提高鋁電解煙氣凈化效率探討

強(qiáng)春梅

摘要：鋁電解生產(chǎn)是高污染、高能耗的生產(chǎn)，所以鋁電解煙氣凈化在該行業(yè)中起到的作用是非常重要的，而應(yīng)用集氣效率可以有效地凈化回收效率，這也是該行業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要條件。為了可以更好地提高在鋁電解生產(chǎn)時(shí)所產(chǎn)生的污染可以得到有效的凈化回收，就必須要加強(qiáng)集氣效率。文章討論了提高煙氣凈化的主要措施，從而達(dá)到理想的效果。

關(guān)鍵詞：鋁電解生產(chǎn)；集氣效率；煙氣凈化；回收效率；濕法凈化回收；干法凈化回收 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TQ151 文章編號(hào)：1009-2374（2017）04-0021-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.011

鋁電解在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)用最多的一種成分溶劑是氟化鹽，這也是最主要的一種材料，但是在高溫條件下，氟化鹽和水分融合就會(huì)產(chǎn)生一種氣體，就是氟化氫，它是一種非常嚴(yán)重的污染物。在處理這種污染物時(shí)，一般所應(yīng)用的方法就是干法凈化技術(shù)，它可以有效地治理排出吸附的煙氣，從而達(dá)到一個(gè)凈化有害物的作用。只有控制了氟化物的排放，降低環(huán)境污染，才能達(dá)到環(huán)保的排放要求。我們所應(yīng)用的煙氣干法凈化系統(tǒng)是非常經(jīng)濟(jì)、高效以及較為先進(jìn)的一種凈化技術(shù)，可以降低煙氣的排放，降低煙氣當(dāng)中的有害物質(zhì)，減少排放，從而達(dá)到一個(gè)理想的效果。

1 鋁電解煙氣凈化工藝流程

濕法凈化回收和干法凈化回收是鋁電解煙氣凈化的兩種主要方法，經(jīng)過多年的發(fā)展應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)，干法凈化容易控制、流程簡(jiǎn)單、環(huán)境好、操作容易，且干法凈化回收過程中產(chǎn)生的二次污染小、凈化效果好，濕法凈化回收系統(tǒng)已逐漸不適應(yīng)環(huán)保的要求，趨于被淘汰，目前大部分濕法凈化工藝已經(jīng)被干法凈化工藝所取代。

干法凈化就是以某種固體物質(zhì)的吸附性能來吸附另一種氣體物質(zhì)所完成的煙氣凈化過程，具有吸附作用的物質(zhì)稱吸附劑，被吸附的物質(zhì)叫吸附質(zhì)。鋁電解煙氣干法凈化是用電解鋁生產(chǎn)用的Al2O3作為吸附劑來吸附煙氣中的HF等大氣污染物，并生成載氟氧化鋁返回電解槽生產(chǎn)使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁電解煙氣中的氟化物等污染物的回收再利用，同時(shí)降低鋁電解生產(chǎn)過程中的氟化鹽消耗。鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)一般采用局部通風(fēng)和全面通風(fēng)相結(jié)合的聯(lián)合通風(fēng)方法對(duì)鋁電解生產(chǎn)所產(chǎn)生的有害氣體進(jìn)行控制和凈化，電解槽在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害煙氣集氣系統(tǒng)收集，進(jìn)入干法凈化系統(tǒng)，這部分氣體就是我們所說的一次集氣，干法凈化系統(tǒng)的工藝流程為：電解生產(chǎn)產(chǎn)生的煙氣通過主排煙風(fēng)機(jī)提供的動(dòng)力，由電解槽集氣罩收集經(jīng)電解槽支煙管進(jìn)入主煙管，在主煙管中或除塵器入口煙管中煙氣與投料系統(tǒng)投入的氧化鋁混合發(fā)生吸附反應(yīng)，將氣態(tài)氟轉(zhuǎn)化為固態(tài)載氟氧化鋁，經(jīng)過除塵器的氣固分離將載氟氧化鋁從氣體中分離出來，再通過供料系統(tǒng)輸送到電解槽供生產(chǎn)用料，氣固分離后的凈氣通過煙囪排放進(jìn)入大氣；少量的煙氣通過集氣罩的縫隙進(jìn)入電解廠房，這些氣體由窗戶進(jìn)入的大量空氣稀釋，受熱氣的作用上升到天窗，由天窗排入大氣中，這部分沒有進(jìn)入干法凈化集氣系統(tǒng)的煙氣就是我們所說的無組織排放氣體。從鋁電解煙氣凈化工藝來看，一次集氣的效率是鋁電解煙氣中污染物凈化回收基礎(chǔ)，集氣效率越高，無組織排放的污染物就越少，集氣效率對(duì)整個(gè)凈化系統(tǒng)綜合凈化效率起著決定作用。

