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※中国腐蚀与防护学会热浸镀专业委员会关于发展单位会员的暂行规定
※中国腐蚀与防护学会热浸镀专业委员会关于交纳会员单位会费的通知
※中国腐蚀与防护学会热浸镀专业委员会关于会员单位及委员重新登记的通知
 

· 中国腐蚀与防护学会
· 钢铁研究总院
· 新冶高科技集团
· 中国大宗商品网

 
 
同走清洁生产路 共建绿色镀锌厂
  2011-11-21 13:30:31
 
                                           作者:张珠
                                    成都四友镀锌设备有限公司
                          成都市成都现代工业港(南区)清马路569号(611730)
                            Tel:028-87805187;    Email:cdzz0818@163.com
 
 
摘    要
热浸镀锌污染源
    从热浸镀锌工艺及化学反应阐述热浸镀锌的废气、废水、废渣等三废来源。
第一篇. 废气治理
   第一类废气的治理             酸雾吸出与净化
   第二类废气的治理             无废气排放、节能、高效镀锌炉
   第三类废气的治理             锌烟除尘及净化设备
第二篇. 废水治理方案 镀锌车间废水零排放整体方案
   第一类废水治理   助镀剂再生处理、返镀液利用
   第二类废水治理   漂洗水、车间清洗水处理
   第三类废水治理   冷却水处理
第三篇. 废渣治理方案   
    1. 锌灰分离机    2. 锌渣蒸馏炉(待续)
第四篇. 节能高效设备     
   1. 组合式升降机(单轨吊)    2. 锌渣打捞器      3. 自动吊钩
前    言
    清洁生产的目标:提高资源利用率,减少和避免污染物的产生,保护和改善生态环境,保障人体健康,促进经济与社会的可持续发展。
    随着人类社会文明的不断进步和科学技术飞跃发展, 传统成熟的热浸镀锌工艺不断地融入新的技术元素,高新科技赋于古老“热浸镀锌”以新的生命和活力。 “热浸镀锌”正加速发挥着她对电力、铁路、公路、城建、航运、农灌、大型建筑等国民经济基础设施建设中钢铁防腐之首选作用。热浸镀锌享有“钢铁卫士”的美誉,防止钢铁锈蚀卓有成效地遏制了浪费资源和对环境污染。但是热浸镀锌生产过程也有废水、废气、废渣产生,因此 “热浸镀锌”必需做好自身的三废治理。
   成都四友秉承清洁生产的理论和以人为本的理念,坚持高新技术研究与热浸镀锌生产实践相结合,并将科研成果迅速转化为生产力。 着力于解决热浸镀锌生产中的实际技术课题,研制了整套环保、节能、减排和生产自动化等多种设备,首先在成都四友应用,然后推向行业内镀锌厂。
    为“热浸镀锌”可持续发展提供了实用可靠的硬件技术和经济实惠的多种系列设备。
 成都四友介绍
   成都四友是成都四友镀锌设备有限公司和成都四友钢构有限责任公司联合体,创建于1993年,具有设备制造及热浸镀锌的经济实体。钢构公司已通过ISO9001:2008国际质量体系认证。设备公司是为清洁生产新建或改造热浸镀锌车间提供设计、制造、安装、调试服务的专业化企业。成都四友的独特机构:是既有热浸镀锌生产实体承担镀锌业务,又有镀锌生产技术和环保技术设备的科研团队,为镀锌行业提供清洁生产的镀锌设备和技术服务。全部新设备都是在本单位第一个试用,成功后再推向社会。成都四友已为国内22个省、市自治区的60多家企业提供热浸镀锌设备及环保设备. 建造MDL电阻加热镀锌炉50余座。 
             
              
 
