自动酸洗生产线设计方案.docx
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自动酸洗生产线设计方案
自动酸洗生产线
设
计
方
案
一．技术要素
1.酸洗区域规划：
长X宽=36X11米
2.酸洗酸液:
氢氟酸+硝酸
3.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。
）
4.年酸洗量：
15万吨
5.年额定工作时间：
7000小时
6.盘卷展单卷展开尺寸：
Φ1300X1900mm
7.单卷质量：
1T
8.酸洗要求：
单槽2卷
9.单卷酸洗时间：
15min
10.设备环保和安全要求：
（1）酸洗线产生酸雾需通过酸雾吸抽装置吸收处理；（酸雾吸收塔采用现有装置）
（2）酸洗槽配备溢流道，严格控制槽内液面高度，防止液体溢出；
11.废酸液及含酸废水处理要求：
（3）废酸：
实现在线过滤回收，设计量为2T/H
（4）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。
12.酸洗地面防腐处理要求：
（5）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。
二．酸洗线设计规划
1.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：
（1）酸洗槽线；
（2）全自动投料系统（自动行车）；
（3）酸液在线循环过滤系统；
（4）废酸在线回收系统；
（5）酸洗废水处理系统；
（6）酸雾处理系统；（利用原有酸雾吸收塔）；
（7）新酸储存及调配系统（利用原有酸罐）；
（8）酸液分析检测系统；
（9）酸洗区域基础、基础防腐处理及控制室。
2.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
4
PP
25mm
HNO3;HF
15min
2
钝化槽
2
PP
25mm
HNO3;HF
5min
3
清洗槽
2
PP
25mm
清水（电解式）
1min
4
冲洗槽
4
PP
25mm
清水（自动冲洗）
10min
5
合计数量
12
6
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
图1：
酸洗线总体规划图
图2：
酸洗线控制时序图
三．设备与工艺说明
1.酸洗槽线
✧酸洗槽数量4只
规格：
长X宽X深=5000X1500X2000mm
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，通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）
图4：
酸洗槽结构图
图4：
凸轮弹簧组合振动机构
✧钝化槽数量2只
规格：
长X宽X深=5000X1500X2000mm
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=5000X1500X2000mm
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：
通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=5000X1600X2000mm
材质：
型钢+PP/25mm（制造工艺与酸洗槽相同）
辅助配置：
1）冲洗槽带自动盖板，防止冲洗过程中冲洗水飞溅。
2）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
3）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
4）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
2.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
图5：
自动行车/上下料小车
行走机构
3.酸液循环过滤系统（酸洗槽和钝化槽共计6套）
通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）
（1）耐酸泵数量：
2台（一用一备）
型号：
KB-40022H
材质：
PVDF
品牌：
台湾KUOBAO
（2）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
（3）管路与反冲洗系统数量：
1台
型号：
DN40
材质：
PPH
品牌：
台塑台炜
4.废酸在线回收系统（2套）
酸洗槽内的酸液通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
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
（1）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。
（2）全自动控制,减少工作量及酸用量。
（3）减少酸洗废水处理的碱用量和污泥产生量。
（4）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-40011Hyiy
压P中入回用池气中和
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-4012yiy
压P中入回用池气中和
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-1000Lyiy
压P中入回用池气中和
材质：
PE
品牌：
无锡伟龙
（4）中间水箱数量：
4台
型号：
PE-1000Lyiy
压P中入回用池气中和
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yiy
压P中入回用池气中和
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yiy
压P中入回用池气中和
过水量：
2000L/h
材质：
玻璃钢
生产商：
无锡天豪
（8）控制系统系统数量：
2套yiy
压P中入回用池气中和
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
5.酸洗废水处理系统
✧设计工艺
（1）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）
（2）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
PH
COD
SS
色度
氟化物
总镍
总铬n
总锰
出水水质
1.0-2.0
800
300
180
500
30
20
20
（3）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
PH
COD
SS
色度
氟化物
总镍
总铬
总锰
出水水质
6.0-9.0
150
70
30
10
0.5
1.5
2.0
✧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。
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通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，还可以除去废水中的粗大粒子和去除浮油，并通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
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