CN105177630A - 一种电解烟气净化无动力引射加料方法及装置 - Google Patents

Abstract

<b>本发明公开了一种电解烟气净化无动力引射加料方法及装置，本发明是在烟气净化系统除尘器入口的垂直立管上加装反应器筒体，反应器筒体的轴线上设有引射喷吹装置，引射喷吹装置的上方设有加料装置；烟气由下而上进入反应器筒体，在引射喷吹装置的喷嘴上平面处形成负压，通过喷嘴上平面处的负压吸引外界空气从喷口喷出，将从加料装置流出的氧化铝吹入反应器筒体与烟气混合。本发明在无外部动力的情况下实现了喷射加料，降低了净化系统的能耗和成本。不会对设备造成较强的磨损，不易造成氧化铝破损，不易造成“渣壳”堵塞加料通道，从而保证了净化系统高效稳定的运行。本发明还可以降低企业的运行成本，减少污染物排放，有良好的经济、社会效益。</b>

Description

一种电解烟气净化无动力引射加料方法及装置

技术领域

本发明涉及一种电解烟气净化无动力引射加料方法及装置，属于有害烟气净化技术领域。

背景技术

铝电解厂电解槽生产过程中将产生大量的含有氟化物的烟气，其中主要的污染物是氟化氢。人体吸入过量的氟，会引起骨硬化、骨质增生、斑状齿等氟骨病，严重者使人丧失劳动能力。氟化物还对呼吸道粘膜及皮肤有强烈的刺激和腐蚀作用。我国卫生标准规定，车间空气中氟化物（以氟计）的最高容许浓度为0.5mg/m3，按照现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中对毒物毒性分级的原则，氟化物为Ⅱ级，属于高度危害。同时，氟化物对植物的毒性比SO2大10～1000倍，而其由于其密度小，容易扩散，排放后会扩散至较远的距离，危害较大。

目前，对电解的烟气净化主要是采用向烟气中加入电解铝生产原料氧化铝作为吸附剂，吸附烟气中的氟化氢的方法。加料方法一般使用VRI溢流法，由于加料装置孔隙过小，需要使用高压力的压缩空气作为动力，能耗较高，不利于系统节能；还有一种使用两级喷吹的加料方法。在已公开的申请号：200710203025.1的《一种铝电解两级喷吹的加料净化方法及装置》中详细描述了此加料方法：在载氟氧化铝和新鲜氧化铝喷吹装置上均设有加料溜管和供气管，吸附剂从加料溜管加入，……，收缩管下方设有扩散盘，气管的喷口向下吹风，将加料溜管中的新鲜氧化铝或载氟氧化铝吹在扩散盘上，在扩散盘上部形成很强的回转气流，将新鲜氧化铝或载氟氧化铝卷入气流中，使之与气流混合。该加料方式保证了吸附剂氧化铝与烟气的混合程度，吸附效率较高。但是同时有以下弊端：1）氧化铝在供气管喷口中吹出的高速气流的夹带下，高速喷吹在下部的扩散盘上，由于氧化铝硬度较高（仅次于金刚石），会对扩散盘很快造成磨损，造成设备损坏；2）由于氧化铝高速喷吹在下部的扩散盘上，氧化铝破碎程度高，会影响氧化铝的吸附能力，并影响下游电解槽的电流效率，造成电解铝能耗增加，影响铝电解生产企业经济效益；3）由于载氟氧化铝和扩散盘之间存在很强的摩擦，由于载氟氧化铝的特殊性质，在扩散盘上很容易形成“渣壳”，堵塞含氟氧化铝的加料通道，影响净化系统的加料量，降低烟气净化系统的净化效率，从而破坏环境；3）由于需要实用压缩空气作为动力实现氧化铝的喷射，需要增加空气压缩设备如罗茨风机，增加了系统能耗，增加了设备检修工作量，影响了工厂的经济效益。并且，由于增加了净化系统噪声源，影响了工人的工作环境。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电解烟气净化无动力引射加料方法及装置，无需外加压缩空气，可降低系统能耗和成本，同时也可克服现有烟气净化的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种电解烟气净化无动力引射加料方法为，该方法是在烟气净化系统除尘器入口的垂直立管上加装反应器筒体，反应器筒体的轴线上设有引射喷吹装置，引射喷吹装置的上方设有加料装置；烟气由下而上进入反应器筒体，在引射喷吹装置的喷嘴上平面处形成负压，通过喷嘴上平面处的负压吸引外界空气从喷口喷出，将从加料装置流出的氧化铝吹入反应器筒体与烟气混合。