                                       成都四友公司董事长:张珠女士
 
热浸镀锌污染源
     热浸镀锌生产过程产生的废气、废水、废渣,并含有重金属锌,污染环境。
 
第一篇. 废气治理
    在经济全球化和世界积极应对气候变化的大趋势下,绿色发展同样成为我国工业加快发展方式转变所必须面对的重要任务。百余年间,人类经济发展依赖石油、煤炭等化石燃料,这些燃料燃烧所排放出的二氧化碳等温室气体是导致温室效应、进而引发全球变暖的主要原因。据科学家预测,从最新的温室气体排放增加速度看,地球气候已经开始朝着6 -7℃的严酷升温发展,大大超出升温2℃的地球生态警戒线。据权威机构预测,中国2011年将超过美国成为的世界最大的温室气体排放者。我国《国家环境保护“十一五”规划》首次把严格控制温室气体排放写进规划中。
加强工业废气污染防治,严格执行大气污染排放标准和总量控制制度。
第一类废气——“酸雾”的治理                                 
    导致大气酸化的首要污染物是化石燃料在燃烧过程中排放出来的二氧化硫和氮氧化物,而酸雾的腐蚀力、毒性更大。以硫酸雾为例,其毒性比二氧化硫高约10倍之多。因此,“酸雾”治理是三废处理中不容忽视重要课题。
介绍一种“SWKW”型酸雾吸出与净化设备    201120169311.2
设计原则 :不影响现存工艺的生产拍节,保证常规产量的前提下, 选用开式无障碍布局,有组织排放为基本原则。
设计原理 :高效率的吸雾系统,吸雾口(专利)布置在酸槽两侧,设置合理的吸入角,均匀扑捉酸槽上弥漫的酸雾,经过特殊的管网和风机,输送到具有多层填料和多级喷淋的中和洗涤塔处理,达标后有组织排放。
节能高效:风机功率根据酸的浓度和工件实际需要,由MCU和变频器控制调整吸风量做到节电。
 
               成环监字(2011)地0135号摘抄

项   目
国标允许值  
实测排放
排放速度
0.28 kg/h
0.04 kg/h
氯化氢排放浓度
2.3 mg/m
1.11 mg/m

第二类废气——镀锌炉废气排放的治理
    热浸镀锌的主要设备是镀锌炉,镀锌炉的作用是将锌熔化,并保持锌液的镀锌温度。镀锌炉的加热方式很多:有燃煤炉;燃气炉;燃油炉;电加热炉等其中燃煤、燃气、燃油都是一次能源, 燃烧化石燃料,会产生CO2; SO2等烟气排放,污染环境。电加热是二次能源,无烟尘排放。
介绍一种环保型镀锌炉——“MDL门板式电阻加热镀锌炉”。该设备从第一套产品问世至今18年,经不断改进、创新,由第一代有触点的继电器控制系统,升为SSR无触点固态继电器与MCU微机控制单元组成的第二代高效新产品。以她的节能、高效、无排放赢得了国内五十余家镀锌厂的厚爱,产品遍布国内22个省、市、自治区。2005年在成都召开有28个科研、生产、客户等单位130多位代表参加的MDL应用技术研讨会,对该产品应用与发展起到重要的推动作用。
MDL镀锌炉原理:以优质电热合金作为电能加热的发热元件,组装在数块加热板上,加热板均布在锌锅四周,加热强度控制在10,000-20,000kcol / m2 由电控系统实现自动控制锌液恒温(锌液温度T±2℃)。配合微机监控实现生产组织者远区监控管理。
MDL镀锌炉结构:专用的炉室和钢结构组成加热炉炉体,带有加热元件的门板式加热板嵌装在炉体钢架上,由耐温电缆将加热板的发热电阻丝与控制柜接通,锌液及炉膛温度设置多点监测,智能仪表指令(MCV)专用程序控制器和(SSR)固态继电器实现多种工作状态加热,保证锌液恒温。炉墙和加热板选用优质硅酸铝纤维毯保温,提高镀锌炉的热效率。
炉室设有保险熔断和漏锌等故障自动报警装置在炉体钢结构上,设有防锌锅变形的支撑装置.
               
