高學(xué)禮

（中鋁蘭州分公司 電解二廠，甘肅 蘭州730060）

在電解鋁的生產(chǎn)過程中,氟化鹽作為鋁電解的溶劑,是電解鋁不可缺少的成分之一,而高溫使氟化鹽與水發(fā)生水解反應(yīng)后產(chǎn)生的氟化氫氣體,是電解鋁過程中產(chǎn)生的主要污染物。目前,預(yù)焙槽在生產(chǎn)過程中的噸鋁排氟量一般為16kg左右。從電解槽排出的如此大量的含氟煙氣對人體健康、車間環(huán)境和周圍大氣質(zhì)量,都有著極大地危害,因此,國家規(guī)定了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),這些煙氣必須經(jīng)過治理才能排放。目前,國內(nèi)外均采用干法凈化技術(shù)來治理電解槽排出的含氟煙氣,利用氧化鋁吸附煙氣中的氟化氫,凈化煙氣中的有害物,控制氟化物排放量,以達(dá)到國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn),減少對周圍環(huán)境的污染。因此,采用氧化鋁吸附含有氟化氫煙氣的干法凈化這種高效、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)、成熟的煙氣凈化技術(shù)對電解煙氣進(jìn)行治理,這樣既可保護(hù)環(huán)境,又可回收氟化鹽和Al2O3，降低生產(chǎn)成本。

1 200kA凈化的工藝流程簡介

200kA電解煙氣凈化技術(shù)主要是利用氧化鋁作為吸附劑,吸附電解鋁生產(chǎn)產(chǎn)生的HF等有害氣體經(jīng)支管匯入干管,而后進(jìn)入VRI反應(yīng)器與同加入到反應(yīng)器的氧化鋁接觸,進(jìn)行吸附反應(yīng),反應(yīng)后的載氟氧化鋁和氣體進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行氣固分離,凈化后的煙氣排入大氣。另外吸附生成的載氟氧化鋁作為電解生產(chǎn)所需的原料返回電解廠房。系統(tǒng)由電解槽集氣、吸附反應(yīng)、氣固分離、物料輸送、機(jī)械排風(fēng)等組成。主要設(shè)備包括：主排煙機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、VRI反應(yīng)器、LLZB袋式除塵器、離心風(fēng)機(jī)、反吹風(fēng)機(jī)和風(fēng)動溜槽、排煙管道等組成。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)PLC和中央控制室集散式控制。

1.1 煙氣的收集

從各電解槽散發(fā)的煙氣,通過槽集氣箱密由電解槽上部支煙管匯集到干管,而后進(jìn)入凈化系統(tǒng)。

1.2 吸附反應(yīng)

從電解廠房收集出的煙氣和新鮮氧化鋁進(jìn)行吸附反應(yīng)。反應(yīng)式為：Al2O3+6HF=2AlF3+3H2O。其主要目的是使煙氣和氧化鋁在變徑作用下,產(chǎn)生急劇的風(fēng)速,以達(dá)到充分混合反應(yīng)的目的。

1.3 氣固分離

干法凈化系統(tǒng)的分離設(shè)備主要是袋式除塵器,它是通過布袋上形成的粉碎層的阻擋、攔截、碰撞等作用,分離含塵煙氣。

1.4 煙氣輸送

煙氣的輸送是按照生產(chǎn)的需求通過相應(yīng)的離心引風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。

2 影響凈化效率的因素

2.1 集氣效率

電解槽煙氣的集氣效率通常用進(jìn)入凈化系統(tǒng)的氟化物量占電解槽散發(fā)的氟化物量的百分?jǐn)?shù)來表示。而集氣效率是煙氣凈化的首要關(guān)鍵影響因素。其中影響集氣效率的因素有電解槽的密閉性、排煙網(wǎng)管、凈化系統(tǒng)運(yùn)行阻力等。

2.2 固氣比

理論上一般情況下實(shí)際生產(chǎn)1t鋁投2t氧化鋁,以滿足凈化系統(tǒng)的需要,但在實(shí)際操作過程中，工藝要求只要VRI反應(yīng)器的噴料直徑不小于250mm就能滿足凈化需求。

2.3 布袋除塵效率

布袋除塵同樣也是是煙氣凈化的關(guān)鍵步驟之一。影響濾塵效率的主要因素有:濾布的材質(zhì)；濾料的粘度；過濾速度；袋式除塵器的壓力損失等。

2.4 降低系統(tǒng)的阻力損失

每個系列的電解鋁凈化系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時,系統(tǒng)阻力都有額定值,如果這一額定值增大,將會造成煙氣流量及壓力的不足,從而影響末端電解槽的集氣。

2.5 系統(tǒng)的密閉

凈化系統(tǒng)的密閉性是個很重要的因素，如果系統(tǒng)出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象將會引起系統(tǒng)風(fēng)量流失，從而引起整個系統(tǒng)負(fù)壓降低，從而會引起末端槽煙氣無法進(jìn)入凈化系統(tǒng)。

3 提高電解干法凈化效率的途徑

通過以上分析,我們可以看出電解干法凈化效率主要是由集氣效率、凈化效率、除塵效率三部分構(gòu)成的，因此提高電解干法凈化效率必須從提高這三個效率出發(fā)。

3.1 提高集氣效率的途徑，必須提高電解槽的密閉性；設(shè)計(jì)合理的排煙網(wǎng)管；嚴(yán)格控制凈化系統(tǒng)運(yùn)行阻力。

3.2 提高凈化效率的途徑，必須連續(xù)均勻的投新鮮氧化鋁并要求噴料必須符合工藝要求。如200kA凈化VRI反應(yīng)器噴料直徑必須大于250mm。

3.3 提高除塵效率的途徑，必須用工藝要求的濾布材質(zhì)；必須控制好循環(huán)料的粘度；必須嚴(yán)格控制風(fēng)速；必須嚴(yán)格控制袋式除塵器的壓力。

3.4 提高凈化系統(tǒng)的密閉性。

4 結(jié)論

通過對干法凈化的探討可以看出，提高電解鋁煙氣凈化的效率，必須從煙氣的集氣效率、凈化效率、除塵效率三大方面進(jìn)行嚴(yán)格控制。也就是說要嚴(yán)格控制電解槽的密閉性、氣固比、備件材料及工藝參數(shù)。

［1］吳鴻,張順虎.鋁電解工(上、下冊)[M].2006,1.

［2］陳麗霓.輕金屬冶煉與環(huán)境保護(hù)[M].東北工學(xué)院出版社,1991,12.