前述方法中，所述加料装置的出口处设有缓冲装置，通过缓冲装置使氧化铝从加料装置出口的中心落下，同时减缓氧化铝的下落速度。

前述方法中，所述缓冲装置的底部设有锥形体，通过调节锥形体上端与缓冲装置底面之间的距离可控制氧化铝的流量；同时氧化铝向四周均匀扩散，从而保证氧化铝在反应器中的均匀分布。

前述方法中，所述锥形体的底面与喷嘴的上平面之间设有间隙δ；从喷嘴的喷口喷出的空气从间隙δ中水平径向的吹出，将沿着锥形体滑落的氧化铝均匀吹入反应器筒体，以保证氧化铝和烟气的均匀混合。

前述方法中，所述引射喷吹装置的进气口为向下的喇叭口，以降低入口流速，避免吸入雨水等杂物。

前述方法中，所述引射喷吹装置的进气管上设有调节阀，通过调节阀控制进入反应器筒体的空气量。

根据上述方法构成的本发明的一种电解烟气净化无动力引射加料装置为，包括反应器筒体，在反应器筒体内设有引射喷吹装置，引射喷吹装置上方设有加料装置。

上述引射喷吹装置包括喷嘴，喷嘴为上大下小的内空锥体，喷嘴顶部设有喷口；喷嘴一侧与进气管连接，进气管水平穿过反应器筒体后向下弯曲与进气口连接，进气口为喇叭口；进气管上设有调节阀。

上述加料装置包括加料溜管，加料溜管从反应器筒体外部穿过反应器筒体向下倾斜设置，并在引射喷吹装置的喷嘴处向下弯曲，加料溜管的出口处设有锥形体，锥形体经支架与加料溜管的出口连接。

上述喷嘴的上平面与锥形体的底面之间设有间隙δ。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明由于利用了装置中的负压，吸引外界空气进入加料装置，在无外部动力的情况下实现了喷射加料，降低了净化系统的能耗和成本。且由于在本方法及装置中，氧化铝流速慢，不会对设备造成较强的磨损，不易造成氧化铝破损，不易造成“渣壳”堵塞加料通道，从而保证了净化系统高效稳定的运行。本发明还可以降低企业的运行成本，减少污染物排放，有良好的经济、社会效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明加料装置的结构示意图；

图3是本发明引射喷吹装置的结构示意图。

附图中的标记为：1-反应器筒体，2-引射喷吹装置，3-加料装置，4-喷嘴，5-缓冲装置，6-锥形体，7-进气管，8-调节阀，9-进气口，10-连接法兰，11-流量开关，12-检修孔，13-喷口，14-支架，15-下料溜管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

本发明的一种电解烟气净化无动力引射加料方法，如图1所示，该方法是在烟气净化系统除尘器入口的垂直立管上加装反应器筒体1，反应器筒体1的轴线上设有引射喷吹装置2，引射喷吹装置2的上方设有加料装置3；烟气由下而上进入反应器筒体1，在引射喷吹装置2的喷嘴4上平面处形成负压，通过喷嘴4上平面处的负压吸引外界空气从喷口13喷出，将从加料装置3流出的氧化铝吹入反应器筒体1与烟气混合。如图2所示，加料装置3的出口处设有缓冲装置5，通过缓冲装置5使氧化铝从加料装置出口的中心落下，同时减缓氧化铝的下落速度。缓冲装置5的底部设有锥形体6，通过调节锥形体6上端与缓冲装置5底面之间的距离可控制氧化铝的流量；同时氧化铝向四周均匀扩散，从而保证氧化铝在反应器中的均匀分布。锥形体6的底面与喷嘴4的上平面之间设有间隙δ；从喷嘴4的喷口13喷出的空气从间隙δ中水平径向的吹出，将沿着锥形体6滑落的氧化铝均匀吹入反应器筒体1，以保证氧化铝和烟气的均匀混合。如图3所示，引射喷吹装置2的进气口9为向下的喇叭口，以降低入口流速，避免吸入雨水等杂物。引射喷吹装置2的进气管7上设有调节阀8，通过调节阀8控制进入反应器筒体1的空气量。

