CN108980859B - 一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法，包括以下步骤：待处理的电解铝废阴极碳块与钙基固氟剂按比例混合，通过钢球磨制粉，并入炉燃烧；电解铝废阴极碳块粉在锅炉内燃烧过程中，所含氰化物在炉内高温下分解成CO₂和N₂，氟元素在炉内释放为F^‑，部分F^‑与添加的钙基固氟剂以及煤中的钙离子反应生成难溶的氟化钙，分布于飞灰及大渣中，部分F^‑形成HF，随烟气进入湿法脱硫系统，部分F^‑与石灰石浆液中的钙离子反应生成氟化钙，并留在脱硫石膏中，部分F^‑被脱硫废水吸收。与现有电解铝废阴极碳块危险废弃物处理方法相比，本发明不需在电厂增加过多装置和设备，可利用电解铝废阴极碳块中热量，且处理过程无其它危险废弃物产生。

Description

一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法

技术领域

本发明属于电解铝废阴极碳块危险废弃物处理技术领域，具体涉及一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法。

背景技术

电解铝废阴极碳块是电解铝行业生产过程中产生的一种废弃物，主要由碳构成，另外还有大量的氟化物和部分氰化物，这两种物质严重威胁周围环境及人类的生存与健康。电解铝废阴极碳块已被列入《国家危险废物目录》，未经处理不得排放。

根据部位不同，电解铝废阴极碳块中的氟元素质量含量在10％-20％，是电解铝废阴极碳块中的主要有害成分。目前，常用的电解铝废阴极碳块危废处理方式有：焚烧法、萃取法等，这些方法具有投资大、处理效率低和处理费用高等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法，该方法将电解铝废阴极碳块制粉并添加钙基固氟剂后入炉燃烧，既可以处理掉电解铝废阴极碳块危废物，通过固氟剂及电厂湿法脱硫系统将其中氟元素捕捉，又可以将其中氰化物燃烧分级，同时可利用电解铝废阴极碳块的热量，实现过程简便，初投资少。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法，包括以下步骤：

1)待处理的电解铝废阴极碳块危废物与钙基固氟剂按比例充分混合，并通过钢球磨制粉系统制粉，其中，钙基固氟剂中钙元素总量不小于电解铝废阴极碳块危废物中氟元素总量的2.1倍；

2)处理好的电解铝废阴极碳块危废物与钙基固氟剂粉通过锅炉上加装的燃烧器进入锅炉内，并燃烧；

3)电解铝废阴极碳块粉在锅炉内燃烧过程中，其中氰化物在锅炉内高温环境下分解成CO₂和N₂；

电解铝废阴极碳块粉在锅炉内燃烧过程中，其中氟元素在锅炉内高温环境下释放为F^-，其中部分F^-与添加的钙基固氟剂以及煤中的钙离子反应生成难溶的氟化钙，分布与飞灰及大渣中，部分F^-形成HF，随烟气进入湿法脱硫系统，溶解在水中，部分F^-与石灰石浆液中的钙离子反应生成氟化钙，并留存在脱硫石膏中，部分F^-被脱硫废水吸收。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，测定待处理的电解铝废阴极碳块废弃物中氟元素含量，并计算处理的废阴极碳块废弃物中所含氟元素的总量，按照钙基固氟剂中钙元素总量不小于电解铝废阴极碳块危废物中氟元素总量的2.1倍的方法确定钙基固氟剂的添加量。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，处理的电解铝废阴极碳块危废物的量按照锅炉给煤量确定，不超过1％，以保证锅炉烟气中的氟化氢排放不超过国家排放标准。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，若电厂制粉系统为钢球磨制粉系统，则可将待处理的电解铝废阴极碳块危废物与钙基固氟剂充分混合后直接通过上煤皮带，与原煤混合后进入钢球磨给煤机煤仓。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，若电厂制粉系统为中速磨制粉系统，且电厂燃用较为难磨的煤种，则可将待处理的电解铝废阴极碳块危废物与钙基固氟剂充分混合后直接通过上煤皮带，与原煤混合后进入中速磨给煤机煤仓。

本发明具有如下有益的技术效果：

1、可利用电解铝废阴极碳块中的热量发电。

2、电解铝废阴极碳块经电站煤粉锅炉高温处理，其中所含的氰化物会完全分解为CO₂和N₂等物质，不会产生其它有害物质。

3、电解铝废阴极碳块中的有害元素氟进行如下的迁移：与固氟剂及原煤中的钙离子反应，生成稳定难溶的氟化钙，并分布于锅炉产生的灰、渣中；与湿法脱硫系统中的钙离子反应生产稳定难溶的氟化钙，并分布于脱硫石膏中；燃烧过程中产生氟化氢气体，并溶解于脱硫废水中；随烟气排放到大气中。其中，根据电解铝废阴极碳块中氟元素含量调整钙基固氟剂比例，使得排放到大气中的氟含量远小于国家排放标准。

