CN102373489A - 一种铝电解烟气干法净化方法 - Google Patents

一种铝电解烟气干法净化方法 Download PDF

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本发明涉及一种烟气净化技术，特别涉及一种铝电解烟气干法净化的方法。本发明一种铝电解烟气干法净化方法包括如下步骤：1)密封集气系统收集步骤；2)烟气进入水平烟管支烟管蝶阀开启步骤；3)清灰步骤；4)投料步骤；5)沸腾步骤；6)调节投料步骤；7)烟气净化除尘步骤。本发明一种铝电解烟气干法净化方法优化设计工艺控制过程，提高能量利用率，降低能源消耗。促进清洁生产，为无伤害标准化班组奠定坚实基础。

Description

一种铝电解烟气干法净化方法
技术领域
本发明涉及一种烟气净化技术，特别涉及一种铝电解烟气干法净化的方法。
背景技术
目前使用的预焙阳极电解槽，电解槽水平罩变形严重，气密性较差，烟气捕集效率较低。电解烟气净化控制系统采用了我国80年代初研发的干法净化工艺系统，目前存在设备老化、故障率高、维修成本大，净化效率低、能耗较高的诸多不足。在现有净化系统的基础上，提高烟气集气效率，解决电解槽负压平衡、降低VRI反应器的失效率、提高氟化物回收等问题，以及保证系统平稳运行成为了困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种可达到节能降耗、减少排放目标的铝电解烟气干法净化方法。
本发明一种铝电解烟气干法净化方法通过下述技术方案予以实现：本发明一种铝电解烟气干法净化方法工艺流程为电解槽产生烟气通过电解槽密封集气系统收集，依次流经支烟管、水平烟管收集汇总后进入地下烟道，在地下烟道电解烟气与通过线性给料器均匀投入的新鲜氧化铝充分混合反应，吸附烟气中的HF气体，完成吸附反应；经发生吸附反应后含大量载氟氧化铝的烟气，由地下烟道汇总流入低压脉冲除尘器，通过袋滤室低压脉冲除尘进行气固分离，分离后含氟的载氟氧化铝通过除尘器灰斗收集，然后由除尘器灰斗下方的溢流口，流经载氟风动溜槽汇集，贮存于750t载氟氧化铝贮仓，通过超浓相输送系统供电解生产使用，净气通过高70米的烟囱排入大气。所述的方法包括如下步骤：
1)密封集气系统收集步骤：即通过气密性水平罩对电解槽产生烟气进行密封集气系统收集的过程；
2)烟气进入水平烟管支烟管蝶阀开启步骤：即通过1.1kw小型电机进行自动控制开启支烟管蝶阀使用的过程；
所述的阀门开启工艺使用的电机为二相异部电动机，其额定功率为1.1kw，频率为50Hz，额定电压为220V；
3)清灰步骤：即通过水平烟管末端快开孔阀门，打开支烟管利用高压风源供风，使水平烟管内积料沸腾流动而被收集的过程；
所述的清灰工艺条件为：由水平烟管末端通向烟管内部的压缩空气风压为300～500Pa；
4)投料步骤：将氧化铝投入到线性给料器料室的过程，每小时投料量为5.0～7.0吨。
5)沸腾步骤：通过向线性给料器料室底部的气室通入压缩空气使沸腾床沸腾，将氧化铝粉送到出料口附近的过程；
所述的沸腾工艺条件为：向料室底部的气室通入的压缩空气风压为300～500Pa，沸腾床向出料口的倾斜度为5～10°；
6)调节投料步骤：通过调节板调节氧化铝粉流量并通过烟道负压将氧化铝粉吸入地下烟道的过程；
所述的调节投料步骤工艺条件为：调节板的调节距离为10mm，地下烟道的负压为不低于400Pa；
7)烟气净化除尘步骤：通过脉冲布袋除尘器将净化后的烟气与含氟氧化铝粉尘进行气固分离的过程。
