热镀锌酸雾控制方法的改进与应用

王 朋 吴先德 林 杉 胡红中 罗 单

(湖北省电力装备有限公司，湖北 武汉 430011)

0 引言

由于输电线路铁塔基本处在野外，长时间经受各种恶劣天气的影响，会受到腐蚀。腐蚀后，其损失深度会相当严重，给国民经济建设和能源带来巨大损失。热镀锌技术的发展给钢铁的防腐蚀带来了生机，一般经过热镀锌后，其使用寿命可以达到25年以上[1-3]。但是镀锌工艺酸洗过程中产生的酸雾，给周围环境造成了较大程度的污染。随着社会发展的进步，政府相关部门对环境保护的重视程度越来越高，目前镀锌厂家在镀锌工艺上已经重视该问题，加大更新改造力度，以达到有关要求。

查阅国内对酸雾收集与处理的相关文献发现，目前镀锌厂家大都缺乏有效的处理装置。本文在前人研究基础上，根据企业实际情况，结合改造的镀锌车间环保项目，提出了一种移动罩式收集装置并进行了应用，其成果对于镀锌酸雾散发控制具有重要意义。

1 酸雾的产生

在热镀锌工艺中，镀件的酸洗是不可缺少的重要工序，其用以除去钢材表面氧化而产生的Fe2O3、Fe3O4、FeO等铁锈氧化物。该过程需要消耗大量硫酸或盐酸，由于硫酸是强氧化性酸，存在较大的危险，因此大部分热镀锌厂家采用盐酸，而盐酸是一种易挥发性的酸，当采用盐酸进行酸洗时，就会有大量的酸液挥发出来，加上酸液与钢材放热反应产生的氢气，会在酸洗池附近产生大量的由盐酸、氢气和水汽组成的混合物，造成车间内酸雾弥漫，特别是当气压低的雨天或冬天、产量提高以及酸洗池较多时，酸雾的散发量是非常大的，其危害程度难以进行评测。

2 常见的热镀锌酸雾控制方法

由于酸雾会对车间设备、操作员工及周围环境造成有形或无形的伤害，因此必须采取措施对酸洗池散发出的酸雾进行收集与处理[4]。国内热镀锌厂家采用的收集处理方法依酸洗池的大小而不尽相同，但对酸雾的控制效果都不大理想，给周边的环境造成了较大的污染。

2.1 酸雾抑制剂

酸雾抑制剂一般是在酸洗池中加入表面活性物质，其具有一定的氧化作用，在阳极氧气的带动下，在酸液表面能迅速生成一层稳定的液膜，从而抑制酸雾的逸出，改善操作环境，降低酸液的消耗。同时，其还可以阻止基体金属的溶解腐蚀，附着在基体的表面，从而减少氢气的产生。此方法可在一定范围内抑制酸雾的散发，但是若没有与之配套的处理设备，效果不佳。

2.2 静电除雾法

静电除雾法是对架设在除雾器内的阴极电晕线施加负的高压静电。在阴极线与阳极板之间形成了强大静电场，在电场的作用下，阴极线周围产生电晕层，电晕层中的空气发生电离而产生大量的电子。当酸雾随气流进入电场荷电区时，将受到电子的碰撞而带电，在静电场的定向作用下，迅速向阳极移动，并最终在阳极板上形成酸液膜，将酸洗池外溢的酸雾抑制在酸洗池内，从而达到消除酸雾的目的[5]。该方法有一定的酸雾抑制效果，但其应用范围较窄，相应投资也较大。

2.3 单侧吸式排风罩

该方法是在酸洗池边安装抽风罩以及管道，通过强制增大酸洗池表面的风速，致使酸雾随着空气的流动快速排出，从而达到对酸雾的抽吸与汇集。该方法的酸雾收集效果较好，对车间正常生产产生的影响也小，但是需要的运行功率较大，一般较少采用。

2.4 双侧吸式排风罩

该方法主要是在酸洗池的一侧通过吸风机吸风，在另一侧也通过吸风机吸风，从而在酸洗池的上方形成一层空气幕，使得酸洗池里面形成负压，来阻止酸雾的外逸。该方法对酸雾的收集效率较高，但当池宽较大时需要消耗非常大的动力，且所需安装的空间也较大，经济性不佳。