根据上述方法构成的本发明的一种电解烟气净化无动力引射加料装置为，如图1所示，该电解烟气净化无动力引射加料装置包括反应器筒体1，反应器筒体1内设有引射喷吹装置2，引射喷吹装置2上方设有加料装置3；如图3所示，引射喷吹装置2包括喷嘴4，喷嘴4为上大下小的内空锥体，喷嘴4顶部设有喷口13；喷嘴4一侧与进气管7连接，进气管7水平穿过反应器筒体1后向下弯曲与进气口9连接，进气口9为喇叭口；进气管7上设有调节阀8；如图2所示，加料装置3包括加料溜管15，加料溜管15从反应器筒体1外部穿过反应器筒体1向下倾斜设置，并在引射喷吹装置2的喷嘴4处向下弯曲，加料溜管15的出口处设有锥形体6，锥形体6经支架14与加料溜管15的出口连接。喷嘴4的上平面与锥形体6的底面之间设有间隙δ。

实施例

本例的方法如图1-3所示，是在烟气净化系统除尘器入口垂直的立管上安装有反应器筒体1，烟气由下而上进入反应器筒体1；在反应器筒体1上安装有引射喷吹装置2和加料装置3；氧化铝通过加料装置3上的加料溜管15进入反应器筒体1。由于反应器筒体1内引射喷吹装置2和加料装置3是分开设置的，所以加料溜管15内空间大不易堵塞，加料溜管15倾斜设置，氧化铝在加料溜管内靠自身重力下降，氧化铝流速慢，不会对设备造成较强的磨损，不易因氧化铝破损和“渣壳”而堵塞加料通道；本例中引射喷吹装置2中喷嘴4的形状为倒置的圆锥形，有利于起到扰流作用促进烟气与氧化铝的均匀混合，由于喷嘴4的扰流装置，反应器筒体1做成均匀的圆柱形就可以实现氧化铝和烟气的均匀混合，所以设备制作简单，成本低。同时烟气会在倒锥的上平面形成负压，吸引外界空气沿着引射喷吹装置2的进气管7进入反应器筒体1，达到一定流速的空气将从加料溜管15出口的锥形体滑落的氧化铝均匀的吹入反应器筒体1与反应器筒体中的烟气混合，达到良好的混合效果，通过氧化铝吸附烟气中氟化物。本例是利用反应器中的负压将外界的空气吸入反应器筒体1的，因此不需要外加压缩空气气源，降低的系统能耗和成本；由于该引射喷射加料装置的加料量大，混合效果好，本例仅需要一级混合净化就可以有效降低反应器筒体高度，降低净化系统的总高度，从而降低了净化系统的投资。加料溜管15是一根圆形管道，在加料溜管的竖直段设有缓冲装置5，通过缓冲装置5降低氧化铝的下降速度，防止氧化铝聚集在加料溜管的一侧流入反应器筒体1。加料溜管15垂直段的下部设有锥形体6，锥形体6经支架14与加料溜管15连接，锥形体的顶部与加料溜管出口的距离根据加入的氧化铝物料量确定。锥形体6可以使加入反应器筒体1的氧化铝向四周均匀扩散，从而保证氧化铝在反应器中的均匀分布。锥形体6下部设有喷嘴4，喷嘴4外形为一个倒置的圆锥体，喷嘴4顶部设有喷口13，喷口13与锥形体6底部之间的距离根据需要加入的氧化铝物料量确定。喷嘴4设计成倒圆锥形，也有利于起到扰流作用，促进烟气与氧化铝的均匀混合。圆锥体为空心结构，的空腔通过进风管与大气联通，通过进风管进入喷嘴4的空气通过喷嘴4上部的喷口13以及锥形体6与喷嘴4间形成的水平间隙δ，水平径向喷出，将从氧化铝均匀分布装置上落下的氧化铝，水平径向的喷吹入烟气，以保证氧化铝和烟气的均匀混合。进气管7上装设有调节阀8，用于控制引射风量，实现在保证烟气和氧化铝混合效果的前提下，减少进入反应器筒体1的空气。进气管7上设有一个弯头，使进气口9方向向下，进气口9设计成一个喇叭口形状以降低入口流速，避免吸入雨水等物体。

本例中是通过加料装置2将新鲜氧化铝加入反应器筒体1，通过引射喷吹装置2将新鲜氧化铝吹散，使新鲜氧化铝在反应器筒体1中与含氟氧化铝的烟气均匀混合，提高烟气中的氧化铝浓度含量以提高烟气的净化效率。

