CN107502922A - 一种电解铝废气处理的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种电解铝废气处理系统，包括依次连接的废气吸收罩、主抽气机、燃烧室以及连接在燃烧室末端的吸附室，废气吸收罩用于扣在电解槽上方，所述电解铝废气处理系统还包括降温设备和液体收集装置，降温设备连接在燃烧室前端，液体收集装置连接在降温设备底部。本发明还包括一种电解铝废气处理方法，包括依次进行的下述步骤：（1）除氟化氢；（2）除一氧化碳；（3）除固体粉尘和二氧化碳。采用本发明提供的电解铝废气处理的系统及方法，能够除去电解铝废气中的氟化氢、一氧化碳、二氧化碳及固体粉尘，同时将氟化氢转化成液态并加以储存，可作为工业溶剂使用，发挥氟化氢的工业价值。

Description

一种电解铝废气处理的系统及方法

技术领域

本发明涉及电解铝生产技术领域，尤其是涉及一种电解铝废气处理系统。

背景技术

目前的电解铝生产，大多采用的是冰晶石-氧化铝融盐电解法，即以熔融冰晶石作为溶剂，以氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，以铝液作为阴极，通入电流，在电解槽内的两极上进行电化学反应：

阳极反应为

阴极反应为

其中，阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。公告号为CN 204039525 U的实用新型专利公开了一种电解铝废气处理装置，包括废气吸收罩、废气吸收管、抽气机、燃烧室和吸附室，抽气机的进气口通过废气吸收管连接在废气吸收罩上，抽气机的出气口通过废气吸收管连接在燃烧室的进气口上，吸附室连接在燃烧室的出气口上；燃烧室从上至下依次设有固体粉尘室、氟化氢处理室、一氧化碳处理室，燃烧室的出气口设置在固体粉尘室的上方。通过该废气处理装置作用后，阳极产物中的有害物质被除去，能够直接排放到大气中，不会对环境造成污染。

氟化氢虽然是一种有毒气体，但液态氟化氢在工业上确是一种优良溶剂，能够溶解许多无机或者有机化合物，同时氟化氢作为一种基础氟化工产品，在制冷剂、氟树脂、氟化盐、氟橡胶、含氟中间体及精细化学品的生产中具有广泛的应用。前述的专利文件所记载的电解铝废气处理装置，让氟化氢与铝粉反应，通过化学方法除去氟化氢，虽然实现了氟化氢的去除，但通过化学方法直接将氟化氢进行反应，未能发挥氟化氢在工业上的价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电解铝废气处理的系统及方法，采用物理方法去除废气中的氟化氢并加以收集，可将废气中的氟化氢用于工业应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电解铝废气处理系统，包括依次连接的废气吸收罩、主抽气机、燃烧室以及连接在燃烧室末端的吸附室，废气吸收罩用于扣在电解槽上方，本发明提供的电解铝废气处理系统还包括降温设备和液体收集装置，降温设备连接在燃烧室前端，液体收集装置连接在降温设备底部。

吸附室包括左右隔开的粉尘吸附腔和氢氧化钠池，粉尘吸附腔内设有活性炭层，氢氧化钠池的上部封顶；活性炭层下方设有与氢氧化钠池的上部连通的气体管道，且气体管道伸入氢氧化钠溶液中，氢氧化钠池上部设有排气管，排气管伸出吸附室。

所述降温设备为气体冷却器。

所述液体收集装置为固定在降温设备底部的液体收集槽；或者所述液体收集装置为连接在降温设备底部的储罐。

所述燃烧室内设有火嘴，燃烧室连接有副抽风机，副抽风机想燃烧室内鼓入空气或者氧气。

进一步，废气吸收罩的数量为一个以上，每个废气吸收罩均连接有主抽风机，各主抽风机将废气抽入至废气总管，废气总管与降温设备连接。

本发明还包括一种电解铝废气处理方法，包括依次进行的下述步骤：

（1）除氟化氢，将废气降温至-60~10℃，氟化氢液化，通过液体收集装置对液态氟化氢进行收集；

（2）除一氧化碳，将经步骤（1）后的废气与空气或者氧气混合并点燃，一氧化碳燃烧生成二氧化碳；

（3）除固体粉尘和二氧化碳，将经步骤（2）后的废气一次通过活性炭层和氢氧化钠溶液，通过活性炭层吸附固体粉尘，通过氢氧化钠溶液与二氧化碳反应将二氧化碳除去。

进一步，所述电解铝废气处理方法采用前述的电解铝废气处理系统。

本发明的有益效果：

采用本发明提供的电解铝废气处理的系统及方法，能够除去电解铝废气中的氟化氢、一氧化碳、二氧化碳及固体粉尘，同时将氟化氢转化成液态并加以储存，可作为工业溶剂使用，发挥氟化氢的工业价值。

附图说明

图1—实施例1提供的一种电解铝废气处理系统的示意图；

图2—实施例1中吸附室的示意图；

图3—实施例2提供的一种电解铝废气处理系统的示意图。

附图标记说明

1废气吸收罩、2主抽气机、3燃烧室、4吸附室、4.1粉尘吸附腔、4.1.1活性炭层、4.2氢氧化钠池、5电解槽、6气体冷却器、7液体收集槽、8火嘴、9副抽风机、10储罐、11废气总管、12排气管。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

参照图1和2，实施例1提供的一种电解铝废气处理系统，包括依次连接的废气吸收罩1、主抽气机2、燃烧室3以及连接在燃烧室3末端的吸附室4，废气吸收罩1用于扣在电解槽5上方，本实施例提供的电解铝废气处理系统还包括降温设备和液体收集装置，降温设备连接在燃烧室3前端，液体收集装置连接在降温设备底部。

