自动酸洗生产线设计方案

年4月19日自动酸洗生产线设计方案文档仅供参考，不当之处，请联系改正。自动酸洗生产线设计方案技术要素酸洗区域规划：长X宽=36X11米酸洗酸液:氢氟酸+硝酸酸洗工艺：酸洗→电解式清洗→冲洗→钝化→冲洗（整个过程由自动天车控制实现自动化。）年酸洗量：15万吨年额定工作时间：7000小时盘卷展单卷展开尺寸：Φ1300X1900mm单卷质量：1T酸洗要求：单槽2卷单卷酸洗时间：15min设备环保和安全要求：酸洗线产生酸雾需经过酸雾吸抽装置吸收处理；（酸雾吸收塔采用现有装置）酸洗槽配备溢流道，严格控制槽内液面高度，防止液体溢出；废酸液及含酸废水处理要求：废酸：实现在线过滤回收，设计量为2T/H酸洗废水：设计量200m3∕D，含酸废水需经中和沉淀过滤处理后循环利用。酸洗地面防腐处理要求：酸洗设备区域，新酸区域，废水水池及相关地面需做四布五油环氧防腐处理，以达到有效的防酸防渗效果。酸洗线设计规划总体规划为实现上述工艺，产能，环保，安全等设计要求，综合考虑场地等客观因素，现酸洗车间设计规划需包含如下九个部分：酸洗槽线；全自动投料系统（自动行车）；酸液在线循环过滤系统；废酸在线回收系统；酸洗废水处理系统；酸雾处理系统；（利用原有酸雾吸收塔）；新酸储存及调配系统（利用原有酸罐）；酸液分析检测系统；酸洗区域基础、基础防腐处理及控制室。酸洗线规划综合考虑产能及场地因素，酸洗槽设计尺寸为:长X宽X深=5.0X1.5X2.0m(单槽放2卷钢卷)年酸洗量/年工作时间=150000T/7000H=22T/H单槽质量：2T单卷酸洗时间：15min可计算出：理论需要酸洗槽数量=22/2/4=3只，考虑设备酸洗时间的不稳定性、设备检修、钝化冲洗耗时等因素，规划酸洗线设备配置如下：序号设备名称数量材质厚度溶液时间1酸洗槽4PP25mmHNO3;HF15min2钝化槽2PP25mmHNO3;HF5min3清洗槽2PP25mm清水（电解式）1min4冲洗槽4PP25mm清水（自动冲洗）10min5合计数量126说明酸洗线配置自动行车2台，30m3酸液调配槽1只详见图1：酸洗线规划图2#自动行车1#自动行车循环过滤机冲洗废水集水池废酸回收设备安装区域物料堆场酸液调配槽酸洗槽上料小车新酸储罐酸雾处理塔2#自动行车1#自动行车循环过滤机冲洗废水集水池废酸回收设备安装区域物料堆场酸液调配槽酸洗槽上料小车新酸储罐酸雾处理塔图1：酸洗线总体规划图循环过滤机废酸回收设备区域物料堆场新酸储罐酸洗槽酸液调配槽冲洗废水集水池冲洗槽酸雾处理塔2#自动行车1#自动行车上料小车循环过滤机废酸回收设备区域物料堆场新酸储罐酸洗槽酸液调配槽冲洗废水集水池冲洗槽酸雾处理塔2#自动行车1#自动行车上料小车图2：酸洗线控制时序图设备与工艺说明酸洗槽线酸洗槽数量4只规格：长X宽X深=5000X1500Xmm材质：型钢+PP/25mm制造工艺：酸洗槽内框采用25mm聚丙烯（PP）板制作，外部100X50矩形方管加强结构框架，矩形管外包10mmPP板防腐防护，整个设备结构强度大，耐酸和耐撞击性能优良，使用寿命高；辅助配置：1)酸洗槽两侧带槽边吸风道,与主吸风管道相连接，吸收酸洗过程中产生的酸雾，减少酸雾溢出量。2）酸洗槽吊具支座带有凸轮弹簧组合振动机构，经过酸液的循环流动和吊具带动不锈钢盘元的振动来提高酸洗效果，确保不因盘卷紧密接触而产生酸洗死角。