所述的脉冲布袋除尘工艺条件为：袋滤室烟气入口温度≤120℃，脉冲空气压力必须达到0.25MPa～0.6MPa以上；净化后烟气粉尘浓度1.40kg/h·台，粉尘排放量≤30mg/Nm3，净化后烟气氟化物浓度0.94kg/h·台，氟化物排放量≤1.84kg/h。
本发明一种铝电解烟气干法净化方法与现有技术相比较有如下有益效果：由于本方法在水平罩处设置了水平罩密封板，在打壳锤杆处设置了防火密封罩，使铝电解烟气被密封，因此减少了厂房及周边环境污染，改善了工人劳动环境。本发明方法的工艺流程为电解槽产生烟气通过电解槽密封集气系统收集，依次流经支烟管、水平烟管收集汇总后进入地下烟道，在地下烟道电解烟气与通过线性给料器均匀投入的新鲜氧化铝充分混合反应，吸附烟气中的HF气体，完成吸附反应；经发生吸附反应后含大量载氟氧化铝的烟气，由地下烟道汇总流入低压脉冲除尘器，通过袋滤室低压脉冲除尘进行气固分离，分离后含氟的载氟氧化铝通过除尘器灰斗收集，然后由除尘器灰斗下方的溢流口，流经载氟风动溜槽汇集，贮存于750t载氟氧化铝贮仓，通过超浓相输送系统供电解生产使用，净气通过高70米的烟囱排入大气，提高了烟气中有害氟化物的回收，降低了原铝液生产成本。本发明方法所使用的备品备件实现国产化，系统运行易于维护，降低维修费用。本发明通过1.1kw小型电机进行自动控制支烟管蝶阀开启角度，实现了净化工艺自动化控制水平，提高了净化系统运行的稳定性和可靠性。本发明一种铝电解烟气干法净化方法优化设计工艺控制过程，提高能量利用率，降低能源消耗。促进清洁生产，为无伤害标准化班组奠定坚实基础。
附图说明
本发明一种铝电解烟气干法净化方法有如下附图：
图1为本发明一种铝电解烟气干法净化方法铝电解槽结构示意图；
图2为本发明一种铝电解烟气干法净化方法水平罩密封板结构示意图；
图3为本发明一种铝电解烟气干法净化方法防火密封罩结构示意图；
图4为本发明一种铝电解烟气干法净化方法槽盖板结构示意图；
图5为本发明一种铝电解烟气干法净化方法电解槽支烟管、水平烟管连接示意图；
图6为本发明一种铝电解烟气干法净化方法电解槽支烟管、水平烟管以及快开阀门结构示意图；
图7为本发明一种铝电解烟气干法净化方法线性给料器结构示意图；
图8为本发明一种铝电解烟气干法净化方法脉冲布袋除尘器结构示意图。
其中：1、阳极；2、阳极导杆；3、水平罩；4、水平罩密封板；5、阳极大母线；6、集气孔；7、集气罩；8、防火密封罩；9、打壳锤杆；10、打壳气缸；11、槽盖板；12、槽盖板密封条；13、槽盖板上挡头；14、槽盖板下挡头；15、三角盖板；16、摇篮架；17、炉帮；18、槽膛侧壁；19、阳极炭块；20、阳极钢棒；21、槽壳；22、炉台；23、防火砖框架；24、锁紧孔；25、防火砖压盖；26、密封防火砖；27、电解烟气；28、电机；29、减速机；30、支烟管；31、支烟管蝶阀；32、快开孔阀门；33、检查孔；34、水平烟管；35、地下烟道；36、扣紧板手；37、锁紧板；38、线性给料器箱体；39、进料口；40、料室；41、氧化铝粉；42、调节板；43、调节板底座；44、出料口；45、沸腾床；46、气室；47、进气口；48、脉冲布袋除尘器；49、载氟烟气入口；50、布袋；51、脉冲阀；52、净气；53、灰斗；54、脉冲压缩空气；55、沸腾床；56、载氟氧化铝风动溜槽；57、沸腾高压风；58、溢出口；59、载氟氧化铝；60、载氟料返回电解槽出口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明一种铝电解烟气干法净化方法技术方案作进一步描述。
