CN1831201A - 铝电解含氟烟气的净化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝电解含氟烟气的净化工艺，它将电解槽产生的烟气通过排烟支管、排烟次干管、排烟主干管及排烟总管汇集在一起进入脉冲喷吹净化过滤器，在进入脉冲喷吹净化过滤器前采用两级加料进行吸附反应；经两级吸附后的烟气和含氟氧化铝再进入脉冲喷吹净化过滤器中进行过滤分离，分离出的含氟氧化铝一部分作为生产原料供电解槽生产使用，一部分返回到脉冲喷吹净化过滤器前的排烟总管内与烟气中氟化氢气体混合；净化后的烟气经排烟风机送入烟囱排空。本发明具有流程短、净化效率高、电能消耗低、运行可靠、无二次污染、操作管理方便，并能彻底解决铝电解槽的烟气污染问题等优点。

Description

铝电解含氟烟气的净化工艺

技术领域：

本发明涉及一种铝电解含氟烟气的净化工艺。

背景技术：

预焙阳极铝电解槽在生产过程中产生氟化物等(氟化物16～25Kg/t.Al)主要有害物，是一个对大气污染较严重的生产工艺。其通常采用烟气干法净化措施，即采用氧化铝吸附烟气中的氟化氢以净化烟气中的有害物，控制氟化物排放量，以达到国家环保排放标准，减少对周围环境的污染。

铝电解槽烟气干法净化均利用铝电解生产原料氧化铝对氟化氢气体有较强的吸附能力的机理，用它对含氟烟气进行干法净化，吸附烟气中的氟化氢等有害物气体，吸附后的氧化铝返回到生产工艺中，直接回收氟，是具有综合利用的净化工艺。而净化后的烟气能否达到国家环保排放标准，就对烟气净化效率提出了要求。

目前我国铝电解烟气净化技术有如下几种：

一是采用脉冲袋式除尘器和管道化法净化反应器，以及现在已发展了的长袋脉冲袋式除尘器和优化的管道化净化技术。

二是脉冲袋式除尘器和VRI净化反应器净化技术。

三是菱型反吹风除尘器和文丘里净化反应器净化技术。

四是脉冲袋式除尘器和沸腾床吸附反应器净化技术。

现有的净化技术均采用生产所需氧化铝全部通过净化***，另外，为增大接触面积保证净化效果，还加入一定量的循环氧化铝。氧化铝与含氟烟气的混合过程，无论是利用风动溜槽把新鲜氧化铝和循环氧化铝分别加入烟管中的“管道化法”，还是利用VRI反应器把新鲜氧化铝和循环氧化铝同时加入袋式除尘器前烟管中的“VRI反应法”等等，均由于新鲜氧化铝和含氟氧化铝料量分配不均而与烟气的混合均匀程度不理想或是吸附反应时间过短而影响氟化氢气体吸附净化效率，因此，现有的铝电解烟气净化技术在实际应用中还是不够理想。

铝电解槽烟气干法净化***中的袋式除尘器还不同于其应用在其它行业，不仅仅限于过滤功能，还有一个吸附净化功能，因此，从袋式除尘器主机的结构、滤料和配件、清灰控制等都要考虑吸附净化和过滤分离的作用。尤其随着电解槽大型化技术的迅速发展，电解的产能所配套的烟气净化***也随着增大，如何保证氟化氢气体吸附净化效率的问题就更为突出。

发明内容：

本发明的目的在于：提供一种流程短、净化效率高、电能消耗低、运行可靠、无二次污染、操作管理方便，并能彻底地解决铝电解槽的烟气污染问题的铝电解烟气n型喷射两级逆流吸附干法净化工艺，以克服现有技术存在的不足。

本发明是这样实现的：它将电解槽产生的烟气通过排烟支管、排烟次干管、排烟主干管及排烟总管汇集在一起进入脉冲喷吹净化过滤器，在进入脉冲喷吹净化过滤器前，采用两级加料；第一级把含氟氧化铝加入到排烟总管，含氟氧化铝在排烟总管内与烟气中氟化氢气体混合先进行吸附反应，第二级将新鲜氧化铝加入到脉冲喷吹净化过滤器前的各个烟道气流中进行吸附反应，上述经两级吸附后的烟气和含氟氧化铝再进入脉冲喷吹净化过滤器中进行过滤分离，分离出的含氟氧化铝输送到含氟氧化铝仓，一部分作为生产原料供电解槽生产使用，一部分返回到脉冲喷吹净化过滤器前的排烟总管内与烟气中氟化氢气体混合；净化后的烟气经排烟风机送入烟囱排空。

