王 朋 吳先德 林 杉 胡紅中 羅 單

(湖北省電力裝備有限公司，湖北 武漢 430011)

0 引言

由于輸電線路鐵塔基本處在野外，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受各種惡劣天氣的影響，會(huì)受到腐蝕。腐蝕后，其損失深度會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和能源帶來(lái)巨大損失。熱鍍鋅技術(shù)的發(fā)展給鋼鐵的防腐蝕帶來(lái)了生機(jī)，一般經(jīng)過(guò)熱鍍鋅后，其使用壽命可以達(dá)到25年以上[1-3]。但是鍍鋅工藝酸洗過(guò)程中產(chǎn)生的酸霧，給周?chē)h(huán)境造成了較大程度的污染。隨著社會(huì)發(fā)展的進(jìn)步，政府相關(guān)部門(mén)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度越來(lái)越高，目前鍍鋅廠家在鍍鋅工藝上已經(jīng)重視該問(wèn)題，加大更新改造力度，以達(dá)到有關(guān)要求。

查閱國(guó)內(nèi)對(duì)酸霧收集與處理的相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，目前鍍鋅廠家大都缺乏有效的處理裝置。本文在前人研究基礎(chǔ)上，根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，結(jié)合改造的鍍鋅車(chē)間環(huán)保項(xiàng)目，提出了一種移動(dòng)罩式收集裝置并進(jìn)行了應(yīng)用，其成果對(duì)于鍍鋅酸霧散發(fā)控制具有重要意義。

1 酸霧的產(chǎn)生

在熱鍍鋅工藝中，鍍件的酸洗是不可缺少的重要工序，其用以除去鋼材表面氧化而產(chǎn)生的Fe2O3、Fe3O4、FeO等鐵銹氧化物。該過(guò)程需要消耗大量硫酸或鹽酸，由于硫酸是強(qiáng)氧化性酸，存在較大的危險(xiǎn)，因此大部分熱鍍鋅廠家采用鹽酸，而鹽酸是一種易揮發(fā)性的酸，當(dāng)采用鹽酸進(jìn)行酸洗時(shí)，就會(huì)有大量的酸液揮發(fā)出來(lái)，加上酸液與鋼材放熱反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣，會(huì)在酸洗池附近產(chǎn)生大量的由鹽酸、氫氣和水汽組成的混合物，造成車(chē)間內(nèi)酸霧彌漫，特別是當(dāng)氣壓低的雨天或冬天、產(chǎn)量提高以及酸洗池較多時(shí)，酸霧的散發(fā)量是非常大的，其危害程度難以進(jìn)行評(píng)測(cè)。

2 常見(jiàn)的熱鍍鋅酸霧控制方法

由于酸霧會(huì)對(duì)車(chē)間設(shè)備、操作員工及周?chē)h(huán)境造成有形或無(wú)形的傷害，因此必須采取措施對(duì)酸洗池散發(fā)出的酸霧進(jìn)行收集與處理[4]。國(guó)內(nèi)熱鍍鋅廠家采用的收集處理方法依酸洗池的大小而不盡相同，但對(duì)酸霧的控制效果都不大理想，給周邊的環(huán)境造成了較大的污染。

2.1 酸霧抑制劑

酸霧抑制劑一般是在酸洗池中加入表面活性物質(zhì)，其具有一定的氧化作用，在陽(yáng)極氧氣的帶動(dòng)下，在酸液表面能迅速生成一層穩(wěn)定的液膜，從而抑制酸霧的逸出，改善操作環(huán)境，降低酸液的消耗。同時(shí)，其還可以阻止基體金屬的溶解腐蝕，附著在基體的表面，從而減少氫氣的產(chǎn)生。此方法可在一定范圍內(nèi)抑制酸霧的散發(fā)，但是若沒(méi)有與之配套的處理設(shè)備，效果不佳。