4、电解铝废阴极碳块可利用电解铝厂附近的自备电厂处理，避免危险废弃物长途运输。

5、利用电解铝厂周边的自备电站的煤粉锅炉设备处理，不需对电站锅炉做过多改动，投资极小，且处理量大，具有良好的环境效益与社会效益。

附图说明

图1为本发明的电解铝废阴极碳块危废物转化流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。

某电解铝厂在生产过程中，产生大量废阴极碳块危险废弃物，长期堆存在厂区无法处理，影响了电解铝厂的正常生产。现可利用电解铝厂的自备电厂锅炉机组来处理消耗这些废阴极碳块危险废弃物。具体如图1所示，本发明提供的一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法，包括以下步骤：

1)待处理的电解铝废阴极碳块危废物与钙基固氟剂按一定比例充分混合，并通过钢球磨制粉系统制粉；

2)处理好的电解铝废阴极碳块危废物与钙基固氟剂粉通过锅炉上加装的专用燃烧器进入锅炉内，并燃烧；

3)电解铝废阴极碳块粉在锅炉内燃烧过程中，其中氰化物在锅炉内高温环境下分解成CO₂和N₂。

4)电解铝废阴极碳块粉在锅炉内燃烧过程中，其中氟元素在锅炉内高温环境下释放为F^-，其中部分F^-与添加的钙基固氟剂以及煤中的钙离子反应生成难溶的氟化钙，分布与飞灰及大渣中，部分F^-形成HF，随烟气进入湿法脱硫系统，溶解在水中，部分F^-与石灰石浆液中的钙离子反应生成氟化钙，并留存在脱硫石膏中，部分F^-被脱硫废水吸收。

与现有电解铝废阴极碳块危险废弃物处理方法相比，本发明初投资小，不需在电厂增加过多装置和设备，可利用电解铝废阴极碳块中热量，且处理过程无其它危险废弃物产生。

Claims (5)

1.一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)待处理的电解铝废阴极碳块废弃物与钙基固氟剂按比例充分混合，并通过钢球磨制粉系统制粉，其中，钙基固氟剂中钙元素总量不小于电解铝废阴极碳块废弃物中氟元素总量的2.1倍；

2)处理好的电解铝废阴极碳块废弃物与钙基固氟剂粉通过锅炉上加装的燃烧器进入锅炉内，并燃烧；

3)电解铝废阴极碳块粉在锅炉内燃烧过程中，其中氰化物在锅炉内高温环境下分解成CO₂和N₂；

电解铝废阴极碳块粉在锅炉内燃烧过程中，其中氟元素在锅炉内高温环境下释放为F^-，其中部分F^-与添加的钙基固氟剂以及煤中的钙离子反应生成难溶的氟化钙，分布于飞灰及大渣中，部分F^-形成HF，随烟气进入湿法脱硫系统，溶解在水中，部分F^-与石灰石浆液中的钙离子反应生成氟化钙，并留存在脱硫石膏中，部分F^-被脱硫废水吸收。

2.根据权利要求1所述的一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法，其特征在于，步骤1)中，测定待处理的电解铝废阴极碳块废弃物中氟元素含量，并计算处理的废阴极碳块废弃物中所含氟元素的总量，按照钙基固氟剂中钙元素总量不小于电解铝废阴极碳块废弃物中氟元素总量的2.1倍的方法确定钙基固氟剂的添加量。

3.根据权利要求1所述的一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法，其特征在于，步骤2)中，处理的电解铝废阴极碳块废弃物的量按照锅炉给煤量确定，不超过1％，以保证锅炉烟气中的氟化氢排放不超过国家排放标准。

4.根据权利要求1所述的一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法，其特征在于，步骤1)中，若电厂制粉系统为钢球磨制粉系统，则将待处理的电解铝废阴极碳块废弃物与钙基固氟剂充分混合后直接通过上煤皮带，与原煤混合后进入钢球磨给煤机煤仓。

5.根据权利要求1所述的一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法，其特征在于，步骤1)中，若电厂制粉系统为中速磨制粉系统，且电厂燃用较为难磨的煤种，则将待处理的电解铝废阴极碳块废弃物与钙基固氟剂充分混合后直接通过上煤皮带，与原煤混合后进入中速磨给煤机煤仓。