鋁渣處理過程的煙氣處理

【摘要】從鋁熔煉爐爐內扒出的熱態鋁渣在處理過程中，發生氧化反應，產生大量的污染物。本文著重討論在處理廢鋁渣的過程中，使產生的煙氣得到有效處理并達標排放。

【關鍵詞】鋁渣；處理；環保

0.引言

隨著中國經濟的發展，對環保的要求越來越嚴，也給鋁加工行業提出了一個嚴峻的課題，主要是在鋁加工過程中的“三廢”處理，尤其是對熔煉過程中產生的廢棄物的處理。

1.渣處理污染物的組成

從爐內扒出的熱的鋁渣遇到空氣中的氧氣，會繼續燃燒，產生大量的污染物和強烈的金屬氧化反應。渣處理過程的污染物可分為3類：煙氣、粉塵和余熱。

人們通常所指的煙塵是指煙氣和粉塵的混合物。所以煙氣中有氣體和固體兩種成分。氣態物質的主要成分是殘余造渣劑與熱態鋁渣反應時生成的氟化物和硫化物等。

固態物質主要是精煉時殘余的硝酸鹽、石墨粉、氧化鋁粉末和雜質粉塵等，煙塵總量占渣量的2%以下，其中大部分物質粒度1-10μm，綜合密度≈0.8。

余熱主要是熱態鋁渣在冷卻過程中與冷卻介質進行熱交換釋放出的自身熱量和處理過程中對周圍大氣的輻射熱。

2.環境保護

彌漫在車間渣處理煙氣，惡化勞動生產條件，嚴重影響工人的身體健康，渣處理煙氣不凈化處理擴散到大氣中，對生態有一定的危害。像四氟化硅（SiF4）無色、有毒、有刺激性臭味的氣體，在潮濕的空氣中因水解而產生煙霧，不僅會對工人的身體產生不利影響，產生的煙霧也會影響操作者的視線，對安全生產產生很深的隱患。

在煙氣凈化過程中，不僅回收了煙氣和粉塵，保護了環境，并且收集了熱量，改善了工作環境。

3.粉塵的治理

3.1工藝構成

粉塵治理目的一是最大限度地使煙氣中的塵得到收集，使有害氣體轉化為無害的和穩定的物質，達到國家排放標準。對渣處理過程中的煙塵治理，要對粉塵源和熱源進行控制。其中，粉塵濃度約為10g-25g/m3，其中大部分物質粒度1-10μm，密度約為0.8，煙塵的溫度約為150-250℃。

粉塵收集系統由集塵煙道、旋風除塵器、脈沖式布袋除塵器、離心風機組成。渣處理煙氣經集塵管道至旋風除塵器，進行混風降溫和沉降大顆粒粉塵，再通過集塵煙道進入布袋除塵器進行除塵處理，凈化后的煙氣由排煙機送入煙囪排放（如下圖）。

3.2旋風除塵器

渣處理的煙塵一個特點是溫度高，另一個特點是濃度大。由于渣處理系統是半開放式的，密閉程度不能達到100%，因此渣處理過程中產生的高溫煙氣與外部的新鮮空氣被同時引入集塵管道中進行初步混合，然后引入旋風除塵器進行初步除塵處理。

旋風收塵器投資較低，效果較好，適宜于凈化密度大，顆粒粗的粉塵。十分適合處理渣處理產生的間歇式煙塵。

當氣體沿切線的方向進入收塵器時，氣流會沿圓形內壁高速連續旋轉起來，氣體中的顆粒在高速旋轉過程中產生離心力，向四周運動，當碰撞在收塵器的壁上時，因其自身的重力下降到集塵室中，達到收塵的效果。旋風收塵器的除塵效果明顯，可以收集煙氣中粒徑5-10μm的顆粒物，效率達到90%。另外煙氣和空氣可以在此進行充分混合，有效降低煙氣溫度。將高溫煙氣轉換成常溫煙氣，不僅降低布袋除塵器的成本，并且減少設備日常的養護工作。

3.3脈沖布袋除塵器

煙氣經旋風除塵器處理后，大顆粒粉塵已經被回收，溫度降至150℃以下。但煙氣中依然含有大量細顆粒粉塵，為滿足國家環保要求，煙氣進入布袋除塵器進行進一步的除塵處理。布袋收塵器的除塵效率很高，可以收集煙氣中收集粒徑1-5μm及5μm以上殘余的顆粒物，效率達到99%。

布袋收塵器是干法收塵的主要設備，其原理是使含塵氣體通過濾袋，達到收塵的效果，常用的有兩種：

（1）外制式：在除塵器內置多個袋房，袋房的表面有濾布，凈化時，廢氣進入收塵器內，房內是負壓，含塵氣體進入除塵器之后，顆粒被吸附在濾布表面，凈化之后的氣體從袋房中排除。運轉一定的時間之后，塵灰堆積在濾布上，因此，要及時啟動壓縮空氣，進行反向吹風，灰塵脫落之后進入積塵室。

（2）內制式布袋收塵器：道理與外制式相同，只是含塵氣體進入袋房中，袋房外面是負壓，氣體通過濾布，塵灰積在袋房之中，經過一定的時間之后，經過震動，灰塵自動脫落到積塵室之中，達到了除塵的效果。

參數的選擇：

抗結露、過濾風速、濾料的選擇是確定除塵器結構的關鍵參數。

解決布袋結露是脈沖除塵器的難點之一。渣處理產生的煙塵主要是精煉時殘余的硝酸鹽、氧化鋁粉末和雜質粉塵等，具有很強的吸水性。因此要對氣源進行除水處理，控制水汽含量。當溫度低于80℃時，煙氣所含的水氣會發生凝結現象，會使除塵布袋受潮，干燥的表面會結露、板結，造成系統阻力升高，除塵效率降低并可能導致布袋破損脫落。要增加加熱及保溫措施確保除塵室溫度不低于80℃，避免除塵器中的水汽凝結。

過濾風速是確定除塵器結構的關鍵參數之一。渣處理產生的煙氣中含有大量較細煙塵和鋁氧化物粉末，過高的過濾風速，不利于粉塵的徹底收集。有鑒于此，在充分的實踐依據的基礎上，確定過濾風速為0.6～1m/min左右，比較經濟、適用。

濾料的選用也是確定除塵器結構的關鍵參數之一。根據現場實際情況及以往類似工程經驗，除塵器采用中高溫濾料。下表是幾種常用濾料的性能參數比較。

濾料性能參數比較

根據實際情況，我們選用玻纖針刺氈濾料。

4.廢氣的治理

關于氣體污染物廢氣的治理問題，目前企業基本沒有進行治理，主要原因是渣處理過程產生的有害氣體大部分都是中性的，而且鋁渣處理產生煙塵的特點-不是連續性產生廢氣，是間斷的產生廢氣，排放量是有限的，無需再進行深入處理。

5.總結

以上介紹了的環保設備和處理工藝，希望企業在建設渣處理設備的除塵設備時參考。