（见附图）酸洗槽PP酸洗内框矩形管加强框架吊具酸洗槽PP酸洗内框矩形管加强框架吊具图4：酸洗槽结构图震动机构振动弹簧盘卷吊具支座酸洗槽图4：凸轮弹簧组合振动机构震动机构振动弹簧盘卷吊具支座酸洗槽组合振动机构组合振动机构钝化槽数量2只规格：长X宽X深=5000X1500Xmm材质：型钢+PP/25mm（制造工艺与酸洗槽相同）电解式清洗槽数量2只规格：长X宽X深=5000X1500Xmm材质：型钢+PP/25mm（制造工艺与酸洗槽相同）辅助配置：电解清洗机构机构组成：直流电源开关、整流器、阳极杆、不锈钢阳极片、阴极连接件等设备组成。作用：经过电物理方式快速剥离盘卷上酸洗后残存的氧化皮及污渍，大大减少冲洗时间和难度，提高盘卷表面质量。电解式清洗槽结构图自动冲洗槽数量4只规格：长X宽X深=5000X1600Xmm材质：型钢+PP/25mm（制造工艺与酸洗槽相同）辅助配置：冲洗槽带自动盖板，防止冲洗过程中冲洗水飞溅。冲洗槽四周布置高压喷嘴，外部安装高压冲洗泵，对置于冲洗槽内的不锈钢盘卷自动冲洗冲洗槽带有自动梳理机构，冲洗过程中对盘卷的拨动，提高冲洗质量冲洗槽内安装伸缩式冲洗喷嘴，能伸入盘卷内部对盘卷进行冲洗自动冲洗槽结构图自动投料系统（自动天车）自动天车数量：2台材质：型钢+环氧防腐处理带自动定位控制系统实现酸洗过程全自动投料，转移。上下料小车数量：2台车体由甲方提供，乙方负责在车体上安装吊具固定支架。C型吊具数量：18只材质：型钢+表面忖塑控制流程说明：系统每个槽体均配备定位感应模块，由PLC系统对槽体进行编号与控制，根据酸洗流程和酸洗时间设置控制程序，实现酸洗过程的自动化。全流程如下：表1：酸洗控制工艺表流程控制步骤备注1酸洗物料由上料小车运输至酸洗上料区域，挂上吊具2系统控制1#自动行车接料，投入空置酸洗槽，设定时间进行酸洗手自动选择3酸洗时间到后系统控制2#自动行车提料，投入清洗槽漂洗表面残酸后投入钝化槽进行钝化，设定钝化时间手自动选择4钝化时间到后系统控制2#自动行车提料，投入冲洗槽进行自动冲洗手自动选择5冲洗完成后系统控制2#自动行车提料，放至出料小车，物料转移至打包工位手自动选择图4：系统控制界面酸液调配槽物料吊具酸洗槽自动行车酸液调配槽物料吊具酸洗槽自动行车吊具图5：自动行车/上下料小车吊具行走机构升降机构自动行车上料小车行走机构升降机构自动行车上料小车酸液循环过滤系统（酸洗槽和钝化槽共计6套）经过对酸液连续不断的循环过滤，分离酸洗过程中产生的氧化皮，减少酸洗槽内氧化皮的淤积，提高酸洗效率和酸洗效果。如图：图5：酸液循环过滤系统图工艺流程说明：酸洗槽内的酸液由耐腐蚀化工泵抽出，进入耐腐蚀过滤机进行过滤，除去氧化皮后澄清酸液回流至酸洗槽，如此不断循环，保持酸洗槽内酸液的洁净度，能极大的减缓氧化皮在酸洗槽内的淤积速度，降低酸洗槽清理频率和清理工作量。过滤机过滤饱和后由压缩空气将滤芯上附着的氧化皮振落，底部排出。整个过程自动化程度高。