酸霧凈化塔的工作原理及預(yù)防解決方案

為了去除在熱加工過程中欽及欽合金板材表面形成的金屬氧化物薄膜，就進(jìn)行酸洗處理。由于欽及其合金的酸洗工藝采用的是30%~40%的HNO3加上5%~7%的HF和H2O。因此，在酸洗過程中會(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，解決了酸霧揮發(fā)的問題。在酸洗過程中產(chǎn)生的酸霧   經(jīng)過收集進(jìn)入酸霧凈化塔進(jìn)行凈化處理，在達(dá)到GB16297一1996《大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)過程中，偶爾發(fā)現(xiàn)酸霧凈化塔出現(xiàn)冒“黃煙”的問題，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，解決并預(yù)防此類問題的再次發(fā)生。

一、“黃煙”形成原因分析

酸霧凈化塔工作原理：酸霧在風(fēng)機(jī)的負(fù)壓下，通過連接風(fēng)管進(jìn)入凈化塔的塔底，并沿著塔向塔頂輸送，在此過程中與自塔頂向下噴淋的Ml吸收液逆流接觸，在填料層的表面完成傳質(zhì)過程，經(jīng)凈化塔處理后，氟化氫、氮氧化物中的二氧化氮（NO2）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。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)前吸收塔氧 化吸收后，廢氣中少量未被吸收的污染物(主要為NOx），被M3還原劑還原為的氮?dú)猓M(jìn)入風(fēng)機(jī)和排放管排空觀。

②二級(jí)塔反應(yīng)

廢氣經(jīng)塔處理后，大部分的酸霧及氟化氫被捕集吸收，只有極微量的殘存部分轉(zhuǎn)入二級(jí)塔，被進(jìn)一步地捕集吸收。進(jìn)入二級(jí)塔的廢氣成分為二氧化氮和一氧化氮。在二級(jí)塔內(nèi)，一氧化氮被氧化吸收液MZ再次氧 化為易溶解的高價(jià)態(tài)氧 化物，并再次被轉(zhuǎn)化吸收。

二、原因分析

酸霧凈化塔冒“黃煙”問題的根本原因就是酸霧凈化的不?！包S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、水和無色的一氧化氮，若暴露在大氣中，則一氧化氮被氧化成棕色有毒的二氧化氮，所以沒有除盡的酸霧呈現(xiàn)出黃色。造成酸霧凈化不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，還要硝酸與氫氟酸的配比大于5，硝酸含量過大，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，形成“黃煙”現(xiàn)象的主要原因。

酸霧凈化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題不能中和吸收酸霧，就會(huì)產(chǎn)生“黃煙”現(xiàn)象。在酸霧凈化過程中，酸霧濃度是不變的，而吸收液的濃度在中和過程中不斷下降，如果不能及時(shí)補(bǔ)充吸收液就會(huì)使凈化不   ，形成“黃煙”問題。此外，凈化液中加入的Ml藥劑和M2藥劑中都含有強(qiáng)氧化劑，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，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”問題的產(chǎn)生。

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)出合理的酸洗工藝，即在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，要通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)相匹配的凈化工藝，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4一6個(gè)月，一旦發(fā)現(xiàn)藥液失效   立即換，重新配制。

（3）在夏季，當(dāng)發(fā)現(xiàn)廢氣排放溫度過高時(shí)，應(yīng)立即采取降溫措施，  時(shí)加冰塊降溫。而在冬季，為預(yù)防藥液結(jié)晶，   防止噴淋藥液濃度過高的問題。仲定期檢查酸霧噴淋泵的出口壓力，一旦發(fā)現(xiàn)壓力應(yīng)立即檢查酸霧凈化塔的噴嘴是否堵塞，并且及時(shí)清理。

（4）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。

通過本文分析，形成“黃煙”的主要原因包括酸洗工藝中硝酸用量過多，酸霧凈化液的濃度過低，凈化液“老化”，冬季里氫氧化鈉結(jié)晶會(huì)堵塞噴嘴，以及噴淋泵損壞等。因此，通過改進(jìn)酸洗工藝及酸霧凈化工藝，及時(shí)調(diào)配凈化液，定期檢修噴淋泵和噴嘴等措施，如今，“黃煙”現(xiàn)象已經(jīng)控制，生產(chǎn)環(huán)境。