本例的装置包括反应器筒体1；反应器筒体1为圆筒形。在反应器筒体1上安装有引射喷吹装置2和加料装置3。氧化铝通过加料装置3上的加料溜管15进入反应器筒体1。引射喷吹装置2为倒置的圆锥形，具有扰流作用。加料溜管15是一根圆形管道，安装在反应器筒体1上，加料溜管15上端倾斜设置伸出反应器筒体1外，加料溜管15下端向下弯曲，向下弯曲的竖直段与反应器筒体1中心重合，加料溜管15的垂直段内设有缓冲装置5。加料溜管15垂直段的下部设有一个锥形体6，锥形体6经支架14与加料溜管15底部连接。锥形体6顶尖与加料溜管15底部之间的距离根据氧化铝加料量确定。在锥形体6下部装有引射喷吹装置2。引射喷吹装置2上设有喷嘴4，喷嘴4外形为一个倒置的圆锥形，该圆锥形的上平面与锥形体6之间的距离根据需要加入的氧化铝物料量确定，喷嘴4还具有扰流作用。喷嘴4为中空结构，喷嘴4通过进气管7与大气联通，进气管7上装设有低阻力调节阀8用于控制引射风量。进气管7上设有一个弯头，使进气口9开口向下，进气口9为喇叭口形状。加料溜管15的进料口设有流量开关11和连接法兰10。反应器筒体1上设有检修孔12，维修人员可以通过检修孔12进入反应器筒体1。

Claims (10)

1.一种电解烟气净化无动力引射加料方法，其特征在于：该方法是在烟气净化系统除尘器入口的垂直立管上加装反应器筒体，反应器筒体的轴线上设有引射喷吹装置，引射喷吹装置的上方设有加料装置；烟气由下而上进入反应器筒体，在引射喷吹装置的喷嘴上平面处形成负压，通过喷嘴上平面处的负压吸引外界空气从喷口喷出，将从加料装置流出的氧化铝吹入反应器筒体与烟气混合。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述加料装置的出口处设有缓冲装置，通过缓冲装置使氧化铝从加料装置出口的中心落下，同时减缓氧化铝的下落速度。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：所述缓冲装置的底部设有锥形体，通过调节锥形体上端与缓冲装置底面之间的距离可控制氧化铝的流量；同时氧化铝向四周均匀扩散，从而保证氧化铝在反应器中的均匀分布。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于：所述锥形体的底面与喷嘴的上平面之间设有间隙δ；从喷嘴的喷口喷出的空气从间隙δ中水平径向的吹出，将沿着锥形体滑落的氧化铝均匀吹入反应器筒体，以保证氧化铝和烟气的均匀混合。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述引射喷吹装置的进气口为向下的喇叭口，以降低入口流速，避免吸入雨水等杂物。

6.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述引射喷吹装置的进气管上设有调节阀，通过调节阀控制进入反应器筒体的空气量。

7.一种根据权利要求1-6任一权利要求所述方法构成的电解烟气净化无动力引射加料装置，包括反应器筒体（1），其特征在于：在反应器筒体（1）内设有引射喷吹装置（2），在引射喷吹装置（2）上方设有加料装置（3）。

8.根据权利要求7所述的电解烟气净化无动力引射加料装置，其特征在于：所述引射喷吹装置（2）包括喷嘴（4），喷嘴（4）为上大下小的内空锥体，喷嘴（4）顶部设有喷口（13）；喷嘴（4）一侧与进气管（7）连接，进气管（7）水平穿过反应器筒体（1）后向下弯曲与进气口（9）连接，进气口（9）为喇叭口；进气管（7）上设有调节阀（8）。

9.根据权利要求8所述的电解烟气净化无动力引射加料装置，其特征在于：所述加料装置（3）包括加料溜管（15），加料溜管（15）从反应器筒体（1）外部穿过反应器筒体（1）向下倾斜设置，并在引射喷吹装置（2）的喷嘴（4）处向下弯曲，加料溜管（15）的出口处设有锥形体（6），锥形体（6）经支架（14）与加料溜管（15）的出口连接。

10.根据权利要求9所述的电解烟气净化无动力引射加料装置，其特征在于：所述喷嘴（4）的上平面与锥形体（6）的底面之间设有间隙δ。