酸雾净化塔的工作原理及预防解决方案

为了去除在热加工过程中钦及钦合金板材表面形成的金属氧化物薄膜，就需要进行酸洗处理。由于钦及其合金的酸洗工艺采用的是30%~40%的HNO3加上5%~7%的HF和H2O。因此，在酸洗过程中会产生有毒的酸雾，严重损害操作工人的身体健康。在酸洗过程中产生的酸雾经过收集进入酸雾净化塔进行净化处理，在达到GB16297一1996《大气污染物综合排放标准》规定的氟化物排放浓度≤9mg/m³，氮氧 化物排放浓度≤240mg/m³的标准之后排放到大气中。在实际生产过程中，偶尔发现酸雾净化塔出现冒“黄烟”的问题，严重影响周围的环境，对厂房的墙壁和设备腐蚀严重，就需要解决并预防此类问题的再次发生。

1“黄烟”形成原因分析

1.1酸雾净化塔的工作原理

酸雾在风机的负压下，通过连接风管进入净化塔的塔底，并沿着塔向塔顶输送，在此过程中与自塔顶向下喷淋的Ml吸收液逆流接触，在填料层的表面完成传质过程，经净化塔处理后，氟化氢、氮氧化物中的二氧化氮（NO2）及混合酸雾的一部分被捕集吸收并转入吸收液中。经过塔净化处理后，废气的温度降低，有利于后级净化塔的捕集吸收。二级吸收塔为氧化塔，选用M2氧化吸收液，其作用是将废气中难以捕集吸收的一氧化氮，以及因二氧化氮溶入吸收液后新产生的一氧化氮氧化为二氧化氮，然后转化成为可溶性硝酸盐，进入到吸收液中，达到净化处理的目的。三级吸收塔仍为氧化吸收塔，吸收液为M2氧化吸收液，其作用与二级塔相同。四级塔为还原吸收塔，吸收液为M3还原吸收液，废气中的污染物经前三级吸收塔氧化吸收后，废气中少量未被吸收的污染物(主要为NOx），被M3还原剂还原为无害的氮气，进入风机和排放管排空观。

废气经塔处理后，大部分的酸雾及氟化氢被捕集吸收，只有极微量的残存部分转入二级塔，被进一步地捕集吸收。进入二级塔的废气成分为二氧化氮和一氧化氮。在二级塔内，一氧化氮被氧化吸收液MZ再次氧化为易溶解的高价态氧化物，并再次被转化吸收。

1.2原因分析

酸雾净化塔冒“黄烟”问题的根本原因就是酸雾净化得不干净。“黄烟”的主要成分是NO2、N2O4、气态的硝酸分子和氢氟酸分子。由于钦在含有氟离子的硝酸液中酸洗时，硝酸被还原，生成氟化钦络合物、水和无色的一氧化氮，若暴露在大气中，则一氧化氮被迅速氧化成棕色有毒的二氧化氮，所以没有除尽的酸雾呈现出黄色。造成酸雾净化不干净的原因主要有以下两方面。

(1）工艺方面因素

酸洗工艺不完善钦及钦合金采用的是硝酸+氢氟酸混酸酸洗，由于每一批钦合金板材的成分不同，需要经常重新配酸。酸洗时针对不断降低的酸液浓度，还要及时补充酸。为防止钦材酸洗时吸氢，还要保证硝酸与氢氟酸的配比大于5，硝酸含量过大，会造成一氧化氮气体增多，生成二氧化氮相应增加。并且由于硝酸过多，酸液温度也会相应升高，将会使硝酸和氢氟酸挥发量增多。此外，酸雾温度过高也会影响吸收液的吸收效率。因此，酸雾大量增加是造成酸雾净化塔净化不干净，形成“黄烟”现象的主要原因。

酸雾净化工艺不完善不同材质的钦材需要采用相应配比的酸洗工艺，产生的酸雾的浓度也不相同，导致酸雾吸收液的配比也就不同。因此，一旦吸收液因配比浓度问题不能中和吸收酸雾，就会产生“黄烟”现象。在酸雾净化过程中，酸雾浓度是不变的，而吸收液的浓度在中和过程中不断下降，如果不能及时补充吸收液就会使净化不干净，形成“黄烟”问题。此外，净化液中加入的Ml药剂和M2药剂中都含有强氧化剂，该氧化剂的水溶液不稳定，遇光容易分解，因此吸收液在使用一段时间后就会由于“老化”而失效，这也容易造成“黄烟”问题。

（2）设备方面因素

喷嘴堵塞在四级吸收塔中均采用喷淋式中和酸雾方法，即吸收液从喷嘴由上向下喷出，在与下面的酸雾逆流接触过程中发生化学反应净化酸雾。由于冬季气温低，氢氧化钠容易结晶，则吸收液在工作时容易堵塞喷淋喷嘴。由此造成吸收不干净，形成“黄烟”。

泵的压力不足酸雾净化塔中采用一备一用，共8台酸雾净化喷淋泵，由于该泵一直工作在强碱性环境中，受到腐蚀比较严重，一般工作寿命只有4个月，而且容易发生故障。而一旦其中一台泵发生故障，就会影响到吸收塔的净化效果，导致“黄烟”问题的产生。

2，预防及解决方案

（1）对于不同材质的钦材，首先还是设计出科学合理的酸洗工艺，即在保证清洗掉氧化层的前提下，尽可能降低硝酸的浓度，以便在源头上控制酸雾的浓度。

（2）针对不同的酸洗工艺，要通过实验总结相匹配的净化工艺，在工作中要监控药液的浓度，发现浓度偏低时要及时补充。一般净化液的使用期限为4一6个月，一旦发现药液失效需立即更换，重新配制。

（3）在夏季，当发现废气排放温度过高时，应立即采取降温措施，必要时加冰块降温。而在冬季，为预防药液结晶，防止喷淋药液浓度过高的问题。仲定期检查酸雾喷淋泵的出口压力，一旦发现压力增高应立即检查酸雾净化塔的喷嘴是否堵塞，并且及时清理。

（4）定期检修酸雾净化喷淋泵，发现出口压力减小时应立即检查喷淋泵是否已经损坏。通过本文分析，形成“黄烟”的主要原因包括酸洗工艺中硝酸用量过多，酸雾净化液的浓度过低，净化液“老化”迅速，冬季里氢氧 化钠结晶会堵塞喷嘴，以及喷淋泵损坏等。因此，通过改进酸洗工艺及酸雾净化工艺，及时调配净化液，定期检修喷淋泵和喷嘴等措施，如今，“黄烟”现象已经得到有效控制，生产环境全面改善。

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