吸附室4包括左右隔开的粉尘吸附腔4.1和氢氧化钠池4.2，粉尘吸附腔4.1内设有活性炭层4.1.1，氢氧化钠池4.2的上部封顶；活性炭层4.1.1下方设有与氢氧化钠池4.2的上部连通的气体管道4.3，且气体管道4.3伸入氢氧化钠溶液中，氢氧化钠池4.2上部设有排气管12，排气管12伸出吸附室4。

所述降温设备为气体冷却器6。

所述液体收集装置为固定在降温设备底部的液体收集槽7。

所述燃烧室3内设有火嘴8，燃烧室3连接有副抽风机9，副抽风机9向燃烧室3内鼓入空气或者氧气。

本实施例的工作原理及使用方法：

电解铝生产过程产生的废气，主要是从阳极产生的二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。

废气吸收罩1扣在电解槽5上方，从阳极产生的废气经主抽风机2抽入气体冷却器6，气体冷却器6对废气进行降温，降温温度设置为-60~10℃，由于氟化氢的沸点为19.54℃，在此温度下，可以液化成为液态氟化氢，而二氧化碳和一氧化碳的沸点更低，故仍然以气态形式存在。之后，液态氟化氢被液体收集槽7收集，可以将其取出作为工业溶剂使用；含二氧化碳、一氧化碳以及固体粉尘的废气继续进入燃烧室3。

副抽风机9向燃烧室3中充入空气或者氧气，由火嘴8 将燃烧室3中的气体点燃，一氧化碳与空气或者氧气燃烧生成二氧化碳。从燃烧室3排出的含二氧化碳和固体粉尘的废气进入吸附室4。

吸附室4中，含二氧化碳和固体粉尘的废气首先进入气体吸附腔4.1，经过活性炭层4.1.1的吸附除去废气中的固体粉尘，二氧化碳则进一步通过气体管道4.3进入氢氧化钠池4.2与氢氧化钠反应，除去二氧化碳，最终从排气管12排出吸附室4的气体即为处理后的气体，对环境无污染。

实施例2

参照图3，实施例2提供的电解铝废气处理系统与实施例1的不同之处仅在于：

所述液体收集装置为连接在气体冷却器6底部的储罐10。

在实施例1的基础上，废气吸收罩1的数量为一个以上，每个废气吸收罩1均连接有主抽风机2，各主抽风机2将废气抽入至废气总管11，废气总管11与气体冷却器6连接。

本实施例的工作原理及使用方法：

所述液体收集装置储罐10，对液态氟化氢的收集的量更大，且直接将液态氟化氢收集至储罐10，无需将液态氟化氢转移到特定的储存容器中，简化转移步骤。

实际生产中，为了提高生产效率，通常会使用多个电解槽5同时生产电解铝，这种情况下，在每个电解槽5的上方均扣上废气吸收罩1，并通过各主抽风机2将废气抽入至废气总管11，由废气总管11对来自各个电解槽5的废气进行汇流，并送往气体冷却器6、燃烧室3和吸附室4进行处理。

Claims (9)

1.一种电解铝废气处理系统，包括依次连接的废气吸收罩、主抽气机、燃烧室以及连接在燃烧室末端的吸附室，废气吸收罩用于扣在电解槽上方，其特征在于，还包括降温设备和液体收集装置，降温设备连接在燃烧室前端，液体收集装置连接在降温设备底部。

2.如权利要求1所述电解铝废气处理系统，其特征在于，所述吸附室包括左右隔开的粉尘吸附腔和氢氧化钠池，粉尘吸附腔内设有活性炭层，氢氧化钠池的上部封顶；活性炭层下方设有与氢氧化钠池的上部连通的气体管道，且气体管道伸入氢氧化钠溶液中，氢氧化钠池上部设有排气管，排气管伸出吸附室。

3.如权利要求1或2所述电解铝废气处理系统，其特征在于，所述降温设备为气体冷却器。

4.如权利要求2任意一项所述电解铝废气处理系统，其特征在于，所述液体收集装置为固定在降温设备底部的液体收集槽。

5.如权利要求2所述电解铝废气处理系统，其特征在于，所述液体收集装置为连接在降温设备底部的储罐。

6.如权利要求1或2所述电解铝废气处理系统，其特征在于，所述燃烧室内设有火嘴，燃烧室连接有副抽风机，副抽风机想燃烧室内鼓入空气或者氧气。

7.如权利要求1或2所述电解铝废气处理系统，其特征在于，所述废气吸收罩的数量为一个以上，每个废气吸收罩均连接有主抽风机，各主抽风机将废气抽入至废气总管，废气总管与降温设备连接。

8.一种电解铝废气处理方法，其特征在于，包括依次进行的下述步骤：

（1）除氟化氢，将废气降温至-60~10℃，氟化氢液化，通过液体收集装置对液态氟化氢进行收集；

（2）除一氧化碳，将经步骤（1）后的废气与空气或者氧气混合并点燃，一氧化碳燃烧生成二氧化碳；

（3）除固体粉尘和二氧化碳，将经步骤（2）后的废气一次通过活性炭层和氢氧化钠溶液，通过活性炭层吸附固体粉尘，通过氢氧化钠溶液与二氧化碳反应将二氧化碳除去。

9.如权利要求8所述的电解铝废气处理方法，其特征在于，采用如权利要求1~7所述的电解铝废气处理系统。