第一级加料采用爪形加料装置把含氟氧化铝按规定量加入到排烟总管。

第二级加料采用分料箱和n型喷射反应器将新鲜氧化铝定量加入到脉冲喷吹净化过滤器前的各个烟道气流中。

排烟总管中的含氟烟气在进入n型喷射反应器与新鲜氧化铝进行吸附反应前先通过风量分配管进行气流分配，风量分配管分出的风管数与脉冲喷吹净化过滤器的烟气处理单元组数一一对应。

采用新型卸灰装置、风动溜槽、密封箱和空气提升机将脉冲喷吹净化过滤器分离出的含氟氧化铝输送到含氟氧化铝仓。

排烟次干管采用变径设计且每条次干管所带的电解槽数n为5～18台，起始端的电解槽与末端的电解槽的间距不大于120米。

排烟管网中的排烟主干管采用同程设计，每条排烟主干管的长度相等，每条排烟次干管的长度相等，每条排烟主干管及每条排烟次干管之间的长度差不大于10米；局部异程设计的变径排烟次干管通过电解槽排烟支管上的调节阀的阀门角度调节阻力，使每台电解槽均匀排风。

本发明与现有技术相比，由于采用了新型的铝电解脉冲喷吹净化过滤器，将吸附剂氧化铝和烟气中氟化氢气体充分接触混合的吸附反应和将含有氟化氢的氧化铝过滤分离作用两者结合为一体，结构紧凑，并有利提高吸附净化氟化氢效果和收集氧化铝效率；而采用袋式除尘器新型卸灰装置，既能保证密封，又能连续均匀卸灰，并无易损件；由于采用了分料箱，能将氧化铝量进行比较均匀分配，从而保证进入每个n型喷射反应器的氧化铝量达到设计值，使相同量的氧化铝原料均匀地加入到脉冲喷吹净化过滤器中的每一台烟气处理单元中；采用爪形加料装置，既能通过氧化铝阻断气流又能把氧化铝均匀地分配至排烟总管内，从而保证含氟氧化铝与烟气的混合均匀程度；由于采用了密封箱，既能隔断氧化铝输送过程中设备间气流，又能及时清理杂质并保证***连续运行情况；由于采用了空气提升机，能连续进料和排料，并且设备运行可靠，维护简单、密封性好、能耗低；由于电解车间通常有几百米至上千米的长度，每栋厂房配置的电解槽台数有几十台到一百余台，起始端的电解槽与末端的电解槽相距几百米，就很难做到每台槽等量排风，从而就不能保证集气效率。想要做到等量排风的困难之处是如何保持排烟干管全长上的静压恒定。通常在风机运转情况下，风管的全压损失是沿着长度方向增加的，因此要使静压保持不变，必须使动压沿着气流方向逐渐降低，也就是说，风管的截面应沿着气流方向逐渐扩大，因此，在设计上采用了变径的排烟次干管，并且缩短了排烟次干管的长度，即每条次干管所带的电解槽数控制在n＝5～18台，控制起始端的电解槽与末端的电解槽间距在120米以内(一般在60米左右)，减小最近端与最远端阻力不平衡率以利于每台槽排烟的阻力平衡；排烟管网主干管采用同程设计，即每条主干管的长度大致相等，并使每条次干管的长度尽量相等，局部异程的变径次干管通过电解槽排烟支管上的调节阀的阀门角度调节阻力，使每台电解槽均匀排风，从而保证较高的集气效率；由于排烟管网主管采用同程设计，局部异程的干管通过电解槽排烟支管上的调节阀调节，使每台电解槽均匀排风，从而保证集气效率；脉冲喷吹净化过滤器前的风量分配管能将排风均匀分配，从而保证进入净化过滤器中每一台烟气处理单元的风量均匀，使每台烟气处理单元的负荷相等，有助于提高净化效率。由于采用了上述两级逆流吸附技术，既能均匀地分配风量及物料，又能使氧化铝和氟化氢充分反应，从而保证较高的净化效率，使烟气达到国家环保排放标准。

附图说明：

附图1为本发明的工艺流程示意图。

图中1-烟囱，2-排烟风机，3-脉冲喷吹净化过滤器，4-风量分配管，5-排烟总管，6-排烟主干管，7-排烟次干管，8-调节阀门，9-排烟支管，10-电解槽，11-新鲜氧化铝仓，12-风动溜槽，13-密封箱，14-计量装置，15-分料箱，16-n型喷射反应器，17-新型卸灰装置，18-空气提升机，19-含氟氧化铝仓，20-爪形加料装置。

