冶煉煙氣制酸凈化系統(tǒng)水玻璃輸送改進(jìn)實(shí)踐

王海艦，黃海麗

（金川集團(tuán)股份有限公司，甘肅金昌 737100）

有色冶煉煙氣中除含有氮?dú)?、二氧化硫、氧氣外，還含有金屬氧化物礦塵、氟化氫、三氧化硫等有害雜質(zhì)。煙氣中的氟化氫易溶于水，形成的氫氟酸是一種腐蝕性很強(qiáng)的酸，會(huì)對(duì)冶煉煙氣制酸裝置凈化系統(tǒng)的玻璃鋼設(shè)備和管道、干吸塔的瓷環(huán)及內(nèi)襯瓷磚等含硅材料，以及稀酸泵泵軸、濃酸泵泵殼和泵體等高硅不銹鋼材質(zhì)的設(shè)備造成腐蝕[1]41，還會(huì)對(duì)以硅藻土為載體的釩催化劑產(chǎn)生危害，使釩催化劑外觀變成淺灰色或結(jié)硬殼，甚至?xí)勾呋瘎╊w?；ハ嗾辰Y(jié)成塊，活性嚴(yán)重下降。使催化劑粉化、減重，增加轉(zhuǎn)化器阻力，降低轉(zhuǎn)化率。由于煙氣中缺少M(fèi)g2+、Ca2+等固氟離子，不能在煙氣的傳輸過程中將氟化氫固化進(jìn)而通過除塵系統(tǒng)除去，因此只能在凈化工序?qū)⒎瘹涑ァ?/p>

1 除氟原理

考慮到處理成本和工藝穩(wěn)定性等因素，目前國(guó)內(nèi)部分企業(yè)采用鈣基固氟劑如石灰乳一次性中和法固氟，該方法有大量的沉渣產(chǎn)生，處理成本很高，易對(duì)環(huán)境造成二次污染。與鈣基固氟劑相比，用硅基材料作固氟劑，可以大幅度減少沉渣。水玻璃、石英石及玻璃纖維等由于含有硅組分，可以和氟離子結(jié)合生成氟硅酸鈉沉淀，達(dá)到去除氟的目的。而且硅基材料不與銅、砷等成分反應(yīng)，沉渣數(shù)量較少，也不會(huì)生成二次污染物。

在煙氣凈化工序固氟的過程，即是將氫氟酸轉(zhuǎn)化為氟硅酸或氟硅酸鹽的過程。某冶煉廠采用水玻璃（偏硅酸鈉）固氟工藝處理煙氣中的氟化氫。水玻璃的主要成分為SiO2，具有較高的活性，其反應(yīng)原理[1]43如下：

H2SiF6是一個(gè)很穩(wěn)定的多元絡(luò)合酸，因此只要在煙氣凈化工序加入足夠量的水玻璃，就可以使氟濃度降低[2]。

2 水玻璃除氟存在的問題

水玻璃[Na2O·xSiO2·yH2O]式中的系數(shù)x稱為水玻璃模數(shù)。在水玻璃的配制過程中，為節(jié)省水玻璃的用量，以采用高模數(shù)的水玻璃為宜，但水玻璃模數(shù)越大，SiO2含量越高，配制的水玻璃溶液黏度越大。將配制好的水玻璃溶液輸送至水玻璃儲(chǔ)罐，再通過輸送泵輸送至煙氣凈化工序。在輸送過程中，由于水玻璃黏性較大，且易出現(xiàn)靜止沉積現(xiàn)象，在生產(chǎn)系統(tǒng)停車檢修期間，輸送管道內(nèi)的水玻璃無法排放干凈，管道內(nèi)壁附著的水玻璃出現(xiàn)結(jié)晶，使管道內(nèi)徑逐漸縮小，直至管道難以疏通，只能更換輸送管道，造成檢修勞動(dòng)量和成本增加。

3 解決措施及效果

針對(duì)水玻璃容易堵塞管道的問題，在水玻璃的配制管道及輸送泵出口管道上新增彎管狀的氮?dú)夤艿?，并在氮?dú)夤艿郎习惭b自動(dòng)閥和逆止閥。

自動(dòng)閥與水玻璃配制泵及輸送泵出口壓力聯(lián)鎖，在水玻璃暫停輸送、系統(tǒng)停車檢修期間，自動(dòng)閥開啟，向水玻璃輸送管道內(nèi)通入氮?dú)?，常?guī)輸送泵出口的壓力約為0.2 MPa，生產(chǎn)所用氮?dú)獾膲毫s為0.6 MPa。因氮?dú)鈿饬饕陨淞餍问搅鞒?，與水玻璃輸送方向保持一致，氮?dú)鈮毫^大，可將管道內(nèi)沉積的水玻璃吹掃干凈，避免水玻璃附著結(jié)晶堵塞管道。安裝逆止閥的目的是為了防止水玻璃輸送泵在開啟的狀態(tài)下，自動(dòng)閥故障而使水玻璃進(jìn)入氮?dú)夤艿馈?/p>

水玻璃輸送流程見圖1，彎管狀氮?dú)夤艿朗疽庖妶D2。

圖1 水玻璃輸送流程

圖2 彎管狀氮?dú)夤艿朗疽?/p>

通過對(duì)水玻璃輸送管道進(jìn)行改造，利用氮?dú)鈱?duì)水玻璃進(jìn)行吹掃，在暫停輸送水玻璃或生產(chǎn)系統(tǒng)停車檢修期間，能夠?qū)⒐艿纼?nèi)的水玻璃吹掃干凈，徹底解決了管道內(nèi)壁結(jié)晶導(dǎo)致管道堵塞的問題。生產(chǎn)系統(tǒng)不用頻繁更換水玻璃輸送管道，降低了生產(chǎn)成本，大大減少了操作人員更換管道的勞動(dòng)強(qiáng)度。生產(chǎn)系統(tǒng)能夠有效、穩(wěn)定地處理煙氣中的氟化氫，對(duì)系統(tǒng)后續(xù)的凈化、干吸、轉(zhuǎn)化工序的設(shè)備設(shè)施及催化劑都起到了很好的保護(hù)作用，降低了生產(chǎn)系統(tǒng)的故障率。

4 結(jié)語

該冶煉廠采用氮?dú)獯祾咚Ａл斔凸艿赖姆绞?，有效解決了冶煉煙氣制酸裝置凈化系統(tǒng)水玻璃輸送管道頻繁堵塞，影響生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的問題，為輸送黏度較大的溶液提供了一種借鑒方法。