主要设备参数(单套)耐酸泵数量：2台（一用一备）型号：KB-40022H材质：PVDF品牌：台湾KUOBAO耐腐蚀过滤机数量：1台型号：PHQ-10材质：高分子PE过滤量：15m3/h品牌：ORF管路与反冲洗系统数量：1台型号：DN40材质：PPH品牌：台塑台炜废酸在线回收系统（2套）酸洗槽内的酸液经过不断的循环流动进入酸液调配槽，由耐酸泵压送至过滤器，进一步去除杂质，出水进入缓冲箱，再经泵压送入离子交换树脂吸收罐，金属盐排出离子交换树脂吸收罐，经离子交换树脂吸收罐吸附的游离酸再用纯水脱附树脂床上的游离酸，生成的再生酸再回用于生产工艺中用作酸洗酸洗槽酸洗槽金属盐纯水回收酸离子交换树脂酸回收系统废水处理系统一吨废酸回收处理只消耗1吨纯水和1度电酸液调配槽图5：废酸回收系统原理图设计技术参数（混酸）表2：混酸废酸液技术参数表技术项目技术参数酸洗废酸浓度硝酸10-15%；氢氟酸3-5%；Metal40g/L废酸处理量1T/h游离酸回收率>75%（废酸游离酸浓度为8-20%）金属去除量>24kg/hr(以进料金属浓度40g/l计算，随金属浓度而正变动)适用原料氢氟酸，硫酸，硝酸等含盐澄清溶液，温度10-40℃，不可含强氧化剂或有害离子交换树脂之成分（如氯气、敖合剂等）材质材料材质：FRP/PVC/PP；泵、控制阀材质:PVC/PP/PTFE；架台：不锈钢操作方式废酸回收主设备现场全自动控制离子交换树脂在线回收废酸液特点能连续去除金属离子，补充浓酸，可保证酸洗槽内酸浓度，提高酸洗速度，保证产品质量。全自动控制,减少工作量及酸用量。减少酸洗废水处理的碱用量和污泥产生量。日常运营成本低廉，每吨废酸处理仅消耗一吨纯水和一度电离子交换树脂废酸回收系统主要设备参数（单套）（1）废酸提升泵数量：1台型号：KB-40011H流量：110L/min扬程：18m材质：PVDF品牌：台湾KUOBAO（2）过滤系统数量：1套型号：SB-4012过滤量：2m3/h滤芯材质：高分子烧结品牌：无锡天豪（3）中间酸箱数量：4台型号：PE-1000L材质：PE品牌：无锡伟龙（4）中间水箱数量：4台型号：PE-1000L材质：PE品牌：无锡伟龙（6）离子交换树脂酸回收主设备数量：1套含：离子交换树脂塔及内部组件进酸控制组件软水控制组件精密过滤器型钢平台内置泵及阀门管路过酸量：1000L/h主材材质：PP/PVDF生产商：无锡天豪（7）软水系统数量：1套过水量：L/h材质：玻璃钢生产商：无锡天豪（8）控制系统系统数量：2套PLC自动化控制电气：施耐德制造商：无锡天豪图6：废酸回收再生系统酸洗废水处理系统设计工艺水量：考虑处理余量，设计处理水量Q=200T/D。（由于15万吨产能规划，乙方实际设计废水处理战水处理能力达300T/D）原水水质：该酸性废水为酸洗后的冲洗废水和部分废酸液，废水中含Mn、Ni、Cr、Fe2+、Fe3+离子等，显酸性。参考同类企业水质状况如下：项目PHCODSS色度氟化物总镍总铬总锰出水水质1.0-2.0800300180500302020根据建设方要求，酸洗废水处理后达到《国家污水综合排放标准》GB9878-1996后回用于生产用水，主要水质指标如下：项目PHCODSS色度氟化物总镍总铬总锰出水水质6.0-9.01507030100.51.52.0工艺流程该废水属于酸洗后的清洗废水及部分废酸液。对于此类废水，国内外广泛采用中和，絮凝沉淀，化学沉淀等多种物化处理工艺，综合处理以达到排放标准的要求。根据废水的实际情况，结合本公司多年的工程实践经验，采用预曝气，分段调节pH，絮凝沉淀后加过滤的工艺流程。