提高200kA電解鋁煙氣凈化效率

高學禮

（中鋁蘭州分公司 電解二廠，甘肅 蘭州730060）

在電解鋁的生產過程中,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生水解反應后產生的氟化氫氣體,是電解鋁過程中產生的主要污染物。目前,預焙槽在生產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、車間環境和周圍大氣質量,都有著極大地危害,因此,國家規定了嚴格的排放標準,這些煙氣必須經過治理才能排放。目前,國內外均采用干法凈化技術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,以達到國家環保排放標準,減少對周圍環境的污染。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、經濟、先進、成熟的煙氣凈化技術對電解煙氣進行治理,這樣既可保護環境,又可回收氟化鹽和Al2O3，降低生產成本。

1 200kA凈化的工藝流程簡介

200kA電解煙氣凈化技術主要是利用氧化鋁作為吸附劑,吸附電解鋁生產產生的HF等有害氣體經支管匯入干管,而后進入VRI反應器與同加入到反應器的氧化鋁接觸,進行吸附反應,反應后的載氟氧化鋁和氣體進入布袋除塵器進行氣固分離,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所需的原料返回電解廠房。系統由電解槽集氣、吸附反應、氣固分離、物料輸送、機械排風等組成。主要設備包括：主排煙機、羅茨風機、VRI反應器、LLZB袋式除塵器、離心風機、反吹風機和風動溜槽、排煙管道等組成。系統可實現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,而后進入凈化系統。

1.2 吸附反應

從電解廠房收集出的煙氣和新鮮氧化鋁進行吸附反應。反應式為：Al2O3+6HF=2AlF3+3H2O。其主要目的是使煙氣和氧化鋁在變徑作用下,產生急劇的風速,以達到充分混合反應的目的。

1.3 氣固分離

干法凈化系統的分離設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的需求通過相應的離心引風機來實現的。

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入凈化系統的氟化物量占電解槽散發的氟化物量的百分數來表示。而集氣效率是煙氣凈化的首要關鍵影響因素。其中影響集氣效率的因素有電解槽的密閉性、排煙網管、凈化系統運行阻力等。

2.2 固氣比

理論上一般情況下實際生產1t鋁投2t氧化鋁,以滿足凈化系統的需要,但在實際操作過程中，工藝要求只要VRI反應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鍵步驟之一。影響濾塵效率的主要因素有:濾布的材質；濾料的粘度；過濾速度；袋式除塵器的壓力損失等。

2.4 降低系統的阻力損失

每個系列的電解鋁凈化系統在設計時,系統阻力都有額定值,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 系統的密閉

凈化系統的密閉性是個很重要的因素，如果系統出現漏風現象將會引起系統風量流失，從而引起整個系統負壓降低，從而會引起末端槽煙氣無法進入凈化系統。

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。

3.1 提高集氣效率的途徑，必須提高電解槽的密閉性；設計合理的排煙網管；嚴格控制凈化系統運行阻力。

3.2 提高凈化效率的途徑，必須連續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；必須控制好循環料的粘度；必須嚴格控制風速；必須嚴格控制袋式除塵器的壓力。

3.4 提高凈化系統的密閉性。

4 結論

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行嚴格控制。也就是說要嚴格控制電解槽的密閉性、氣固比、備件材料及工藝參數。

［1］吳鴻,張順虎.鋁電解工(上、下冊)[M].2006,1.

［2］陳麗霓.輕金屬冶煉與環境保護[M].東北工學院出版社,1991,12.