彭德安

大冶有色金屬有限責(zé)任公司稀貴金屬廠 湖北黃石市

一、概述

稀貴金屬廠硫酸鎳車間，利用電解脫銅后液生產(chǎn)結(jié)晶硫酸鎳，生產(chǎn)工藝是把電解脫銅后液灌入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜夾套通蒸汽，將脫銅后液灌濃縮，濃縮過程中反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)生含酸霧蒸汽，酸霧蒸汽通過板式換熱器冷卻系統(tǒng)生成冷凝水，濃縮過程中產(chǎn)生的濃縮液灌入冷凍結(jié)晶槽，濃縮液在制冷鹽水機(jī)組作用下冷凍結(jié)晶，生成結(jié)晶混合物，結(jié)晶混合物通過壓濾機(jī)壓濾，產(chǎn)生的濾渣即是結(jié)晶硫酸鎳產(chǎn)品，該產(chǎn)品年產(chǎn)結(jié)晶硫酸鎳2000多噸,生產(chǎn)工藝流程見圖1。濃縮反應(yīng)產(chǎn)生的含酸蒸汽，由真空換熱系統(tǒng)換熱生成冷凝水富集回收，再返回到銅電解重復(fù)利用。真空換熱系統(tǒng)的水環(huán)真空泵，每天外排大量工作水，既浪費(fèi)又污染環(huán)境。如果外排水能循環(huán)利用，則可減少水排放，降低生產(chǎn)成本。

二、存在問題

（1）真空換熱系統(tǒng)由7臺(tái)BK0.8B型板式換熱器及8臺(tái)HTB-SK-80型真空泵等設(shè)備組成。真空泵是水環(huán)式的，需要工作水35L/min·臺(tái)，耗水量大，7臺(tái)真空泵（開7備1）每天共需要工作水350多噸，沒有循環(huán)利用，全部外排。

圖1 工藝流程

（2）水環(huán)式真空泵工作水的水質(zhì)和溫度。正常情況下，呈弱酸性（pH值6～8），但特殊情況下，也就是在含酸性冷凝水進(jìn)真空換熱系統(tǒng)情況下，呈酸性（pH3～4）；排水水溫夏季＞40℃，其他季節(jié)20～40℃。要求真空泵進(jìn)水的水質(zhì)呈弱酸性，水溫＜40℃即可。如果排水呈酸性（pH3～4），易腐蝕真空泵，導(dǎo)致停機(jī)；如果排水水溫＞40℃，真空度降低，影響生產(chǎn)。

三、解決問題的方案

為了達(dá)到水環(huán)式真空泵工作，制定了較詳細(xì)的方案（圖2），方案工作原理：水環(huán)式真空泵工作水流入回水池，通過液下泵（開1備1）抽至冷卻塔變?yōu)槔鋮s水，冷卻水排入高位水槽，高位槽的水（真空泵工作水）通過進(jìn)水管進(jìn)入真空泵，從汽水分離器排出的水（回水），通過回水管排入回水池。

圖2 水循環(huán)利用方案

為了穩(wěn)定回水池水的弱酸性，在裝置中安裝一套自動(dòng)中和系統(tǒng)（圖3），系統(tǒng)具備在線檢測(cè)回水池pH值功能，可根據(jù)回水池pH值自動(dòng)計(jì)算投加堿液，將循環(huán)水pH值控制在6.5～8。堿量大小可直觀顯示、計(jì)量，數(shù)據(jù)記錄保存，并且控制參數(shù)根據(jù)要求隨時(shí)可以修改，可檢測(cè)循環(huán)水池液位并自動(dòng)補(bǔ)充清水，可在線稀釋配制堿液，堿液反沉降式過濾以及在線顯示回水池水溫。

自動(dòng)中和系統(tǒng)工作原理：當(dāng)pH探桿1或2探到低位水池回水呈酸性時(shí)，電磁閥4或3（此時(shí)截止閥7開啟，截止閥5、6關(guān)閉）工作管路打開，帶壓的進(jìn)水流入脈動(dòng)式制動(dòng)投藥機(jī)內(nèi)，使堿池管與出水管聯(lián)通，堿液自動(dòng)流入低位水池，達(dá)到中和的目的。

為了保養(yǎng)自動(dòng)中和裝置，定期對(duì)其進(jìn)行沖洗，工作原理是截止閥7關(guān)閉，截止閥5、6打開，脈動(dòng)式制動(dòng)投藥機(jī)內(nèi)部管路聯(lián)通，進(jìn)水在管線流動(dòng)排出，達(dá)到?jīng)_洗的目的。為了使循環(huán)水溫穩(wěn)定40℃以下，在高位水槽之上安裝30m3/h的冷卻塔，達(dá)到回水充分冷卻的目的。

四、方案實(shí)施過程

整個(gè)真空泵工作水循環(huán)利用系統(tǒng)方案的實(shí)施，從節(jié)省的原則出發(fā)，充分利用現(xiàn)場(chǎng)條件，在真空泵廠房屋頂上砼制高位水槽，利用廠房屋頂當(dāng)作高位水槽的支架平臺(tái)，利用廠房不用的沉淀池作為低位水池。該系統(tǒng)僅新增冷卻塔1臺(tái)、液下泵2臺(tái)、自動(dòng)中和裝置1套、水管、閥門等設(shè)備材料，投入的經(jīng)費(fèi)較少。

五、實(shí)施效果

這套真空泵工作水循環(huán)利用系統(tǒng)，運(yùn)行安全平穩(wěn)，管路通暢，操作簡(jiǎn)易。自該系統(tǒng)方案，成功實(shí)施后，一是每天節(jié)水350t，降低了硫酸鎳的生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益；二是減少水排放，響應(yīng)國家節(jié)能減排的政策要求，產(chǎn)生了一定的社會(huì)效益。

六、結(jié)束語

為執(zhí)行國家節(jié)能減排政策，節(jié)省用水，正在實(shí)施其他生產(chǎn)系統(tǒng)真空泵工作水循環(huán)利用方案。廠老焙燒系統(tǒng)有HTB-SZ-125型真空泵8臺(tái)（開4備4）是全天候運(yùn)行的，需要工作水70L/min·臺(tái)，每天需要工作水400多噸。由于是老系統(tǒng)，受生產(chǎn)工藝及場(chǎng)地條件限制，該系統(tǒng)真空泵工作水循環(huán)不能利用。新建焙燒系統(tǒng)有HTB-SZ-125型真空泵12臺(tái)，考慮新建焙燒系統(tǒng)的真空泵工作水是外供水，水價(jià)高，在廠職能部門的要求下，設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)了真空泵工作水循環(huán)利用系統(tǒng)，若該系統(tǒng)成功實(shí)施，正常運(yùn)行，每天可節(jié)水1200t。