通过比较，2 种电源互有优缺点，在投资、安全、 稳定运行、平面布置、操作难度等方面，35 kV 电 源 有优势；但在消耗、成本方面，110 kV 电源有优 势 。
引进技术自主化及创新，将有效降低投资成本， 也有助于扩大此类酸回收设备的应用范围。 使即时 回收再生的对象， 能从 HF、HNO3 等高价无机酸向 其他无机酸延伸。在研究开发领域，高效耐用的离子 交换树脂是决定回收效果的关键部分， 替代类树脂 及使用寿命的研究开发可以作为新亮点。此外，如何 提炼利用重金属及稀有金属废渣， 生产高附加值产 品，也是值得关注与发展的。
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同，可分为排污与再生 2 个阶段。 参见图 1。
再生混酸回生产线
重金属离子废水 去污水站
树脂床层
再生阶段 净化过的酸洗废酸
排污阶段 工业水或冲洗水
图1 交替进行的排污与再生过程 Fig 1 Blow-off and regeneration process by turns 排污阶段， 酸液中溶解的金属离子被分离出来 并排入污水池。这种污水是弱酸性溶液，其中溶解的 金属离子含量高；再生阶段，用工业水或酸性冲洗水 把树脂床上的纯净酸液洗脱下来并送回酸洗槽。 整 个过程由自动控制系统自动控制， 以保证较多地回
酸价格都比较昂贵， 目前市场价格是其他常用无机 酸价格的 5～10 倍， 采取有效的酸回收措施既是环 保要求，也符合经济利益。
国内不锈钢行业近 2 年引进了世界先进水平的 新工艺，采用离子交换树脂的吸附分离方法，对酸洗 热废酸进行在线即时回收再生，然后直接送回酸槽。 这种在线回收再生的模式，能够减少新酸消耗量，同 时维持酸槽中酸液组成的稳定， 明显提高生产线的 表面处理品质。
以某大型钢厂 AP 线为例，机组酸平衡数据： HF（100%）补充量 65 kg/h（包括新酸和再生酸）， 损耗量 6 kg/h（蒸发和带钢带走），实际进入再生装 置的酸量 59 kg/h。 HNO3（100%）补充量 240 kg/h（包 括新酸和再生酸）， 损耗量 17 kg/h （蒸发和带钢带 走），反应分解量 36 kg/h（分解为 NOx），实际进入再 生装置的酸量 187 kg/h；Me 的处理量 44 kg/h，实际 进入再生装置的废酸～1 350 L/h， 需要的冲洗工业 水量为 1 350 L/h。 进 入 再 生 系 统 的 废 酸 ， 以 90%的 酸 液 回 收 率 计，可回收的酸相当于 100%的 HF 和 HNO3 分别为 53.1 和 168.3 kg/h。机组年工作时间 6 500 h，相当于 回收 100%的 HF 和 HNO3 分别为 345 和 1 094 t。 仅 节约的酸经济价值约人民币 400 万元。 鉴于工作原理， 该设备在相近行业的适用性也 较强[4]。 除不锈钢酸洗废酸回收外，此系统在国内也 已扩展应用至稀有金属酸洗领域，如钛板生产线。并 针对不同的原材料生产线设计相应的净化过滤系 统， 根据原材料的清洁程度对过滤系统做了更合理 的成本控制。
参考文献
[1] 王绍文,钱雷,邹元龙,等. 钢铁工业废水资源回用技术与应 用[M]. 北京:冶金工业出版社, 2008.
[2] 朱 立,孙 本 良. 钢 材 酸 洗 技 术[M]. 北 京:化 学 工 业 出 版 社, 2007.
[3] Brown Craig J, Fluid treatment process and apparatus: US, 4673507[P]. June 16, 1987-06-16.
[4] 曹峻清,余建强,王国兴,等. 钛及其合金酸洗废液回收研究 [J]. 稀有金属材料与工程, 1998,27(4): 236-239.
