一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)及其酸洗工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)及其酸洗工藝。酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)包括系統(tǒng)本體、酸液輸送管、蒸汽輸送管、酸液循環(huán)泵、抑霧劑加藥溶氣泵、壓縮空氣輸送管，系統(tǒng)本體包括酸洗槽、微孔曝氣頭、溢流斜板、過濾網、第一混合區(qū)和第二混合區(qū)。酸液循環(huán)泵使蒸汽和酸液迅速混合，顯著提高了加溫速度，酸洗作業(yè)過程中極少有酸霧逸出，改善了生產環(huán)境，另外，酸洗槽液面致密的泡沫層，在減少酸霧和水蒸汽揮發(fā)的同時，可有效減少酸液和熱量的損失，顯著提高了不銹鋼酸洗速率。
【專利說明】一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)及其酸洗工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬品酸洗循環(huán)工藝，尤其涉及一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)及其酸洗工藝。
【背景技術】
[0002]不銹鋼從鋼坯熱軋成各種板材和型材時，表面會被空氣中的O2氧化，產生黑色、黃色的緊密氧化層，為了提高不銹鋼的外觀和耐蝕性，加工后的不銹鋼必須進行酸洗處理。在不銹鋼(特殊鋼)酸洗線中，通常采用混酸(hno3+hf)酸洗工藝。混合酸具有很強的腐蝕性和氧化性，酸洗液的溫度通常在40~80°C，這些對酸洗生產線設備和材料的耐蝕性能提出了很高的要求。酸洗的不銹鋼材料形態(tài)有帶洗、管洗、板洗、線洗等，無論何種工藝的酸洗，不銹鋼酸洗生產線中的酸洗槽是關鍵設備。
[0003]由于酸洗槽內部不能布置加溫管，通常在酸洗槽的一端利用蒸汽對酸洗液進行加溫。由于不銹鋼酸洗槽長度一般都大于10m，通過自然擴散需要較長的加溫時間，特別是冬季。同時酸洗液的溫度也會隨著酸洗過程中熱量的散發(fā)而逐漸降低，必須進行持續(xù)加溫。混酸酸洗過程中，由于金屬及金屬氧化物與強酸發(fā)生劇烈的化學反應，會產生大量的酸性氣溶膠態(tài)污染物，即為酸霧。酸霧具有瞬時濃度高、腐蝕性強等特征。另外，排入大氣后，還會產生嚴重的煙?“黃龍”現(xiàn)象，將對周圍環(huán)境、人民群眾的身體健康以及其它動植物產生嚴重的危害。為了減少或減緩酸霧的揮發(fā)，目前大多數企業(yè)采用在酸洗液中添加酸霧抑制劑，通過表面活性劑產生的泡沫對酸洗液進行表面覆蓋，從而起到對酸霧進行抑制。實際操作中存在藥劑投加困難，分散不均勻，泡沫層易破裂等情況。為了使泡沫層持續(xù)穩(wěn)定，通常采用人工多點投加，表面活性劑用量較大，這就直接影響了后續(xù)酸洗廢水的處理壓力，特別是一些含氨的酸霧抑制劑。另外，隨著酸洗除銹工藝過程的進行，由于酸的消耗，導致酸洗液濃度降低，當酸洗液濃度低于5%時，酸洗液必須要及時補充。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明專利的目的是克服現(xiàn)有酸洗工藝酸液難以循環(huán)技術的不足，提供一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)及其酸洗工藝。
[0005]酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)包括系統(tǒng)本體、酸液輸送管、蒸汽輸送管、酸液循環(huán)泵、抑霧劑加藥溶氣泵、壓縮空氣輸送管，系統(tǒng)本體包括酸洗槽、微孔曝氣頭、溢流斜板、過濾網、第一混合區(qū)和第二混合區(qū)；`