2 影響電解煙氣效率的主要因素

在鋁電解的生產(chǎn)當(dāng)中，電解槽內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定的煙氣，而煙氣的主要成分就是氟，一般是通過凈化系統(tǒng)的煙囪以及天窗進(jìn)行排放的。但是在生產(chǎn)車間內(nèi)，由于具有大量的煙氣，都是無組織的煙氣，含有一定的有害物，所以在進(jìn)行治理時(shí)有很高的成本，在通常情況下是不會(huì)做特別處理的，這就需要加強(qiáng)對(duì)煙氣的捕集效率，降低煙氣的排放。控制電解槽當(dāng)中的煙氣污染物就是為了可以控制好它的總量不會(huì)超標(biāo)，也就是把煙氣進(jìn)行凈化后所排出的煙氣和氟含量是通過自然通風(fēng)的作用下來控制的，不只是控制煙氣在凈化后的排放，對(duì)此，怎樣可以使這些污染因素得到有效地排放，是治理煙氣凈化的主要因素。

第一，在鋁電解的生產(chǎn)過程當(dāng)中，電解槽內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定量的煙氣，而這些煙氣在排放時(shí)是有組織的，主要是通過排放風(fēng)機(jī)來減少負(fù)壓的，最主要的目的也是為了確保在板間縫的位置有一定量的微負(fù)壓，從而控制煙氣不會(huì)擴(kuò)散。由于排煙量的多少會(huì)影響到電解槽內(nèi)的集氣量，只有提高排煙量才能有效地增加集氣效率，也可以控制污染源的排放。從這些年來看，在設(shè)計(jì)一些大容量的電解槽時(shí)可以看出，排煙量都有所增加，這種處理雖然可以提高凈化系統(tǒng)，但同時(shí)也會(huì)增加大量的費(fèi)用。對(duì)此，選用合理的電解槽排放量是解決凈化系統(tǒng)的根本，也是提高凈化效率的基礎(chǔ)。

第二，處理煙氣凈化系統(tǒng)時(shí)，一旦出現(xiàn)煙氣分布不均勻的現(xiàn)象時(shí)將會(huì)導(dǎo)致煙氣量超標(biāo)，這是因?yàn)槌龎m器的過濾單元沒有達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，從而加大了過濾單元的負(fù)擔(dān)。在這種情況下，不僅會(huì)縮短過濾袋的使用時(shí)間，同時(shí)也會(huì)降低凈化效率，影響凈化系統(tǒng)的應(yīng)用，所以在對(duì)凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須要把管道制成幾何形狀，從而來確保過濾單元的排放量。此外，在投放氧化鋁時(shí)也應(yīng)均勻分布，這是非常重要的一點(diǎn)，在進(jìn)行投放時(shí)應(yīng)連續(xù)并均勻，應(yīng)用合理的反應(yīng)器，把風(fēng)速控制好，保證電解煙氣和氧化鋁可以均勻地混合吸附。還應(yīng)注意的是，進(jìn)行氧化鋁的凈化時(shí)必須要對(duì)其篩分，從而避免氧化鋁當(dāng)中存在的大顆粒物質(zhì)的沉積，降低對(duì)設(shè)備造成的影響。

第三，由于在凈化系統(tǒng)當(dāng)中的除塵布袋所起到的除塵效率是非常低的，對(duì)凈化效率造成直接的影響。所以袋式除塵器的效率越高，所投入的原材料回收率也就越高，也就是說應(yīng)用氧化鋁的材料越少，鋁電解的成本就相對(duì)較低，而對(duì)環(huán)境的污染也較少。

3 提高凈化效率的主要方法

鋁電解在生產(chǎn)過程中應(yīng)用最多的成分就是氟化鹽，它是最重要的一種溶劑，但是在遇到高溫的情況下，當(dāng)氟化鹽和水分產(chǎn)生反應(yīng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生大量的氟化氫，其氣體是重要的污染。在現(xiàn)階段，一般治理污染的方法就是通過干法凈化技術(shù)，從而排出污染的煙氣，通過氧化鋁來吸附氟化氫氣體，從而起到一個(gè)凈化的作用，降低對(duì)環(huán)境造成的污染。

第一，在對(duì)凈化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要選用合理的設(shè)備，應(yīng)用具有效率較高的電解槽，而在設(shè)計(jì)電解槽時(shí)也必須要提高它的密封性，設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)時(shí)必須要減少煙管的長(zhǎng)度，主要是為了降低管道摩擦所產(chǎn)生的阻力，對(duì)各種管件的應(yīng)用時(shí)也要合理搭配，必須要選用具有較小阻力的除塵器，從而減少阻力所造成的損失，加強(qiáng)負(fù)壓，提高凈化效率。