3 热镀锌酸雾控制方法的改进

某企业原吸收酸雾管道采用侧面负压吸收的方式收集酸雾，但是由于酸洗池面积较大，侧吸风只能控制2 m以内的酸雾，吸收率较低(30%左右)，因此一直制约着企业的生产经营。为了提高废酸的回收率，同时节能减排，某企业决定对原有的酸洗池酸雾收集处理系统进行设计和安装方面的改进。

3.1 酸雾控制系统的改进方法

由于是在老厂房的基础上进行改造与治理，因此要根据企业现场实际情况，通过不断地研究探索以及多种途径的试验，实施技术改造，重新设计合理的酸洗池酸雾控制系统。在考虑有效降低酸雾浓度、方便作业等基础上，决定在酸洗池上加装横向可沿轨道移动式封闭罩，通过此方式将酸洗池进行封闭，再将酸洗池底部用PVC板进行密封，然后在封闭罩内对酸雾进行收集，如图1所示。具体改进方案如下：

1)把原来的单个酸洗池分别控制、收集酸雾，改为四个酸洗池共用一个活动罩收集处理，且单池尺寸不变。

2)将侧吸风的方式改为顶端吸风，进一步节约空间。

图1 轨道移动式封闭罩平面示意图

3.2 改进后的酸雾控制方式

当酸洗件置入酸洗池内或向酸洗池内加入新酸时，通过电机驱动小车移动罩沿轨道横移至指定位置，在封闭的活动罩内形成负压环境；采用顶端吸风的方式收集酸洗过程中产生的酸雾，然后通过引风机的动力，经过在风管道上设置的酸洗池短边阀门进入洗涤塔；酸雾与洗涤塔上端喷头喷出的NaOH循环吸收液在填料表面上接触，由于二者的运动方向相反，而且填料具有机械强度大、耐腐蚀、空隙率高、表面大的特点，因此酸雾与吸收液在填料表面有较多的接触面积和反应时间，充分进行中和反应。通过塔内喷淋的循环液吸收酸雾，使酸雾得到净化，其浓度可降低到排放标准直接进入大气。

3.3 改进后酸雾控制系统的特点

1)改进的方案满足了局部排风的设计要求与设计原则，将原来单个池各设立一套独立的固定收集系统改造成一套共用的系统，结构简单、造价低，便于制作、安装与维修，在方便行车以及操作人员作业的同时提高了系统的利用率。

2)根据酸雾的特点和散发情况，结合工艺设备的结构以及使用特点，考虑采用封闭式酸雾罩且罩口面积大于酸雾扩散区的水平面积。

3)采用顶端吸风的方式，吸风系统沿罩顶安置，更加靠近酸雾散发源，使有害物局限在较小的范围内，有利于酸雾的收集与排放。

4)机械引风量为30 000 m3/h，工作时只需打开其中一个酸雾罩的阀门即可实现酸雾的控制，大幅度降低了机械功率，有利于节约能源。

3.4 改进效果

经过将近两年的实际运行表明，所实施改造的酸雾收集处理系统是有效的，通过顶端吸风的方式收集酸雾和循环液喷淋吸收酸雾，将酸雾无组织排放变为有组织收集，大幅度减少了酸雾的挥发外溢，吸收率可达到80%，并且氯化氢、氨气经环保检测机构检测平均值分别为0.01和0 mg/m3(标准值为：氯化氢0.04 mg/m3；氨气0.02 mg/m3)。改进的系统能够有效地降低酸雾对周围环境的腐蚀与污染，降低职业病发生的概率，废酸的回收率由83%提高到了91%，初步估计可为企业节约成本36万

余元，同时也可实现清洁生产、循环经济、节能减排的目的。

4 结束语

改进后的酸雾控制系统具有酸雾收集效果好且运行所需功率低等特点，实现了节约成本和节能减排的目的，充分体现了社会效益与经济效益的双赢，因此在部分厂家得到一定的应用。同时，改进成果可以为后续酸雾散发控制实验奠定一定的基础，也对热浸镀锌行业的清洁生产有一定的借鉴和指导意义。