系統(tǒng)本體內順次設有第一混合區(qū)、酸洗槽、溢流斜板、第二混合區(qū)，第一混合區(qū)內中部橫向設有過濾網，第二混合區(qū)內設有微孔曝氣頭，第一混合區(qū)上端部設有酸液輸送管，第一混合區(qū)內過濾網下方設有蒸汽輸送管，第一混合區(qū)內過濾網上方經酸液循環(huán)泵與第二混合區(qū)中部相連，抑霧劑加藥溶氣泵與酸液循環(huán)泵相連，壓縮空氣輸送管與微孔曝氣頭相連。
[0006]所述的酸液循環(huán)泵的流量為酸洗槽容積的0. 5倍。所述的酸液循環(huán)泵的葉輪材料為表面復合聚四氟乙烯。所述的酸洗槽的材料為聚乙烯、聚丙烯或增強聚氯乙烯的塑料板。所述的抑霧劑加藥溶氣泵為自吸式氣液混合泵。所述的微孔曝氣頭的材料為聚乙烯、聚丙烯、增強聚氯乙烯或聚四氟乙烯的塑料，微孔孔徑在0.01-0.5mm。所述的溢流斜板的坡度與液面成20-60°。所述的過濾網的材料為聚四氟乙烯，平均網孔為10-100目。
[0007]酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)的酸洗工藝是在酸洗槽中預先加入自來水，開啟酸液輸送管和蒸汽輸送管的閥門，酸液輸送管中的酸液為HNO3和HF，根據酸洗槽液位控制酸液的投加量，并同時開啟酸液循環(huán)泵和抑霧劑加藥溶氣泵，通過酸液循環(huán)泵使酸液、蒸汽和酸霧抑制劑在管道內迅速混合并快速升溫，同時通過抑霧劑加藥溶氣泵溶入的氣體在酸洗槽內釋放產生大量微氣泡，能在酸洗槽液面迅速形成穩(wěn)定的泡沫層，該泡沫層在酸液循環(huán)以及微孔曝氣頭釋放氣泡的作用下保持穩(wěn)定，同時，酸液的循環(huán)使得通過抑霧劑加藥溶氣泵投加在酸洗槽中的酸霧抑制劑能再次迅速起泡，通過溢流斜板的水平推力使泡沫均勻覆蓋在酸洗液表面，形成致密、穩(wěn)定的泡沫層。
[0008]本發(fā)明工藝能顯著降低酸洗作業(yè)時酸液的揮發(fā)和減少酸霧的產生，大大改善了生產環(huán)境。同時能減少酸洗液熱量的損失，使酸洗液能長時間保持恒定的溫度，從而提高不銹鋼酸洗的效率。酸洗液在封閉循環(huán)系統(tǒng)內完成快速混合和加溫，同時具備酸液和抑霧劑補給功能，是一種高效、清潔和節(jié)能的不銹鋼酸洗工藝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)結構示意圖；
圖中，酸洗槽1、酸液輸送管2、蒸汽輸送管3、酸液循環(huán)泵4、抑霧劑加藥溶氣泵5、壓縮空氣輸送管6、微孔曝氣頭7、溢流斜板8、過濾網9、第一混合區(qū)10、第二混合區(qū)11。
【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明采用了酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗工藝，通過泵的循環(huán)使酸液、蒸汽和酸霧抑制劑在管道內迅速混合并快速升溫。溶氣泵可以使酸液、蒸汽和酸霧抑制劑在管道內迅速混合，同時溶入的氣體在酸洗槽`內釋放產生大量氣泡。酸液、蒸汽和酸霧抑制劑在微孔曝氣和釋放氣泡作用下，迅速起泡。通過溢流斜板的水平推力使泡沫均勻覆蓋在酸洗液表面，同時在酸洗過程中產生的微小氣體也有助于泡沫層的穩(wěn)定。在酸洗槽的一端設置過濾網，防止酸洗液中的懸浮物及其他雜質進入溶氣泵，以免造成泵的損壞。穩(wěn)定、致密的泡沫層，能顯著降低酸液的揮發(fā)，減少酸霧的產生，同時能減少酸洗液熱量的損失，使酸洗液保持恒定的溫度，從而提高不銹鋼酸洗的效率。酸洗液在封閉循環(huán)系統(tǒng)內完成快速混合和加溫，同時具備酸液和抑霧劑補給功能。酸洗作業(yè)過程中不會有酸霧逸出，大大改善了生產環(huán)境，同時顯著提高了不銹鋼酸洗速率，是一種高效、抑霧和節(jié)能的不銹鋼酸洗系統(tǒng)。
