CN203144535U - 铝电解碳渣的加热法电解质回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铝电解碳渣的加热法电解质回收系统。其包括碳渣处理输送装置、加热炉、物料回收装置、余热回收机构、尾气输送机构，加热炉由上至下依次设置有高温烟道、炉膛、燃烧器、进料口、低温风进口；物料回收装置包括低温烟道、旋风收料器、成品仓；余热回收机构包括包裹在高温烟道外周的一级热交换器和一次鼓风机、设于低温烟道中的二级热交换器、二次鼓风机，一级热交换器出风端经连至燃烧器的助燃气进口，其进风端连至一次鼓风机，二级热交换器的出风端连至低温风进口，其进风端连至二次鼓风机。本实用新型实现了电解质的全部回收，并且回收的电解质纯度大于99%，可以直接工业应用，而且不产生废渣、废水，废气。

Description

铝电解碳渣的加热法电解质回收系统

技术领域

 本实用新型涉及铝电解碳渣的回收利用领域，具体涉及一种铝电解碳渣的加热法电解质回收系统。

背景技术

在铝电解生产过程中，未燃烧的骨料颗粒进入电解质熔液中形成碳渣，一般情况下，碳渣会在电解质表面燃烧掉，但在过量的情况下，需人工及时捞出槽外，以减少碳渣对电解生产过程的不利影响。据统计：每生产一吨原铝约外排碳渣5～20㎏，其中的电解质含量约占碳渣总重量的70%(主要是冰晶石)。目前大部分厂家对碳渣没有进行处理或回收利用，碳渣一般作为废弃物遗弃或用作燃料消耗：作为废物抛弃时，其经风吹日晒风化后，粉尘和氟化物的分解产物会对周边生态环境、附近居民的人身健康构成巨大的威胁；而碳渣作为燃料燃烧时，其挥发的氟化氢气体会造成大气污染、危害人身健康，大量的电解质会进入燃烧后的灰渣中被抛弃，会再次污染环境，而且也造成了巨大的高附加值的原材料浪费。

目前，已有的技术是浮选技术，即用浮选方法使碳渣中的碳与电解质分离。该技术方案是碳渣先经过粗磨，然后进行二次粗选、三次扫选、三次精选和加热，实现回收电解质的目的。采用该技术方案基本可以实现回收碳渣中电解质的目的，但是由于存在以下两个致命缺点：①回收的电解质中的碳含量仍然较高（约5%）、回收的碳粉中电解质含量仍然较高（约9%），回收的电解质和碳粉均不能直接使用；②废渣、废水、加热的废气会对环境造成二次污染。所以，该技术没有在国内电解铝企业推广开来。

因此，研究开发一种碳渣回收利用的新系统：即能有效的解决碳渣中电解质的回收利用问题，又能不污染环境、危害人身健康，就显得十分有必要。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种既能高效的回收碳渣中的电解质，又不污染环境、危害人身健康的铝电解碳渣的加热法电解质回收系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

设计一种铝电解碳渣的加热法电解质回收系统，包括碳渣处理输送装置、加热炉、物料回收装置、余热回收机构、尾气输送机构，所述加热炉包括炉体，该炉体由上至下依次设置有高温烟道、炉膛、位于中部的燃烧器、位于炉体下部的进料口、位于炉体底部的低温风进口；所述物料回收装置包括依次连通对接的低温烟道、旋风收料器、成品仓，其旋风收料器接所述高温烟道；所述余热回收机构包括一级单元和二级单元，其一级单元包括包裹于所述高温烟道外周的一级热交换器、一次鼓风机，所述一级热交换器的出风端经由相应的管道连至所述燃烧器的助燃气进口，其进风端经由对应的管道连至所述一次鼓风机，所述二级单元包括设置于所述低温烟道中的二级热交换器、二次鼓风机，所述二级热交换器的出风端经由相应的管道连至所述低温风进口，其进风端经由对应的管道连至所述二次鼓风机。

所述碳渣处理输送装置包括磨机、输送机构，该输送机构用于将经磨机粉碎后的物料输送至所述加热炉的进料口。

上述回收系统还设置有对接于所述燃烧器的燃气口的燃气供应机构。

所述尾气输送机构包括引风机和风道，用于将来自所述低温风道中的尾气引至空气净化系统。

本实用新型具有积极有益的效果：

与现有技术比较，本实用新型可以实现对电解质的全部回收，并且回收的电解质纯度大于99%，可以直接工业应用；而且不产生废渣、废水，废气进入电解净化系统。实现了碳渣中电解质的高效回收、零污染排放的目的；同时在加热的过程中，由于碳自身燃烧产生部分热量，能耗较低，而余热也可以应用在阳极碳块预热等方面。具有巨大的经济效益和社会效益。该技术的推广应用可彻底碳渣污染环境的现状，同时可有效的杜绝原材料的浪费。据报道：2012年我国原铝产量为1968万吨，外排碳渣约20万吨。如果全部采用该技术，仅2012年，能够回收电解质约14万吨，价值约6亿元。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图。