如图1一图8所示，本发明一种铝电解烟气干法净化方法工艺流程为电解槽产生烟气通过电解槽密封集气系统收集，依次流经支烟管、水平烟管收集汇总后进入地下烟道，在地下烟道电解烟气与通过线性给料器均匀投入的新鲜氧化铝充分混合反应，吸附烟气中的HF气体，完成吸附反应；经发生吸附反应后含大量载氟氧化铝的烟气，由地下烟道汇总流入低压脉冲除尘器，通过袋滤室低压脉冲除尘进行气固分离，分离后含氟的载氟氧化铝通过除尘器灰斗收集，然后由除尘器灰斗下方的溢流口，流经载氟风动溜槽汇集，贮存于750t载氟氧化铝贮仓，通过超浓相输送系统供电解生产使用，净气通过高70米的烟囱排入大气；所述的方法包括如下步骤：
1)密封集气系统收集步骤：即通过气密性水平罩3对电解槽产生烟气进行密封集气系统收集的过程；
2)烟气进入水平烟管33前支烟管蝶阀31的开启步骤：即通过1.1kw小型电机28进行自动控制开启支烟管蝶阀31，对烟气流量进行控制的过程；
所述的阀门开启工艺使用的电机28为二相异部电动机，其额定功率为1.1kw，频率为50Hz，额定电压为220V，支烟管蝶阀31开启的角度为15°～45°；
3)清灰步骤：即通过水平烟管34末端快开孔阀门32，打开支烟管30利用高压风源供风，使水平烟管34内积料沸腾流动而被收集的过程；
所述的清灰工艺条件为：由水平烟管34末端通向烟管内部的压缩空气风压为300～500Pa；
4)投料步骤：将氧化铝投入到线性给料器料室的过程，每小时投料量为5.0～7.0吨。
5)沸腾步骤：通过向线性给料器38料室40底部的气室46通入压缩空气使沸腾床45沸腾，将氧化铝粉41送到出料口44附近的过程；
所述的沸腾工艺条件为：向料室40底部的气室46通入的压缩空气风压为300～500Pa，沸腾床45向出料口44的倾斜度为5～10°；
6)调节投料步骤：通过调节板42调节氧化铝粉41流量并通过烟道负压将氧化铝粉41吸入地下烟道35的过程；
所述的调节投料步骤工艺条件为：调节板42的调节距离为10mm，地下烟道34的负压为不低于400Pa；
7)烟气净化除尘步骤：通过脉冲布袋除尘器48将净化后的烟气27与含氟氧化铝粉尘59进行气固分离的过程。
所述的脉冲布袋除尘工艺条件为：袋滤室烟气入口温度≤120℃，脉冲空气压力必须达到0.25MPa～0.6MPa以上；净化后烟气粉尘浓度1.40kg/h·台，粉尘排放量≤30mg/Nm3，净化后烟气氟化物浓度0.94kg/h·台，氟化物排放量≤1.84kg/h。
所述的支烟管蝶阀31开启的角度为15°～45°。
实施例1。
本发明一种铝电解烟气干法净化方法工艺流程为电解槽产生烟气通过电解槽密封集气系统收集，依次流经支烟管、水平烟管收集汇总后进入地下烟道，在地下烟道电解烟气与通过线性给料器均匀投入的新鲜氧化铝充分混合反应，吸附烟气中的HF气体，完成吸附反应；经发生吸附反应后含大量载氟氧化铝的烟气，由地下烟道汇总流入低压脉冲除尘器，通过袋滤室低压脉冲除尘进行气固分离，分离后含氟的载氟氧化铝通过除尘器灰斗收集，然后由除尘器灰斗下方的溢流口，流经载氟风动溜槽汇集，贮存于750t载氟氧化铝贮仓，通过超浓相输送系统供电解生产使用，净气通过高70米的烟囱排入大气；所述的方法包括如下步骤：
1)密封集气系统收集步骤：即通过气密性水平罩3对电解槽产生烟气进行密封集气系统收集的过程；
2)烟气进入水平烟管34前支烟管蝶阀31开启步骤：即通过1.1kw小型电机(28)进行自动控制开启支烟管蝶阀31使用的过程；