具体实施方式：

本发明的实施例：如附图1所示，在本发明中所采用的排烟风机2、风动溜槽12、计量装置14等均可采用市场上出售的成品；脉冲喷吹净化过滤器3、n型喷射反应器16、新型卸灰装置17、分料箱15、爪形加料装置20、密封箱13、空气提升机18等可按实际使用的工艺技术条件进行订货，由专业制造厂进行制作。

在进行烟气净化处理时，所有电解槽10均用小型活动盖板和上部盖板密闭，槽内烟气通过集气罩及上部的联结支管与***连接，每台电解槽10的排烟支管9均接在室外架空的水平排烟次干管7上，排烟次干管7汇合至排烟主干管6，再由排烟总管5接至脉冲喷吹净化过滤器3，经过净化后的烟气，通过排烟风机2送入烟囱1排空；烟气在进入脉冲喷吹净化过滤器3之前，将由分料箱15分配后的新鲜氧化铝定量加入脉冲喷吹净化过滤器3前的各个烟道气流中，通过n型喷射反应器16与烟气中氟化氢气体混合，排烟总管中的含氟烟气在进入n型喷射反应器与新鲜氧化铝进行吸附反应前先通过风量分配管4进行气流分配，风量分配管4分出的风管数与脉冲喷吹净化过滤器3的烟气处理单元组数一一对应，其风管数m最好控制在m＝4～8组。

吸附后的氧化铝通过脉冲喷吹净化过滤器3分离收集下来，经风动溜槽12、空气提升机18等输送设备送到含氟氧化铝贮仓19，一部分供电解槽10生产使用，一部分再通过爪形加料装置20返回到脉冲喷吹净化过滤器3前的排烟总管5内与烟气中氟化氢气体混合，使氟化氢气体充分被氧化铝吸附。

Claims (7)

1.一种铝电解含氟烟气的净化工艺，其特征在于：它将电解槽产生的烟气通过排烟支管、排烟次干管、排烟主干管及排烟总管汇集在一起进入脉冲喷吹净化过滤器，在进入脉冲喷吹净化过滤器前，采用两级加料；第一级把含氟氧化铝加入到排烟总管，含氟氧化铝在排烟总管内与烟气中氟化氢气体混合先进行吸附反应；第二级将新鲜氧化铝加入到脉冲喷吹净化过滤器前的各个烟道气流中进行吸附反应，上述经两级吸附后的烟气和含氟氧化铝再进入脉冲喷吹净化过滤器中进行过滤分离，分离出的含氟氧化铝输送到含氟氧化铝仓，一部分作为生产原料供电解槽生产使用，一部分返回到脉冲喷吹净化过滤器前的排烟总管内与烟气中氟化氢气体混合，净化后的烟气经排烟风机送入烟囱排空。

2.根据权利要求1所述的铝电解含氟烟气的净化工艺，其特征在于：第一级加料采用爪形加料装置把含氟氧化铝加入到排烟总管。

3.根据权利要求1所述的铝电解含氟烟气的净化工艺，其特征在于：第二级加料采用分料箱和n型喷射反应器将新鲜氧化铝定量加入到脉冲喷吹净化过滤器前的各个烟道气流中。

4.根据权利要求1所述的铝电解含氟烟气的净化工艺，其特征在于：排烟总管中的含氟烟气在进入n型喷射反应器与新鲜氧化铝进行吸附反应前先通过风量分配管进行气流分配，风量分配管分出的风管数与脉冲喷吹净化过滤器的烟气处理单元组数一一对应。

5.根据权利要求1所述的铝电解含氟烟气的净化工艺，其特征在于：采用新型卸灰装置、风动溜槽、密封箱和空气提升机将脉冲喷吹净化过滤器分离出的含氟氧化铝输送到含氟氧化铝仓。

6.根据权利要求1所述的铝电解含氟烟气的净化工艺，其特征在于：排烟次干管采用变径设计且每条次干管所带的电解槽数n为5～18台，起始端的电解槽与末端的电解槽的间距不大于120米。

7.根据权利要求1或6所述的铝电解含氟烟气的净化工艺，其特征在于：排烟主干管采用同程设计，每条排烟主干管的长度相等，每条排烟次干管的长度相等，每条排烟主干管及每条排烟次干管之间的长度差不大于10米；局部异程设计的变径排烟次干管通过电解槽排烟支管上的调节阀的阀门角度调节阻力，使每台电解槽均匀排风。