酸洗废水酸洗废水隔油池隔油池调节池调节池泵泵一级曝气中和反应池液碱、石灰污泥一级曝气中和反应池液碱、石灰污泥空气空气二级曝气中和反应池PAM二级曝气中和反应池PAM斜管沉淀池1斜管沉淀池1空气鼓风机空气鼓风机调整池分离液回调节池PH计，自动加酸、PAM调整池分离液回调节池PH计，自动加酸、PAM曝气絮凝池空气空气曝气絮凝池空气空气污泥污泥污泥浓缩池斜管沉淀池2污泥浓缩池斜管沉淀池2中间水池泵 中间水池泵压滤机压滤机砂滤器砂滤器脱水污泥外运处理脱水污泥外运处理回用回用于生产图2：酸性废水处理工艺流程图工艺流程说明：来自不锈钢酸洗工段的冲洗废水及废酸液经过耐腐蚀管道汇集到隔油池和调节池水池。调节池除对废水起汇集和储存作用外，还能够除去废水中的粗大粒子和去除浮油，并经过曝气使废水水质水量保持均衡。废水经过调节池的均质均量后由调节池提升泵输送到一级曝气中和池，在该池投加液碱、石灰，调节PH，并采用机械搅拌+空气搅拌，出水进入二级曝气絮凝池，采用机械搅拌+空气搅拌，使各种重金属离子产生氢氧化物，并投加PAM助凝剂，加强混凝效果。出水进入斜管沉淀池1进行泥水分离，出水自流入PH调节池、曝气絮凝池，同时投加PAM，经斜管沉淀池2沉淀后，出水自流入中间水池，经过中间水池提升泵进入石英砂过滤器过滤颗粒物等杂质，出水进入回用水池。沉淀污泥排入污泥浓缩池。酸洗废水处理过程中产生的污泥由污泥阀控制排入污泥浓缩池，经过浓缩后，由污泥泵打到板框压滤机进行脱水处理，使泥饼脱水率达到80%左右后外运处理。板框压滤机采用平台架设，底部安装污泥斗，在压滤机运行完成后直接将运泥小车停放于泥斗下，污泥自动掉落入小车后外运，洁净方便。整个流程由PLC实现手自一体控制。图7：酸性废水处理工程结构与流程图废水处理站酸洗线图8：酸性废水处理工程结构布局图废水处理站酸洗线运行费用估算酸洗废水经处理后达到回用或国家规定排放标准所需的费用如下表（以废水处理设施每天处理废水量200m3计算）表4：设备运行费用估算表序号名称用量单价费用（元）备注1电费300度/天0.7元/度210耗电量约1.5度/m3废水2液碱40kg0.9元/kg36添加量约0.2kg/m3废水3石灰400kg0.4元/kg160添加量约2kg/m3废水5PAM(固体)2kg24元/kg48添加量约0.02kg/m3废水6合计454折合成处理每吨废水所需的费用为454元/天÷200m3/d=2.27元/m3废水。土建部分及说明表5：废水/废酸处理站土建规格表序号名称规格（mm）单位数量结构类型1废水集水池11000X6000X4500座1R.C+FRP地下式有效集水容积：280立方2石灰池2500X2500X3000座2R.C+地下式3污泥浓缩池6000X3000X4500座1R.C+地下式4中间水池6000X3000X4000座1R.C+半地下式5回用水池6000X6000X4000座1R.C+半地下式6曝气中和反应池3500X2500X3000座2R.C+FRP地上式7斜管沉淀池1.270000X3500X4500座2R.C+地上式8PH调节池，曝气絮凝池3500X2500X3000座2R.C+地上式注：无锡天豪提供完善的土建结构及配筋图，甲方择优选择土建施工单位进行施工。其中隔油池、废酸池、调节池、反应池在土建完工后需做FRP环氧防腐处理。