(duì)于不同材質(zhì)的欽材，首先還是設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的酸洗工藝，即在保證清洗掉氧 化層的前提下，盡可能降低硝酸的濃度，以便在源頭上控制酸霧的濃度。
②針對(duì)不同的酸洗工藝，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)相匹配的凈化工藝，廢氣凈化塔在工作中要監(jiān)控藥液的濃度，發(fā)現(xiàn)濃度偏低時(shí)要及時(shí)補(bǔ)充。一般凈化液的使用期限為4~6個(gè)月，一旦發(fā)現(xiàn)藥液失效必須立即更換，重新配制。
③在夏季，當(dāng)發(fā)現(xiàn)廢氣排放溫度過(guò)高時(shí)，應(yīng)立即采取降溫措施，必要時(shí)加冰塊降溫。而在冬季，為預(yù)防藥液結(jié)晶，必須防止噴淋藥液濃度過(guò)高的問(wèn)題。
④定期檢查酸霧噴淋泵的出口壓力，一旦發(fā)現(xiàn)壓力增高應(yīng)立即檢查酸霧凈化塔的噴嘴是否堵塞，并且及時(shí)清理。
⑤定期檢修酸霧凈化噴淋泵，發(fā)現(xiàn)出口壓力減小時(shí)應(yīng)立即檢查噴淋泵是否已經(jīng)損壞。
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