電解鋁行業(yè)陽極焙燒爐多級煙氣治理方法淺析

臧佳克 鄧永懷

（西北礦冶研究院 甘肅白銀 730900）

電解鋁行業(yè)陽極焙燒爐多級煙氣治理方法淺析

臧佳克 鄧永懷

（西北礦冶研究院 甘肅白銀 730900）

電解鋁行業(yè)陽極焙燒過程會產生大量煙氣，單一的凈化方案無法滿足對煙氣中各污染物的高效去除，需進行多級煙氣治理。通過對多種多級煙氣治理方案比較分析，得出電捕法+熟石灰干法吸附法是較為理想的陽極焙燒煙氣治理方案。

陽極焙燒；污染物；煙氣治理

1 前言

作為電解鋁行業(yè)的一道重要工序，陽極焙燒過程是以焦爐煤氣、天然氣或重油為燃料，在焙燒爐加熱爐室的最高火道溫度為1150-1200℃的條件下，對生陽極炭塊進行焙燒作業(yè)，使其高溫炭化的過程。陽極焙燒爐生產1t預焙陽極塊約排出煙氣量約10000m3-12000m3，[1]煙氣中需進行凈化的主要污染物為顆粒物、SO2、瀝青煙（主要成分為焦油）和氟化物（主要成分為HF）。目前，我國陽極焙燒煙氣治理主要有電捕法、堿液吸收濕式凈化法、氧化鋁干法吸附法和熟石灰干法吸附法等方法。[2]然而，單一陽極焙燒煙氣治理方案具有一定的局限性，無法滿足對煙氣中各污染物的高效去除，因此，對于陽極焙燒煙氣治理需要多種方法串聯使用。

2 多級煙氣治理技術方案比選

2.1 電捕法+熟石灰干法吸附法

本方法中焙燒煙氣首先經過全蒸發(fā)冷卻塔降溫預處理，再進入電捕焦油器，煙氣中的顆粒物、瀝青煙在電場中，由于碰撞和離子的擴散使自身荷電，在庫侖力的作用下定向移動到沉淀極，在沉淀極釋放出所帶電荷，同時吸附在沉淀極，從而實現對煙氣中顆粒物和瀝青煙的去除。[3]電捕后的煙氣以熟石灰為吸附劑，去除SO2和氟化物，吸附污染物后的熟石灰及其混合物經布袋除塵器進行氣固分離，使煙氣中各污染物得到有效去除。但吸附后的熟石灰無法循環(huán)使用，需進行合理處置。

2.2 電捕法+氧化鋁干法吸附法

本方法中焙燒煙氣首先經過全蒸發(fā)冷卻塔，對焙燒煙氣降溫預處理，再采用電捕焦油器吸附煙氣中的瀝青煙和顆粒物，經電捕焦油器凈化后的煙氣采取氧化鋁干法吸附法進一步去除顆粒物和瀝青煙，同時可有效去除氟化物。雖然電捕+氧化鋁干法吸附法凈化效率高，處理后煙氣中大部分有害物濃度將大大降低，操作管理方便。然而，采用該凈化方法，一方面在煙氣中瀝青焦油含量較高，吸附焦油后的氧化鋁返回電解系統(tǒng)再利用時，將會對電解系統(tǒng)的正常生產產生一定影響；[4]另一方面，該方法只能吸附煙氣中的少量SO2，并將其帶至電解系統(tǒng)排放，無法解決焙燒煙氣中SO2的超標排放問題。

2.3 蓄熱式焚燒+熟石灰干法吸附法

焙燒煙氣進入蓄熱式焚燒爐內被加熱至700-1000℃，煙氣中的瀝青煙高溫氧化為二氧化碳和水蒸氣，有機物凈化率可達到95%-99%。經焚燒后高溫煙氣的熱量被蓄熱室吸收并用于預熱新進入的廢氣，熱回收率超過95%。[5]煙氣再通過熟石灰干法吸附法凈化SO2和氟化物，凈化后煙氣經布袋收塵器實現氣固分離并由煙囪排入大氣。蓄熱式焚燒+熟石灰干法吸附法是一種處理焙燒煙氣最行之有效的方法，對廢氣的處理量大，同時可高效去除焙燒煙氣中的各污染物，并且凈化系統(tǒng)在運行過程中具有較高的穩(wěn)定性。但是該方法存在著投資高、能耗高、運行維護費用高等問題。

2.4 堿液吸收濕式凈化法+電捕法

焙燒煙氣首先經沉降室去除大顆粒粉塵，再經堿液吸收塔去除其中部分顆粒物、SO2、氟化物和瀝青煙，同時煙氣得到了降溫預處理，最后由電捕焦油器進一步去除煙氣中的顆粒物和瀝青煙后經煙囪排入大氣。堿液吸收濕式凈化法+電捕法運行較為穩(wěn)定，國內應用廠家較多。然而，該方法在煙氣凈化過程中將各污染物轉入廢水中，需設置廢水處理系統(tǒng)，進而增加了設備費用。若廢水泄漏，還會對環(huán)境造成二次污染。此外，在北方地區(qū)還需解決冬季結冰問題。濕法設備易腐蝕，并且設備費用、運行費用高于干法，同時對管理要求較高[6]。

結語

通過對多級煙氣治理技術方案的對比分析，電捕法+熟石灰干法吸附法可實現對煙氣中各污染物的有效去除。同時，該法工藝較成熟，易于操作維護，同時還避免了濕法引起的二次污染和設備腐蝕等問題，并且吸附劑價格低廉、來源廣泛，是較為理想的陽極焙燒煙氣治理方案。

[1]《鋁工業(yè)污染物排放標準》編制組，鋁工業(yè)污染物排放標準編制說明（征求意見稿）[S]

[2]李強，苑靜，王飛.預焙陽極生產中焙燒爐煙氣的治理技術淺析[J].化學工程與裝備，2010(3):167-169.

[3]劉章現，蔡寶森，張勝華.電捕法凈化焙燒爐瀝青煙氣[J].環(huán)境科學與技術，2006，29(7):92-93.

[4]趙勁松，楊曉軍，魏惠民等.陽極焙燒爐煙氣聯合式干法凈化技術的研發(fā)和應用[J].輕金屬，2009(2):58-63.

[5]韓曉強，黃偉.VOC廢氣蓄熱式熱氧化處理方法[J].中國環(huán)保產業(yè)，2012(12):43-45.

[6]劉爾強.炭素工業(yè)焙燒爐煙氣污染防治對策的探討[J].輕金屬，2003(8):46-48.

臧佳克（1990.8-），男，江蘇東臺人，碩士，西北礦冶研究院。