2.2 靜電除霧法

靜電除霧法是對(duì)架設(shè)在除霧器內(nèi)的陰極電暈線施加負(fù)的高壓靜電。在陰極線與陽(yáng)極板之間形成了強(qiáng)大靜電場(chǎng)，在電場(chǎng)的作用下，陰極線周?chē)a(chǎn)生電暈層，電暈層中的空氣發(fā)生電離而產(chǎn)生大量的電子。當(dāng)酸霧隨氣流進(jìn)入電場(chǎng)荷電區(qū)時(shí)，將受到電子的碰撞而帶電，在靜電場(chǎng)的定向作用下，迅速向陽(yáng)極移動(dòng)，并最終在陽(yáng)極板上形成酸液膜，將酸洗池外溢的酸霧抑制在酸洗池內(nèi)，從而達(dá)到消除酸霧的目的[5]。該方法有一定的酸霧抑制效果，但其應(yīng)用范圍較窄，相應(yīng)投資也較大。

2.3 單側(cè)吸式排風(fēng)罩

該方法是在酸洗池邊安裝抽風(fēng)罩以及管道，通過(guò)強(qiáng)制增大酸洗池表面的風(fēng)速，致使酸霧隨著空氣的流動(dòng)快速排出，從而達(dá)到對(duì)酸霧的抽吸與匯集。該方法的酸霧收集效果較好，對(duì)車(chē)間正常生產(chǎn)產(chǎn)生的影響也小，但是需要的運(yùn)行功率較大，一般較少采用。

2.4 雙側(cè)吸式排風(fēng)罩

該方法主要是在酸洗池的一側(cè)通過(guò)吸風(fēng)機(jī)吸風(fēng)，在另一側(cè)也通過(guò)吸風(fēng)機(jī)吸風(fēng)，從而在酸洗池的上方形成一層空氣幕，使得酸洗池里面形成負(fù)壓，來(lái)阻止酸霧的外逸。該方法對(duì)酸霧的收集效率較高，但當(dāng)池寬較大時(shí)需要消耗非常大的動(dòng)力，且所需安裝的空間也較大，經(jīng)濟(jì)性不佳。

3 熱鍍鋅酸霧控制方法的改進(jìn)

某企業(yè)原吸收酸霧管道采用側(cè)面負(fù)壓吸收的方式收集酸霧，但是由于酸洗池面積較大，側(cè)吸風(fēng)只能控制2 m以內(nèi)的酸霧，吸收率較低(30%左右)，因此一直制約著企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。為了提高廢酸的回收率，同時(shí)節(jié)能減排，某企業(yè)決定對(duì)原有的酸洗池酸霧收集處理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝方面的改進(jìn)。

3.1 酸霧控制系統(tǒng)的改進(jìn)方法

由于是在老廠房的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造與治理，因此要根據(jù)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過(guò)不斷地研究探索以及多種途徑的試驗(yàn)，實(shí)施技術(shù)改造，重新設(shè)計(jì)合理的酸洗池酸霧控制系統(tǒng)。在考慮有效降低酸霧濃度、方便作業(yè)等基礎(chǔ)上，決定在酸洗池上加裝橫向可沿軌道移動(dòng)式封閉罩，通過(guò)此方式將酸洗池進(jìn)行封閉，再將酸洗池底部用PVC板進(jìn)行密封，然后在封閉罩內(nèi)對(duì)酸霧進(jìn)行收集，如圖1所示。具體改進(jìn)方案如下：