图中，1为磨机，2为粉料仓，3为粉料输送机,4为加热炉，5为旋风收料器，6为高温烟道，7为低温烟道，8为成品仓，9为燃烧器,10为一级热交换器，11为二级热交换器，12为一次鼓风机,13为二次鼓风机,14为引风机,15为烟气净化系统。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步阐述本实用新型。

实施例1  一种铝电解碳渣的加热法电解质回收系统，参见图1，包括碳渣处理输送装置、加热炉4、物料回收装置、余热回收机构、尾气输送机构，所述加热炉包括炉体，该炉体由上至下依次设置有高温烟道6、炉膛、位于中部的燃烧器9、位于炉体下部的进料口、位于炉体底部的低温风进口；所述物料回收装置包括依次连通对接的低温烟道7、旋风收料器5、成品仓8，其旋风收料器8接所述高温烟道6；所述余热回收机构包括一级单元和二级单元，其一级单元包括包裹于所述高温烟道6外周的一级热交换器10、一次鼓风机12，所述一级热交换器10的出风端经由相应的管道连至所述燃烧器9的助燃气进口，其进风端经由对应的管道连至所述一次鼓风机12，所述二级单元包括二次鼓风机13、设置于所述低温烟道中的二级热交换器11，所述二级热交换器11的出风端经由相应的管道连至所述低温风进口，其进风端经由对应的管道连至所述二次鼓风机13。所述碳渣处理输送装置包括磨机、粉料输送机，该输送机构用于将经磨机1粉碎后的物料输送至所述加热炉的进料口。上述回收系统还设置有对接于所述燃烧器的燃气口的燃气供应机构。所述尾气输送机构包括引风机14和风道，用于将来自所述低温风道中的含氟尾气输送至现有电解铝厂的烟气净化系统15进行净化处理。

利用上述回收系统进行铝电解碳渣回收利用的方法如下：

在加热碳渣前，要先开启2#二次风机，点燃燃烧器9，对加热炉4进行烘炉和预热，预热温度至650℃，预热时间为8～12小时。预热温度达到后，即可开启1#二次风机，相应的开启磨机1，投入添加好助燃剂和分散剂的碳渣进行磨制，同时开启粉料仓2和粉料输送机3，向加热炉4喷入粉状物料进行加热。加热温度控制在720℃～770℃之间（碳渣呈沸腾燃烧状态，炉子最高工作温度为1100℃），以确保碳成分完全燃烧，而且电解质不发生分解和挥发。加热后的物料随高温烟气经高温烟道进入旋风收料器5，合格的物料从旋风收料器5的底部进入成品仓8，旋风收料器5的收料效率为98%，烟气从旋风收料器5的顶部进入低温烟道7，通过引风机进入净化系统，实现对剩余2%物料和含氟气体的回收，从而实现物料全回收、零污染排放的目的。

利用上述回收系统进行碳与浮选技术回收的产品指标对比见表1：

表1 产品指标对比

由上表1可以看出，采用本技术，回收的电解质杂质更少，不含碳，纯度更高，满足电解工艺要求，可以直接作为电解原料使用。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种铝电解碳渣的加热法电解质回收系统，包括碳渣处理输送装置、加热炉、物料回收装置、余热回收机构、尾气输送机构，其特征在于，所述加热炉包括炉体，该炉体由上至下依次设置有高温烟道、炉膛、位于中部的燃烧器、位于炉体下部的进料口、位于炉体底部的低温风进口；所述物料回收装置包括依次连通对接的低温烟道、旋风收料器、成品仓，其旋风收料器接所述高温烟道；所述余热回收机构包括一级单元和二级单元，其一级单元包括包裹于所述高温烟道外周的一级热交换器、一次鼓风机，所述一级热交换器的出风端经由相应的管道连至所述燃烧器的助燃气进口，其进风端经由对应的管道连至所述一次鼓风机，所述二级单元包括二次鼓风机、设置于所述低温烟道中的二级热交换器，所述二级热交换器的出风端经由相应的管道连至所述低温风进口，其进风端经由对应的管道连至所述二次鼓风机。

2.根据权利要求1所述的铝电解碳渣的加热法电解质回收系统，其特征在于，所述碳渣处理输送装置包括磨机、输送机构，该输送机构用于将经磨机粉碎后的物料输送至所述加热炉的进料口。

3.根据权利要求1所述的铝电解碳渣的加热法电解质回收系统，其特征在于，该回收系统还设置有对接于所述燃烧器的燃气口的燃气供应机构。

4.根据权利要求1所述的铝电解碳渣的加热法电解质回收系统，其特征在于，所述尾气输送机构包括引风机和风道，用于将来自所述低温风道中的尾气引至空气净化系统。

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