MDL镀锌炉主要特点:纯环保型镀锌炉
电加热无CO2; SO2等烟尘排放;无噪声;高热效率、无余热排放,低能耗、功率因数为“1”,对电网无污染;优质硅酸铝纤维毯保温,保温效果是一般保温砖的 5-6 倍;热源温度分点控制,整体加热均匀,锌锅寿命可达7年以上;多种加热工作状态,保证锌液温度恒定,自动控制恒温镀锌(锌液温度T±2℃);适用于低温镀锌,镀件的热变形最小,易于消除色差;不需要储液罐、储气罐或燃料堆场,工作环境好。实现不停产检修(更换加热板)。配有设备故障及漏锌等自动报警装置,及时排除故障;可以不舀锌检测锅壁厚度,判断锌锅的继续使用时间;微机监控实现生产组织者远区监控管理,查看实时数据和历史记录,为提高镀锌质量和设备维护提供科学分析依据;停炉时,可以直接断电,对锌锅和加热元件无损伤。
       
       第三类废气——镀锌烟尘的治理
锌烟除尘及净化设备  (ZL 200810007298.3)               清除ZnO ;  NHCL. ZnCL2
热浸镀锌在450℃左右高温下反应,助镀剂(ZnCl2  NH4OH)在高温下部分将气化,并伴随有ZnO逃逸——产生白色烟尘(俗称白烟),具不完全统计:一个年产3万吨的镀锌厂,平均年排放量: 烟尘颗粒排放量约 2500kg/年 ;氨排放量约 12000—20000mg/m3.年 ;锌排放量约 500kg/年. 既对操作工人健康构成危害,又污染环境。亟待解决!
             
目前国内处理锌烟的设备有多种,各有特色。清洁生产的特点是:“强调持续性,注重可操作性。”对于结构件镀锌,要求在保证吸出效果的前提下,应尽量操作简单,才能坚持使用。
                                                                 
  介绍一种“敞式无障碍侧吸除尘设备”
    2008年中韩两国环保部批准:将锌烟处理的这个项目列入“中韩技术合作项目” 第四项。要求在成都四友试制,并在中国推广使用。目前已在成都四友成功的使用两年多效果显著。并在聚德龙铁塔有限公司推广使用。经中、韩环保部门鉴定合格。彻底解决了白烟困扰镀锌生产的问题。
敞式无障碍侧吸除尘设备特点:吸尘罩设在锌锅两侧,不影响现场操作,实用价值高; 根据锌锅面积,工件的规格、小时产量等基本参数确定引风机最大功率,随机调整风机功率,达到节能高效;吸尘罩上设有挡风板,保证吸入角捕捉逃逸的烟尘;吸尘罩:(专利)保证烟尘吸出效率达到90%以上并清渣方便。 布袋除尘:设有阻燃设施,适应高温烟尘。除尘效果达国标。改善工人劳动条件;保护环境。
               排放值  成环监字(2010)第0586 摘抄

序号
项    目
国标
达到值
1
烟气中颗粒物浓度
120 mg/m
<5.52mg/m
2
锌排放量
120 mg/m
<1.37mg/m
3
氨 排放量
5 mg/m
<2.83mg/m

  第二篇. 废水治理方案.     镀锌车间废水零排放     201010159012.0
    “水”是人类赖以生存的宝贵资源,水资源短缺已经成为全球性的问题,联合国统计显示全世界63亿人口中有三分之一的人极度缺水,目前世界上已有43个国家和地区缺水,占全球陆地面积的60%约20亿人用水紧张。据不完全统计一个中小规模年产3万吨左右的镀锌厂,每年要耗用5-6万吨的水.因此,我们必须爱惜每一滴水,最大限度保护水资源和重复使用。 “边生产边治理”是我们热浸镀锌工作者责无旁贷的使命。
介绍一种“镀锌车间废水零排放”方案,该方案是成都四友镀锌设备有限公司自主研制,并经多年实践证明行之有效的荣获中国腐蚀与防护学会2010年科技成果三等奖,已在国内推广使用。
污水定义: 指在生产与生活活动中排放的水的总称。(引自污水综合排放标准---GB8978-1996)
镀锌车间废水:是漂洗水、失效助镀剂、冷却水的统称。污染物(HCl 酸洗):盐酸、碱、氯化亚铁、氯化锌 、锌、氧化锌混同一起处理难度较大。锌的排放含量必须<5mg/L(很难达到)。
镀锌废水零排放的总体思路
   根据镀锌工艺产生废水的“特殊性”进行“分而治之”最后达到 “零排放”。该方案是一套对热浸镀锌车间废水进行全面处理,并将处理后的水重新利用实现热浸镀锌车间废水不排放的技术。根据热浸镀锌工艺过程中废水的产生及其所含的化学成分各异,将废水分成三类分别处理。实现废水处理后全部达到工艺标准循环使用,在处理返镀件时又回收锌以反应生成物ZnCl2和NH4Cl补充助镀剂,具有投资经济、工艺合理、处理彻底、操作简便等特点,其经济、社会效益显著。
      