[0011]為了更好的理解本發(fā)明，下面通過附圖以及具體實施來做進一步說明。
[0012]如圖1所示，酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)包括系統(tǒng)本體、酸液輸送管2、蒸汽輸送管3、酸液循環(huán)泵4、抑霧劑加藥溶氣泵5、壓縮空氣輸送管6，系統(tǒng)本體包括酸洗槽1、微孔曝氣頭7、溢流斜板8、過濾網9、第一混合區(qū)10和第二混合區(qū)11 ；
系統(tǒng)本體內順次設有第一混合區(qū)10、酸洗槽1、溢流斜板8、第二混合區(qū)11，第一混合區(qū)10內中部橫向設有過濾網9，第二混合區(qū)11內設有微孔曝氣頭7，第一混合區(qū)10上端部設有酸液輸送管2，第一混合區(qū)10內過濾網9下方設有蒸汽輸送管3，第一混合區(qū)10內過濾網9上方經酸液循環(huán)泵4與第二混合區(qū)11中部相連，抑霧劑加藥溶氣泵5與酸液循環(huán)泵4相連，壓縮空氣輸送管6與微孔曝氣頭7相連。
[0013]所述的酸液循環(huán)泵4的流量為酸洗槽I容積的0.1-5倍。所述的酸液循環(huán)泵4的葉輪材料為表面復合聚四氟乙烯。所述的酸洗槽I的材料為聚乙烯、聚丙烯或增強聚氯乙烯的塑料板。所述的抑霧劑加藥溶氣泵5為自吸式氣液混合泵。所述的微孔曝氣頭7的材料為聚乙烯、聚丙烯、增強聚氯乙烯或聚四氟乙烯的塑料，微孔孔徑在0.01-0.5mm。所述的溢流斜板8的坡度與液面成20-60°。所述的過濾網9的材料為聚四氟乙烯，平均網孔為10-100 目。
[0014]酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)的酸洗工藝是:在酸洗槽I中預先加入自來水，開啟酸液輸送管2和蒸汽輸送管3的閥門，酸液輸送管2中的酸液為HNO3和HF，根據酸洗槽I液位控制酸液的投加量，并同時開啟酸液循環(huán)泵4和抑霧劑加藥溶氣泵5，通過酸液循環(huán)泵4使酸液、蒸汽和酸霧抑制劑在管道內迅速混合并快速升溫，經過循環(huán)泵的混合和循環(huán)作用，酸洗液溫度可快速升至40-80°C，此時可減小或關閉蒸汽輸送管3的閥門，同時通過抑霧劑加藥溶氣泵5溶入的氣體在酸洗槽I內釋放產生大量微氣泡，能在酸洗槽I液面迅速形成穩(wěn)定的泡沫層，該泡沫層在酸液循環(huán)以及微孔曝氣頭7釋放氣泡的作用下保持穩(wěn)定，同時，酸液的循環(huán)使得通過抑霧劑加藥溶氣泵5投加在酸洗槽中的酸霧抑制劑能再次迅速起泡，通過溢流斜板8的水平推力使泡沫均勻覆蓋在酸洗液表面，形成致密、穩(wěn)定的泡沫層。之后吊入未經處理的不銹鋼管件，酸洗槽上方未見明顯酸霧產生，由于泡沫層的保溫作用酸洗液可長時間保持恒定的溫度。酸洗之后取出不銹鋼管，其表面清潔干凈，并能形成銀白色亞光結構。當酸洗液溫度低于設定溫度5°C時，開啟蒸汽輸送管3的閥門，進行適當加溫。當酸洗液濃度低于5%時，酸液輸送管2及時補充消耗的酸。
[0015]從實驗結果可以看出，循環(huán)工藝大大提高了酸洗液的加溫速度，Smin左右可達到70穩(wěn)定、致密的泡沫層起到了很好的保溫作用，泡沫層上方溫度顯著低于酸洗液溫度20°(T24°C，這說明減少了酸洗液熱量的損耗，同時酸洗速率提高了 100%以上。具體實施過程中分別測定了有無泡沫層距離酸洗槽液面20cm和IOOcm的NOx濃度，結果顯示，有泡沫層可顯著抑制酸霧的產生，距離液面20cm平均NOx源強濃度減小82%以上。
【權利要求】