所述的阀门开启工艺使用的电机28为二相异部电动机，其额定功率为1.1kw，频率为50Hz，额定电压为220V；所述的支烟管蝶阀31开启的角度为15°～45°。
3)清灰步骤：即通过水平烟管34末端快开孔阀门32，打开支烟管30利用高压风源供风，使水平烟管34内积料沸腾流动而被收集的过程；
所述的清灰工艺条件为：由水平烟管34末端通向烟管内部的压缩空气风压为300～500Pa；
4)投料步骤：将氧化铝投入到线性给料器料室的过程，每小时投料量为5.0～7.0吨。
5)沸腾步骤：通过向线性给料器38料室40底部的气室46通入压缩空气使沸腾床45沸腾，将氧化铝粉41送到出料口44附近的过程；
所述的沸腾工艺条件为：向料室40底部的气室46通入的压缩空气风压为300～500Pa，沸腾床45向出料口44的倾斜度为5～10°；
6)调节投料步骤：通过调节板42调节氧化铝粉41流量并通过烟道负压将氧化铝粉41吸入地下烟道35的过程；
所述的调节投料步骤工艺条件为：调节板42的调节距离为10mm，地下烟道34的负压为不低于400Pa；
7)烟气净化除尘步骤：通过脉冲布袋除尘器48将净化后的烟气27与含氟氧化铝粉41尘进行气固分离的过程。
所述的脉冲布袋除尘工艺条件为：袋滤室烟气入口温度≤120℃，脉冲空气压力必须达到0.25MPa～0.6MPa以上；净化后烟气粉尘浓度1.40kg/h·台，粉尘排放量≤30mg/Nm3，净化后烟气氟化物浓度0.94kg/h·台，氟化物排放量≤1.84kg/h。
如图1电解槽横向剖面示意图所示，电解槽水平罩3与阳极导杆2接触豁口部位，安装水平罩“U”型密封板4与阳极导杆2之间形成密封，起到阳极导杆周围密封的作用。该阳极导杆2(与水平罩豁口)位置所安装的“U”型密封板4的结构如图2所示，其中“U”形口尺寸稍大于阳极导杆2横截面。
在电解槽出铝端、烟道端前后槽盖板11末端的最后一块槽盖板11的侧面安装一长短与槽盖板11对应的5mm厚铝板做成的密封条12，这样使末端槽盖板11盖放后，与三角盖板15接合得严密无缝，达到提高密封性能，提高烟气捕集效率的作用。
在电解槽上部结构集气罩7打壳锤杆9周围的方形框上，安装了防火密封框8，防火密封框8的结构如图3所示，主要包括防火砖框架23；锁紧孔24；防火砖压盖25；密封防火砖26。防火密封框8主要由高10cm边长30cm方形盒状的防火砖框架23和可以采用翻盖开启的防火砖压盖25构成。在防火砖盖25上方距中心5cm处左右各有一锁紧孔24，起到固定防火罩内耐火砖的作用。
电解槽支烟管30、水平烟管34结构部件连接如图5、图6所示，在电解槽烟道端支烟管30的烟道上，安装1.1kw小型电机28，通过电机转动对支烟管30的烟道蝶阀31的开启角度进行半自动调节、控制，根据电解槽单槽负压大小，接通电机28的电源后，通过减速机29将电机转动的力偶，传动至支烟管30上的烟道蝶阀31阀门转轴，带动烟道蝶阀31转动至所要求开启，达到电解槽负压均衡，从而均衡有效控制电解烟气27流量，提高烟气捕集效率的作用。
因电解生产特殊作业环境可知，由电解槽支烟管30收集来的电解烟气27中难免含有大量的氧化铝等粉尘物料，时间长了会堆积在梯度较小的水平烟管34内，不仅增加了烟气的阻力，多消耗电能，而且潜在水平烟管34时间一长，因承重过于偏高而从高空掉落的危险。电解槽支烟管、水平烟管以及快开阀门结构如图6所示，由于水平烟管34末端有快开孔阀门32，可以定期打开阀门，利用外加300～500Pa的高压风供风，使水平烟管34内积料沸腾流动而被收集，达到清理水平烟管34目的。