从工艺流程中可以看出(请参阅第九届中国热浸镀技术交流会论文集)镀锌车间废水的来源和存在方式,根据其物理化学特性进行分类,用三套设备分别处理循环使用,不排放即不构成污水:
第一类、失效助镀剂及返镀酸洗液;含ZnCL2 NH4Cl 、FeCl2、HCL
第二类、漂洗水、车间清洗水:含NaHO、HCL、FeCl2;   
第三类、冷却水含Zn、ZnO
另设返镀槽将锌分离出来单独处理,不进入漂洗槽。配合助镀剂再生设备回收锌,补充助镀剂的部分原料。分别处理后全部达到工艺标准,循环使用。
                            废水处理后达标值

水别
项目
国标排放值
工艺标准
达标值
一类助镀剂
pH
6-9
5-6
5-6
 
Fe
——
<10g / L
<10g / L
 
Zn
<5mg/L
——
回收利用
二类漂洗水
pH
6-9
5-6
5-6
 
Fe
——
<10g / L
<10g / L
 
Zn
<5mg/L
——
回收利用
 
悬浮物
50mg/L
 
19mg /L
三类冷却水
pH
6-9
6-9
6-9
 
Zn
<5mg/L
——
回收利用

第一类废水治理: 助镀剂再生系统:
  助镀剂再生系统是助镀剂再生设备与返酸洗槽配套使用的专用系统:
1.返酸洗槽:用的是浓度低于5%的稀盐酸,将返镀件和夹具上附着的锌回收,生成物ZnCl2是助镀剂的原料;盐酸与氨水反应生成NH4Cl也是助镀剂的原料. 变废为宝用来补充部分助镀剂的浓度
2.助镀剂再生设备是将助镀剂中的 FeCl2置换成 Fe(OH)2; 再曝气冲氧转换成Fe(OH)3, 沉淀压滤后清除铁盐,净化了助镀剂,保持助镀剂的纯度。 
  基本化学反应过程如下:
      Zn  +  2HCl   → ZnCl2 + H2 ↑                             ZnCl2 补充助镀剂原料
     HCl + NH3·H2O  →  NH4Cl + H2O                           NH4Cl 补充助镀剂原料
FeCl2   +  2NH3·H2O  → 2NH4Cl  +  Fe (OH)2                    NH4Cl 补充助镀剂原料
4Fe (OH)2 + O2 + H2O   →4 Fe(OH)3↓                   Fe(OH)3工业废渣  可供制砖原料
处理后的助镀剂永远不失效。(失效助镀剂是指:亚铁过量,氯化锌铵减少)(请参阅第九届中国热浸镀技术交流会论文集)
 