1.一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)，其特征在于包括系統(tǒng)本體、酸液輸送管(2)、蒸汽輸送管(3)、酸液循環(huán)泵(4)、抑霧劑加藥溶氣泵(5)、壓縮空氣輸送管(6)，系統(tǒng)本體包括酸洗槽(I)、微孔曝氣頭(7)、溢流斜板(8)、過濾網(9)、第一混合區(qū)(10)和第二混合區(qū)(11)； 系統(tǒng)本體內順次設有第一混合區(qū)(10)、酸洗槽(I)、溢流斜板(8)、第二混合區(qū)(11)，第一混合區(qū)(10)內中部橫向設有過濾網(9)，第二混合區(qū)(11)內設有微孔曝氣頭(7)，第一混合區(qū)(10)上端部設有酸液輸送管(2)，第一混合區(qū)(10)內過濾網(9)下方設有蒸汽輸送管(3)，第一混合區(qū)(10)內過濾網(9)上方經酸液循環(huán)泵(4)與第二混合區(qū)(11)中部相連，抑霧劑加藥溶氣泵(5)與酸液循環(huán)泵(4)相連，壓縮空氣輸送管(6)與微孔曝氣頭(7)相連。
2.根據權利要求1所述的一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)，其特征在于所述的酸液循環(huán)泵(4)的流量為酸洗槽(I)容積的0.1-5倍。
3.根據權利要求1所述的一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)，其特征在于所述的酸液循環(huán)泵(4)的葉輪材料為表面復合聚四氟乙烯。
4.根據權利要求1所述的一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)，其特征在于所述的酸洗槽(I)的材料為聚乙烯、聚丙烯或增強聚氯乙烯的塑料板。
5.根據權利要求1所述的一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)，其特征在于所述的抑霧劑加藥溶氣泵(5)為自吸式氣液混合泵。
6.根據權利要求1所述的一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)，其特征在于所述的微孔曝氣頭(7)的材料為聚乙烯、聚丙烯、增強聚氯乙烯或聚四氟乙烯的塑料，微孔孔徑在0.01-0.5mm。
7.根據權利要求1所述的一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)，其特征在于所述的溢流斜板(8)的坡度與液面成20-60°。
8.根據權利要求1所述的一種酸洗液循環(huán)的不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)，其特征在于所述的過濾網(9)的材料為聚四氟乙烯，平均網孔為10-100目。
9.一種使用如權利要求1所述不銹鋼酸洗抑霧系統(tǒng)的酸洗工藝，其特征在于在酸洗槽(I)中預先加入自來水，開啟酸液輸送管(2 )和蒸汽輸送管(3 )的閥門，酸液輸送管(2 )中的酸液為HNO3和HF，根據酸洗槽(I)液位控制酸液的投加量，并同時開啟酸液循環(huán)泵(4)和抑霧劑加藥溶氣泵(5)，通過酸液循環(huán)泵(4)使酸液、蒸汽和酸霧抑制劑在管道內迅速混合并快速升溫，同時通過抑霧劑加藥溶氣泵(5)溶入的氣體在酸洗槽(I)內釋放產生大量微氣泡，能在酸洗槽(I)液面迅速形成穩(wěn)定的泡沫層，該泡沫層在酸液循環(huán)以及微孔曝氣頭(7)釋放氣泡的作用下保持穩(wěn)定，同時，酸液的循環(huán)使得通過抑霧劑加藥溶氣泵(5)投加在酸洗槽中的酸霧抑制劑能再次迅速起泡，通過溢流斜板(8)的水平推力使泡沫均勻覆蓋在酸洗液表面，形成致密、穩(wěn)定的泡沫層。
【文檔編號】C23G3/02GK103451669SQ201310361064
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權日:2013年8月19日
【發(fā)明者】雷樂成, 楊彬, 李中堅, 朱京科 申請人:浙江大學