主要设备参数（1）耐腐废液提升泵KB-50032H数量：2台(一用一备)流量：390L/min扬程：20m功率：3HP品牌：台湾KUOBAO（2）曝气风机数量：1台型号：HC-60S曝气量：1.9kgf/cm2功率：2.2KW品牌：泰兴恒晟（3）超声波液位计数量：1台型号：YL3000量程：5m品牌：杭州烨立（4）PH控制仪数量：2只型号：PC-350品牌：上海澜尔（5）反应池搅拌机数量：2台型号：BLD-2.2-Ⅱ材质：轴浆忖塑功率：2.2KW品牌：无锡大唐（6）石灰池搅拌机数量：2台型号：BLD-1.5-Ⅱ材质：轴浆忖塑功率：1.5KW品牌：无锡大唐（7）石灰泵数量：2台（一用一备）型号：WQB12-10流量：12m3/h扬程：10m功率：1.1KW品牌：上海连成（8）斜管蜂窝填料数量：50㎡型号：Φ50材质：PP品牌：无锡天豪（9）涡轮排泥碟阀数量：4只型号：Φ90品牌：江苏博纳斯（10）液碱加药桶数量：1只型号：PE-1000L材质：PE品牌：无锡伟龙（11）液碱加药泵数量：1台型号：GM120流量：120L/H材质：PVC品牌：LIGAO（12）PAC加药桶数量：1只型号：PE-1000L材质：PE品牌：无锡伟龙（13）氯化钙加药泵数量：1台型号：GM120流量：120L/H材质：PVC品牌：LIGAO（14）絮凝剂加药桶数量：1只型号：PE-1000L材质：PE品牌：无锡伟龙（15）絮凝剂加药泵数量：1台型号：GM100流量：120L/H材质：PVC品牌：LIGAO（16）中间水泵数量：2台（一用一备）型号：SLW-50流量：18m3/h扬程：24m功率：3KW品牌：上海连成（17）石英砂过滤器数量：1只规格：Φ1500X2500mm过滤量：18m3/h配石英砂填料品牌：无锡天豪（18）污泥泵数量：1台（一用一备）型号：80TFJ-65流量：24m3/h扬程：45m功率：5.5KW品牌：无锡耐尔（19）板框压滤机数量：1台型号：XMY80/1000压滤面积：80㎡品牌:上海琅东（20）电气控制系统数量：1套PLC自动化控制电气：施耐德制造商：无锡天豪（21）管路阀门数量：1套品牌：台塑华亚项目现场案例图例1：废液池/耐酸泵/管路图例2：废液池/管路液位控制图例5：石英砂过滤器/回用水池图例6：废水处理站鸟瞰图例7：隔油池/调节池/中间池/回用池/石英砂过滤器图例8：自动加药反应系统图例9：曝气加药反应池图例10：污泥浓缩池图例11：污泥处理间/板框压滤机/工作平台/控制界面酸雾处理系统项目废气主要为酸洗过程产生的酸雾气体，含有HF和NOX污染物。整条酸洗线采用有机玻璃密闭式结构来收集酸性产生酸雾，并辅以酸洗槽边吸风模式吸收酸雾，由耐腐蚀离心风机抽入酸雾洗涤塔进行处理。酸雾气体收集后经“碱液喷淋+H2O2氧化+碱液喷淋”组合工艺吸收HF和NOX，处理后由20m高排气筒达标排放。（1）酸雾废气处理工艺及技术参数项目酸雾废气采用碱液喷淋吸收处理方法，酸雾吸收塔工作原理是将收集的酸雾废气经过喷淋4％左右的NaOH溶液，与酸雾进行逆向接触达到吸收净化目的，吸收液经过泵打入调节池进行后续处理。