V IR反應器吸氟效率低問題淺析

程大海

（中電投 寧夏能源鋁業青鋁股份公司,寧夏 青銅峽 751603）

V IR反應器吸氟效率低問題淺析

程大海

（中電投 寧夏能源鋁業青鋁股份公司,寧夏 青銅峽 751603）

鋁電解在生產過程中,會產生大量的有害物質,這些有害物質對從事電解生產作業的人員有很大的傷害,同時對周圍的大氣環境造成污染,而鋁電解凈化系統的作用就是凈化鋁電解煙氣,治理有害物質.本文結合凈化實際生產,從鋁電解煙氣凈化系統的主要設備、工藝方面分析了影響V IR反應器吸氟效率的因素及措施.

鋁電解在生產中會產生出大量的有害物質,尤其以氟化物 （HF）對工人身體健康,對廠區周圍農、林、牧、漁和附近居民都會造成危害.隨著經濟的發展和保護環境的要求,對鋁電解生產產生的有害物質的治理日趨嚴格.鋁電解干法凈化技術,就是利用鋁電解生產原料氧化鋁作為吸附劑吸附電解煙氣中的氟化物 （主要是 HF氣體）,吸附后產生的載氟氧化鋁作為生產原料直接返回電解生產使用.V IR反應器就是干法凈化技術中,完成鋁電解煙氣凈化的關鍵設備之一.

V IR簡單釋意是:垂直、輻射、噴射之意.這種反應器具有低氧化鋁破損率、高效吸附反應率,本技術從美國引進并加以改進而成.V IR反應器根據氣體流動的多點式錐形運動原理設計的,將沸騰的氧化鋁由噴射器內噴出,是一個均勻的圓截面,達到氧化鋁與煙氣均勻混合的目的,噴出的氧化鋁隨煙氣上升的同時,又有所降低,從而減少了氧化鋁的破損率及阻力損失.

V IR反應器是安裝于進入大布袋前立煙管中,是吸附凈化電解煙氣的關鍵設備.它的作用是將新鮮氧化鋁噴射到立煙管中形成一個圓截面,使氧化鋁與煙氣充分混合完成吸附反應,從而達到吸附 HF氣體凈化電解煙氣的目的.因此,凈化系統吸氟效率的高低,V IR反應器起著決定性的作用.

1 V IR反應器吸氟效率低問題實例

青鋁股份公司 150 kA電解系列凈化二車間.

1.1 凈化二車間 V IR反應器吸氟效率低情況

凈化二車間有四套凈化系統,分別為凈化西區、凈化東區、凈化南區和凈化北區,擔負著150kA電解系列 200臺電解槽的煙氣凈化任務.2007年 1～3月凈化二車間凈化西區、南區、北區系統氟化物排放多次超標.凈化系統的除氟主要靠V IR反應器來完成電解煙氣的噴淋和吸附.凈化西區、南區和北區現有 12臺 V IR反應器,每臺布袋除塵有三臺反應器,那么要想排氟達標,就要保證這三臺 V IR反應器連續不斷的投放相同的新鮮氧化鋁.但現狀是每臺 V IR反應器都無法準確地、直觀地觀察到氧化鋁的投放狀況.V IR反應器投料狀況見圖 1.

圖 1 V IR反應器投料狀況

1.2 V IR反應器吸氟效率低的原因

V IR反應器吸氟效率低的原因很多,見圖 2.

從 V IR反應器吸氟效率低的原因關聯圖中,分析出了 7條末端因素,哪幾條才是主要因素呢?請見表 1.

1.3 V IR反應器吸氟效率低的解決方案

1.3.1 沖板流量計不準確

圖 2 V IR反應器吸氟效率低的原因關聯圖

沖板流量計校定周期太長,參數發生了變化致使計量不準確需重新校定.在沖板流量計的下口,按每小時為單位截取氧化鋁進行稱重,然后,將數值與沖板流量計的現有數值相比對找出了誤差值,經計算換算出了校定參數并重新進行 V IR反應器參數錄入.達到沖板流量計準確顯示實際投料量.

表 1 V IR反應器吸氟效率低的要因確認表

1.3.2 風壓過高

將V IR反應器的供風管與現場的為溜槽供風的高壓風機供風管聯通.改變V IR反應器的供風方式,由原壓縮空氣風源改為高壓風機風.在現有的壓縮空氣供風管上加一個閥門做為備用風源.從而達到可直觀的看到 V IR反應器中投放的氧化鋁的目的,從根本上杜絕使用壓縮空氣給設備造成的損害,如壓縮空氣中含有水和油會堵塞和腐蝕流化元件;過高的風壓 （0.45M Pa）將氧化鋁噴射出噴射器時,會磨損噴射孔徑,孔徑變大后,氧化鋁的噴射半徑縮短,從而降低吸氟效率.

2 效果檢驗

通過對沖板流量計不準確和風壓過高兩條要因解決方案的實施,是否解決了 V IR反應器除氟效率低這一問題?請見圖 3～圖 5和表 2.

從圖 3中可以看出凈化北區和南區沖板曲線波動非常大,無法平穩投料而從圖 4可以得出解決方案實施后凈化北區和南區沖板流量計顯示的曲線,非常平穩,因此說明計量準確,投料連續平穩.

從圖 5可以看出 V IR反應器解決方案實施后,可直觀在 V IR反應器的下料器中,看到氧化鋁的投料狀況在 2/3處,表明投料連續平穩.為了進一步驗證 V IR反應器除氟效率低的問題得到解決,我們統計了解決方案實施前 2007年 3～5月份和解決方案實施后 2007年 6～12月份,凈化系統氟化物排放數值.見表 2.從表中可以看到 6月份之后,氟化物有了大幅的下降,西區 57.27%;南區 72.46%;北區 80.31%.這說明 V IR反應器除氟效率低的問題得到了解決.

表 2 凈化系統 2007年 3～12月氟化物排放統計表m g/m 3

3 結 語

（1）V IR反應器必須配置適當的風源,才能保護好V IR反應器各元件不被損害,使 V IR反應器正常工作,提高除氟效率.

（2）氧化鋁的投料量必需連續平穩,V IR反應器下料器中的料位保持在 1/2～2/3處為宜.

（3）沖板流量計要定期校定保證準確度.

A

1671-6620（2010）S1-0079-03