第二，對(duì)電解槽煙管的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)必須要調(diào)控好它的開啟度，應(yīng)按照凈化系統(tǒng)煙管的電解槽數(shù)量調(diào)節(jié)好它的閥門開啟度。盡量把尾端的煙管閥門打開到最大，再由遠(yuǎn)到近地依次進(jìn)行操作，根據(jù)比例的大小來減少開啟的角度，但是有一點(diǎn)需要注意的是，在調(diào)節(jié)的過程當(dāng)中必須要確保負(fù)壓均衡，如果電解槽停止時(shí)同時(shí)也要關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，避免出現(xiàn)泄漏。

第三，設(shè)備再好，也需要操作技術(shù)，對(duì)此必須要全面地提高電解操作人員的技術(shù)質(zhì)量，減少電解槽操作當(dāng)中集氣罩蓋板打開的時(shí)間要求，確保蓋板的密實(shí)度，爐門是否達(dá)到嚴(yán)密關(guān)閉狀態(tài)。此外，也要加強(qiáng)對(duì)電解槽的日常維護(hù)工作，如果發(fā)現(xiàn)有破損的密封墊或者是槽蓋板必須要及時(shí)的更換，確保它的密封性。一旦發(fā)現(xiàn)除塵器或者是凈化管道有泄漏問題時(shí)應(yīng)快速的補(bǔ)救，要確保管道系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)良好的密封性。此外也要定期地對(duì)設(shè)備除塵維護(hù)，降低運(yùn)行當(dāng)中遇到的阻力。

4 提高吸附效率的方法

如果要想從根本上來提高煙氣的吸附率，必須要從影響它的吸附率條件著手，從多方位角度來觀察，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，提高氧化鋁的吸附率。在鋁電解的生產(chǎn)過程當(dāng)中，從氧化鋁產(chǎn)品的性質(zhì)以及它的質(zhì)量方面來看，它的主要成分以及它的一些形態(tài)是不能改變的，所以在特定的環(huán)境下，比如說位置、溫度或者是濕度等條件都是不能去改變的，由此我們也可以看出，如果要提高煙氣的凈化率就必須要從可以控制的方面入手，包括接觸的時(shí)間、溫度的人為控制、加料的方法等，具體體現(xiàn)在四個(gè)方面：

第一，可以應(yīng)用高效的反應(yīng)器來提高煙氣擴(kuò)散混合的程度，從而促使污染物在較短的時(shí)間內(nèi)快速擴(kuò)散，同時(shí)提高氧化鋁的接觸時(shí)間，增加吸附率。

第二，可以通過提高煙氣系統(tǒng)的凈化率，也就是說必須要提高氧化鋁與煙氣在除塵器當(dāng)中的均勻分配，可以讓煙氣進(jìn)行入每一臺(tái)的反應(yīng)器中，保持一個(gè)平衡的狀態(tài)。

第三，必須要控制好氧化鋁的加入量，保證凈化吸附率達(dá)到環(huán)保要求，需要注意的是，氧化鋁也不能過量，這會(huì)造成它的破損，給系統(tǒng)造成過度的負(fù)荷，不利于煙氣的擴(kuò)散。

第四，對(duì)于電解槽的材料可以進(jìn)行一定的改變，通過其他方式來降低煙氣的溫度，也可以在管道的外壁應(yīng)用一些散熱片或者是在管道的內(nèi)壁用噴水冷卻的方式來降低煙氣的溫度，通過應(yīng)用這種方法不僅可以降低煙氣量，也可以減少負(fù)荷的產(chǎn)生，提高凈化效率。除此之外，也可以在管道內(nèi)增加短路風(fēng)的概念，它會(huì)與大氣相連，當(dāng)溫度較高時(shí)，便可以通過冷風(fēng)進(jìn)行降溫，但需要注意的是，這種方法會(huì)增加系統(tǒng)的負(fù)荷。

5 結(jié)語

在鋁電解生產(chǎn)當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生很大的污染源，所以我們?cè)谔幚磉@種污染物時(shí)，一般所應(yīng)用的方法就是干法凈化技術(shù)，這種方法可以有效地治理吸附排出的煙氣，從而達(dá)到一個(gè)凈化有害物的目的。只有控制了氟化物的排放，降低環(huán)境污染，才能達(dá)到環(huán)保的排放要求。同時(shí)，煙氣干法凈化系統(tǒng)是非常經(jīng)濟(jì)和高效的，是非常先進(jìn)的一種凈化技術(shù)，可以降低煙氣的排放，降低煙氣當(dāng)中的有害物質(zhì)，達(dá)到一個(gè)理想的凈化率。

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）