第二类废水治理:漂洗水、车间清洗水处理系统:
 漂洗水含:HCl、FeCl2、NaOH    (锌已在助镀剂处理中清除)
废水处理设备是在典型废水处理工艺基础上,结合镀锌的特点制定的,重点处理酸洗生成的亚铁。
     FeCl2 + 2NaOH  →   Fe(OH)2  + 2NaCl
  4Fe(OH)2+ O2+ H2O  →   4Fe(OH)3↓        Fe(OH)3  固废清除 、
   水回收使用,同时净化了车间的清洗污水,降低了漂洗水的COD(化学需氧量)、和SS(悬浮物),固废Fe (OH)3 沉淀物供砖厂做制砖原料。
第三类废水治理:冷却水处理
冷却水的作用是使镀件尽快冷却,避免锌铁合金δ1相的粗大晶粒继续生长,防止工件变黑或变形.漂洗水的温度<80℃. 一般采用流动水,但是,往往被人们忽略的是认为冷却水只是温度偏高,只需要冷却,误认其中不含重金属无须处理。但是镀件出锌锅时,虽然经过打锌灰,总会有锌灰ZnO和滴溜Zn带入冷却槽,短时间看不到有污染物,时间一长就会发现:槽底有锌粒和氧化锌粉,排水沟内会出现黄褐色沉淀ZnO,污染了环境,浪费了锌。因此冷却水不仅要处理,更需要回收锌重新使用。氧化锌不溶于水,在40℃以下水清晰透明,当温度升到45℃时开始出现浑浊, 70℃时出现黄褐色悬浮物 .当温度下降时悬浮物不会立即消失,而是缓慢沉淀,在<40℃条件下经3小时以上沉淀,水才变得清晰透明.因此,处理冷却水的降温,须保证有足够的沉淀池,使其缓慢沉淀。
本方案的是采用一套喷淋、沉淀设施,即可将水冷却,又可清除悬浮在热水中的ZnO,实践证实是简而易行,行之有效的环保设施。其原理:氧化成 ZnO随镀件带入冷却槽,在45℃以上ZnO悬浮在水中,在40℃以下氧化锌ZnO缓慢沉淀,定期清除沉淀的氧化锌回收利用。冷却并净化的水循环使用。游离的锌沉淀于冷却槽内定期清除。
工艺流程如下:
冷却槽 →泵 →喷淋 →自然冷却→[沉淀 →溢流] →沉淀 →泵 →水箱 → 冷却槽 →
 ↑                                重复数次                         ZnO 回收利用        
                    ←                        ←                                             
                                             结 
热浸镀锌车间的废水,经分类后的处理设备较简单,  
较容易实现全部达标循环使用。做到  “零排放” ,
节约用水,保护环境的目的。
  年产3吨镀锌厂为例,节约用水约近50,000吨/年
 
第三篇. 废渣治理方案.     锌灰分离机ZL 2009 2 0243573.1
XHF/500锌灰分离机,是成都四友镀锌设备有限公司自行设计、制造的一种从锌灰中回收锌和氧化锌的专用设备。
原理:根据锌灰是纯锌和氧化锌的物理混合物,而不是化学化合物,因此用机械方法将锌和氧化锌粉分开,各尽其用。
结构:自动送料、机械粉碎、电磁振动、负压吸尘等部件组成。将锌与氧化锌粉分离开,分别进入各自的出料箱或出料袋。 锌灰中所含的锌可以全部回收继续投入生产使用,其余的氧化锌粉可以作为化工原料出售。
使用锌灰分离机可降低锌耗约8 %(以平均锌耗60%,锌灰占锌耗16%,锌灰回收锌65%计算)
主要技术性能:
 1.生产能力:    500Kg/小时           
 2.分  离  度:    锌:氧化锌  =  65:35
 3. 功  率:    7.5  KW
4.经济效益: 1吨锌灰可以回收650kg纯锌 、350kg 氧化锌粉(氧化锌粉售价:锌价×33-35%)           
 年产3万吨镀锌厂为例,平均产生锌灰约288吨. 按锌价18,000元/吨计算,使用该设备一年可  节约120多万元。 具体效益与锌价成正比。 已有三家企业使用效果很好。
        100%(重量)                 65% (重量)                 35% (重量)
       处理前锌灰                    分离后的锌粒                分离后的氧化锌粉
                                       直接回收使用                 锌价30-35%出售
 
第四篇.  节能高效设备      组合式升降机
ZH- 8/ 2t组合式升降机 (单轨吊车)节能减排型设备
   该产品是成都四友与西华大学联合研制的一种镀锌起吊设备。具有多台电动葫芦,任意组合沿车间纵向运行,控制系统采用MCU技术,具有强大的运算能力和快速反应能力;实现精确控制和简便操作伴有LED数码屏显WATCHDOG及电源监控功能,保证系统可靠的工作。
主要特点:
1、改变电动葫芦行走方向,电动葫芦可顺车间纵向行走;
2、任意选用两台电动葫芦进行多种组合,实现同步运行;
3、正反行程交叉作业;充分利用锌锅的热能;提高生产
效率,降低能耗;
4、不同规格的工件合理分类,避免每吊镀件过多,  
         
可持续发展,不给未来造成影响。保护人类共同的家园——地球。
 
 
版权所有 中国腐蚀与防护学会热浸镀专业委员会