酸雾处理流程如下：酸雾→风机抽入（主副）吸收塔→碱液一级喷淋→双氧水氧化→碱液三级喷淋→除雾器除雾→烟囱排放酸雾吸收塔工作原理如下：经过泵将配好的碱液送往塔顶向下喷淋，碱液与风机抽吸上来的酸雾发生反应，如此则氮氧化物等酸性气体得到吸收，以液态的形式从塔底部流出，洁净的空气则经过塔顶除雾后排放。因为氮氧化物中的一氧化氮不容易被碱液吸收，故在喷淋塔中间设置氧化层，经过喷淋低浓度的H2O2，释放O2（在标准状况下1mL30%的过氧化氢溶液加热完全分解会得到100mL氧），起到氧化NO的作用，提高氮氧化物的吸收效率。具体反应如下：2NO+O2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O（2）酸雾处理塔利用原有设备，由乙方负责对原酸雾吸收塔进行改造，并安装吸风管道；（3）设备安装位置初步考虑为车间东墙端花坛（见规划图）新酸储存及调配系统新酸储存及配酸系统设计主要包含新酸储存，配酸及酸液计量三部分，其流程关系如图新新酸酸洗槽电磁流量计HNO3收储罐HF收储罐水电磁流量计阀电磁流量计阀阀流程说明：新酸由槽罐车运输进厂区后放入新酸储罐储存；新酸储罐利用原有储罐，安装与酸洗车间外花坛位置，高位安装，利用酸液自流进行加酸。酸洗配酸时，先经过电磁流量计设定，输入定量清水进入酸洗酸液调配槽，再输入定量硝酸和氢氟酸（由0.5级精度电磁流量计控制），完成配酸过程。配酸完成后再由配酸泵抽入指定酸洗槽。主要技术参数及设备表18：新酸配酸系统设备参数序号名称规格数量单位材质1硝酸储罐原有2氢氟酸储罐原有4耐腐蚀电磁流量计精度0.5级2台上海光华5清水流量控制仪精度0.5级1台上海光华6管路系统材质：PPH/铝制1批台塑台玮7控制系统1套无锡天豪现场图片展示图例：新酸泵/管路/洗眼装置酸液分析检测系统经过定期对酸洗槽酸液的分析检测，实时在线控制酸洗酸液浓度和铁离子含量，保持酸洗效果的最大化。设备采用欧洲进口全自动酸液分析仪，操作简便，测量准确度高，能在5分钟内分析出取样酸液内HNO3/HF/Fe指标浓度，给出数据报告，指导新酸的添加量，保持酸洗效果最大化。取样酸液取样酸液酸液分析仪酸液浓度数据酸洗槽控制中心新酸储罐分析酸液添加量数据图10：酸液检测/添加流程图酸洗间地面防腐及控制室为满足行车起吊高度要求，整个酸洗区域设计为地埋式，基础高度为-2.0米，酸洗区域整体做四布五油环氧防腐处理，以达有效防酸防渗效果（乙方出技术要求，甲方择优选择单位施工）。酸洗线控制室采用三面玻璃结构，以利于在线观察整个酸洗过程，及时处理现场问题。（乙方出技术要求和设计规划，甲方择优选择单位施工）酸洗工程布局与建筑物结构平面布置该工程的平面布置满足设计规范对各处理构筑物平面布置的要求，处理构筑物尽量按照处理工艺流程来布置，同时考虑到二次污染的防止问题。根据工艺要求尽量采用合建，以减少占地面积。管线布置酸洗系统整体管路有限设计管线沟布局，特殊部分采用桥架布局和地面直接铺设。管线布置考虑到检修时，其它构筑物能继续运行，并设计有必要的跨越管道。建筑结构结构设计所设计的规范主要有：（1）GBJ9-87建筑结构荷载规范（2）GBJ11-89建筑抗震设计规范及1993年局部修订（3）GBJ7-89建筑地基基础设计规范（4）GBJ3-88砌体结构设计规范（5）GNJ10-89混凝土结构设计规范及1993年局部修订（6）GBJ17-88钢结构设计规范设计荷载（1）所有与