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４ 结束语
110 kV 变 压 器 的 损 耗 一 定 比 35 kV 变 压 器 损 耗要高， 在相同容量的情况下， 要高 20%， 以 30 MV 进入中国 市场时间短，即使投资回报率可观，经济效益和环境 效益显著，但初期投资成本仍相对较高，中小企业无 力负担。
随着钢铁业深加工要求的提升， 产业区域化及 规模化， 不锈钢产业和稀有金属产业的不断发展壮 大，此项技术有很大自主化需求。 近 2 年来，国内工 业产品制造水平、加工工艺都有了可喜的提升，过滤 与回收系统中大部分的设备组件，包括耐酸阀门、耐 酸泵、耐酸管路等设备，其国产化完全可行，并且目 前相关类国产设备已经逐渐取代进口设备， 服务于 钢铁行业的化学处理段，运行效果理想，有效降低了 维护成本。
为提高树脂的使用寿命和便于维护， 废酸在进 离子交换设备前必须经过净化处理， 设有 1 套带旋 流分离和微滤系统的前过滤装置，流程示意参见图 2。
酸洗槽
树脂 床层
废酸循环槽
微滤系统
粗过滤离心
净化废酸
污泥槽
图 2 酸净化过滤系统流程 Fig 2 Purification and filtration system of acids 通过循环槽收集的废酸首先进入螺旋下行的旋 流分离系统，离心分离大部分酸泥，上层清液回流入 循环槽。经过粗过滤的酸液而后通过一微滤膜组件， 进一步分离颗粒微小的固体物质， 微滤系统带有反 冲洗自动控制， 反冲洗的时间间隔可以根据实际应
收酸液，同时不过分稀释酸液。排污和再生 2 个阶段 交替进行，得以持续将金属从酸液中分离，并将回收 的酸液返回酸洗过程。 完成一次包含上述 2 个阶段 的循环大约需要 3～4 min。
该部分处理单元称为酸回收系统， 制成组件模 块式，单个模块的处理能力为 500 L/h，需要配备的 模块数根据产能不同，灵活配置。 以年产 300 kt 的 不锈钢酸洗线为例，产生的废酸约为 1.5 m3/h，需配 备 3～4 个分离模块。 1.2 净化过滤系统
由此可见， 废酸中含有大量 NO3-、F-和 Me+，不 锈钢厂目前多采用传统的中和法处理废酸： 将 Cr6+ 还 原 成 Cr3+后 与 酸 性 废 水 一 同 进 入 曝 气 中 和 池 ，选 用石灰或 NaOH 为中和药剂，控制 pH，产生重金属 氢氧化物沉淀和氟化钙沉淀，再经过絮凝分离，澄清 废水继续进行 pH 调节，然后达标排放，污泥脱水后 外运。 中和法的运行药剂费用约 6～10 元/m3 废水。 连续生产线的用酸量大， 如果仍采用传统中和法处 理，污泥量大，容易形成二次污染。此外，硝酸与氢氟
用情况调节。旋流分离和微滤系统也设计成模块式， 依酸液处理量的不同， 单个或多个集成为酸净化过 滤系统， 处理后的净化酸液送入树脂床层的酸回收 系统， 多个酸回收模块通常也只需配 1 套净化过滤 系统。此外净化酸液也可以直接送回生产线酸槽。即 酸净化过滤系统可单独使用。
2 运行参数和特点
实际应用中，酸液有效成分的回收率达到 90% 及以上，金属离子去除率达 75%～80%，单模块对各 种酸液及冲洗用工业水、 漂洗水最大处理量为 500 L/h，具体数据见表 1。
表 1 酸液回收数据 Tab 1 Acid liquid recovery data
ρ
废酸的在线即时回收减少了新酸的用量。 设备 采用的离子交换树脂使用寿命一般为 5 a。 考虑无 机酸原料的价格变化， 通常约 1～2 a 就可收回投资 成本。
作为世界前沿水平的即时酸回收系统， 工艺抛 开了工业上对废液进行线下集中处理的传统方式， 在酸液回收再利用的同时， 也更好地配合了主生产 线的参数控制，提升了产品质量。 因此，该套工艺设 备在发达国家的市场占有率高达 80%，其着眼于工 业适用性的设计理念，以及高端的集成化水平，都体 现出极具竞争力的技术特点与优越性：
新工艺对废液进行资源再利用， 产生的环境和 经济效益是相辅相成的。 也符合发展循环经济的长 期目标。
首先，即时地选择性回收废酸液中的有效成分， 并再生出游离酸，直接减少废酸排放，大大降低新酸 的消耗与环境污染。 其次， 选择性分离出重金属离 子， 意味着后续处理工艺对废酸和重金属废液这 2 种有毒废物分别处理：回收废酸直接在线利用，而重 金属处理成废渣后， 目前主要出口到相关发达技术 的国家（如日本，可以提炼），有一定的经济价值。
热废酸在线回收设备的核心技术基于分离效果 好的树脂床层，当净化废酸通过固定的树脂床层，利 用 H+和其他离子在树脂床层中的通过速率明显不
收 稿 日 期 ：2009-11-17 ；修 回 日 期 ：2009-12-17
２０10 年第 １7 卷第 1 期
化工生产与技术 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
3) 整 体 设 备 占 地 节 省 、 结 构 紧 凑 ， 单 个 酸 回 收 模 块的占地面积仅约 1.5 m2，易于安装调试、维护。
4)自动化程度高，可选择配置在线分析装置。 更 好地控制酸液成分，提高酸洗质量。
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杨 绿等 不锈钢酸洗废酸的在线再生新工艺
经验交流
3 环境与经济效益
4 结束语
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杨 绿等 不锈钢酸洗废酸的在线再生新工艺
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经验交流
不锈钢酸洗废酸的在线再生新工艺
经验交流
杨 绿 王海林 （中国钢研科技集团公司，北京 100081）
摘要 介绍了不锈钢酸洗生产线引进的热废酸在线即时回收再生技术。 新工艺设备采用 离子交换树脂分离方法，选择性回收废酸液中的有效成分氢氟酸和硝酸，并生成再生酸， 送回生产线直接利用。 对工艺原理、设备的模块化特点和优势进行了说明。 设备对热废酸 液的即时回收再生率达到 90%及以上，具有很好的环境与经济效益。 有可观的引进技术自 主化前景。 关键词 不锈钢酸洗；在线再生；模块化；树脂床 中图分类号 X781，TQ051.8 文献标识码 B DOI 10.3969/j.issn.1006-6829.2010.01.018