1)把原來(lái)的單個(gè)酸洗池分別控制、收集酸霧，改為四個(gè)酸洗池共用一個(gè)活動(dòng)罩收集處理，且單池尺寸不變。

2)將側(cè)吸風(fēng)的方式改為頂端吸風(fēng)，進(jìn)一步節(jié)約空間。

圖1 軌道移動(dòng)式封閉罩平面示意圖

3.2 改進(jìn)后的酸霧控制方式

當(dāng)酸洗件置入酸洗池內(nèi)或向酸洗池內(nèi)加入新酸時(shí)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)小車(chē)移動(dòng)罩沿軌道橫移至指定位置，在封閉的活動(dòng)罩內(nèi)形成負(fù)壓環(huán)境；采用頂端吸風(fēng)的方式收集酸洗過(guò)程中產(chǎn)生的酸霧，然后通過(guò)引風(fēng)機(jī)的動(dòng)力，經(jīng)過(guò)在風(fēng)管道上設(shè)置的酸洗池短邊閥門(mén)進(jìn)入洗滌塔；酸霧與洗滌塔上端噴頭噴出的NaOH循環(huán)吸收液在填料表面上接觸，由于二者的運(yùn)動(dòng)方向相反，而且填料具有機(jī)械強(qiáng)度大、耐腐蝕、空隙率高、表面大的特點(diǎn)，因此酸霧與吸收液在填料表面有較多的接觸面積和反應(yīng)時(shí)間，充分進(jìn)行中和反應(yīng)。通過(guò)塔內(nèi)噴淋的循環(huán)液吸收酸霧，使酸霧得到凈化，其濃度可降低到排放標(biāo)準(zhǔn)直接進(jìn)入大氣。

3.3 改進(jìn)后酸霧控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

1)改進(jìn)的方案滿足了局部排風(fēng)的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)原則，將原來(lái)單個(gè)池各設(shè)立一套獨(dú)立的固定收集系統(tǒng)改造成一套共用的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，便于制作、安裝與維修，在方便行車(chē)以及操作人員作業(yè)的同時(shí)提高了系統(tǒng)的利用率。

2)根據(jù)酸霧的特點(diǎn)和散發(fā)情況，結(jié)合工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及使用特點(diǎn)，考慮采用封閉式酸霧罩且罩口面積大于酸霧擴(kuò)散區(qū)的水平面積。

3)采用頂端吸風(fēng)的方式，吸風(fēng)系統(tǒng)沿罩頂安置，更加靠近酸霧散發(fā)源，使有害物局限在較小的范圍內(nèi)，有利于酸霧的收集與排放。

4)機(jī)械引風(fēng)量為30 000 m3/h，工作時(shí)只需打開(kāi)其中一個(gè)酸霧罩的閥門(mén)即可實(shí)現(xiàn)酸霧的控制，大幅度降低了機(jī)械功率，有利于節(jié)約能源。

3.4 改進(jìn)效果

經(jīng)過(guò)將近兩年的實(shí)際運(yùn)行表明，所實(shí)施改造的酸霧收集處理系統(tǒng)是有效的，通過(guò)頂端吸風(fēng)的方式收集酸霧和循環(huán)液噴淋吸收酸霧，將酸霧無(wú)組織排放變?yōu)橛薪M織收集，大幅度減少了酸霧的揮發(fā)外溢，吸收率可達(dá)到80%，并且氯化氫、氨氣經(jīng)環(huán)保檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)平均值分別為0.01和0 mg/m3(標(biāo)準(zhǔn)值為：氯化氫0.04 mg/m3；氨氣0.02 mg/m3)。改進(jìn)的系統(tǒng)能夠有效地降低酸霧對(duì)周?chē)h(huán)境的腐蝕與污染，降低職業(yè)病發(fā)生的概率，廢酸的回收率由83%提高到了91%，初步估計(jì)可為企業(yè)節(jié)約成本36萬(wàn)

余元，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

改進(jìn)后的酸霧控制系統(tǒng)具有酸霧收集效果好且運(yùn)行所需功率低等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約成本和節(jié)能減排的目的，充分體現(xiàn)了社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏，因此在部分廠家得到一定的應(yīng)用。同時(shí)，改進(jìn)成果可以為后續(xù)酸霧散發(fā)控制實(shí)驗(yàn)奠定一定的基礎(chǔ)，也對(duì)熱浸鍍鋅行業(yè)的清潔生產(chǎn)有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。