线性给料器结构如图7所示，线性给料器38安装在地下烟道35的外侧，氧化铝由进料口39投至料室40后，由沸腾床45供给动能后，氧化铝粉41均匀稳定的呈线性投至地下烟道，氧化铝粉41在地下烟道35与电解烟气27充分发生吸附反应，完成烟气净化过程氟的吸附。
脉冲袋滤室除尘器结构图8所示，电解烟气27由除尘器烟气入口49进入低压脉冲袋滤室除尘器48后，在针制滤器呢布袋50内，利用脉冲阀51定期进行清扫清灰动作，将净化后的净气52流向70米高的烟囱，排放大气。被除尘分离后的载氟氧化铝59，由灰斗53收集，再由除尘器48下端的粉尘溢出口58，汇流至载氟氧化铝59风动溜槽56后，最后通过载氟料返回电解槽出口60返回电解槽供铝电解生产。

Claims (2)

1.一种铝电解烟气干法净化方法，铝电解烟气干法净化方法工艺流程为电解槽产生烟气通过电解槽密封集气系统收集，依次流经支烟管、水平烟管收集汇总后进入地下烟道，在地下烟道电解烟气与通过线性给料器均匀投入的新鲜氧化铝充分混合反应，吸附烟气中的HF气体，完成吸附反应；经发生吸附反应后含大量载氟氧化铝的烟气，由地下烟道汇总流入低压脉冲除尘器，通过袋滤室低压脉冲除尘进行气固分离，分离后含氟的载氟氧化铝通过除尘器灰斗收集，然后由除尘器灰斗下方的溢流口，流经载氟风动溜槽汇集，贮存于750t载氟氧化铝贮仓，通过超浓相输送系统供电解生产使用，净气通过高70米的烟囱排入大气；其特征在于：所述的方法包括如下步骤：
1)密封集气系统收集步骤：即通过气密性水平罩(3)对电解槽产生烟气进行密封集气系统收集的过程；
2)烟气进入水平烟管(34)前支烟管蝶阀(31)的开启步骤：即通过1.1kw小型电机(28)进行自动控制开启支烟管蝶阀(31)，对烟气流量进行控制的过程；
所述的阀门开启工艺使用的电机(28)为二相异部电动机，其额定功率为1.1kw，频率为50Hz，额定电压为220V；
3)清灰步骤：即通过水平烟管(34)末端快开孔阀门(32)，打开支烟管(30)利用高压风源供风，使水平烟管(34)内积料沸腾流动而被收集的过程；
所述的清灰工艺条件为：由水平烟管(34)末端通向烟管内部的压缩空气风压为300～500Pa；
4)投料步骤：将氧化铝投入到线性给料器料室的过程，每小时投料量为5.0～7.0吨；
5)沸腾步骤：通过向线性给料器(38)料室(40)底部的气室(46)通入压缩空气使沸腾床(45)沸腾，将氧化铝粉(41)送到出料口(44)附近的过程；
所述的沸腾工艺条件为：向料室(40)底部的气室(46)通入的压缩空气风压为300～500Pa，沸腾床(45)向出料口(44)的倾斜度为5～10°；
6)调节投料步骤：通过调节板(42)调节氧化铝粉(41)流量并通过烟道负压将氧化铝粉(41)吸入地下烟道(35)的过程；
所述的调节投料步骤工艺条件为：调节板(42)的调节距离为10mm，地下烟道(35)的负压为不低于400Pa；
7)烟气净化除尘步骤：通过脉冲布袋除尘器(48)将净化后的烟气(27)与含氟氧化铝粉(41)尘进行气固分离的过程。
所述的脉冲布袋除尘工艺条件为：袋滤室烟气入口温度≤120℃，脉冲空气压力必须达到0.25MPa～0.6MPa以上；净化后烟气粉尘浓度1.40kg/h·台，粉尘排放量≤30mg/Nm3，净化后烟气氟化物浓度0.94kg/h·台，氟化物排放量≤1.84kg/h。
2.根据权利要求1所述的铝电解烟气干法净化方法，其特征在于：所述的支烟管蝶阀(31)开启的角度为15°～45°。
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