CN209338669U - 阳极炭渣处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种炭渣处理系统，尤其涉及一种阳极炭渣处理系统，它属于铝电解行业固体废物资源化利用技术领域。阳极炭渣处理系统，其特征在于：破碎设备与第一输送设备的进料端连接，第一输送设备的出料端与第一料仓进料口连接，第一料仓的出料口与第二输送设备的进料端，第二输送设备的出料端与立式高温熔融炉的加料口连接，立式高温熔融炉的出料口下方设有冷却装置，冷却装置的出料端与成品料仓连接，立式高温熔融炉的排烟口与净化装置的进烟口连接，净化装置的排烟口连接到烟囱。采用本实用新型处理阳极炭渣，实现阳极炭渣的无害化、资源化利用。采用立式高温熔融炉连续处理方式，生产效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种炭渣处理系统，尤其涉及一种阳极炭渣处理系统，它属于铝电解行业固体废物资源化利用技术领域。
背景技术
电解铝阳极炭渣是电解铝生产过程中不可避免的固体废弃物，吨铝排放量约为10-15kg。阳极炭渣产生的主要原因是炭阳极的不均匀燃烧和选择性氧化导致炭粒脱落。阳极炭渣由于受电解质的浸泡和渗透,其中电解质含量很高、约占炭渣重量的60%-70%，成分主要是冰晶石、亚冰晶石、少量氧化铝和氟化钙。阳极炭渣的主要危害是含有氟化物，含氟化合物进入环境会对人类及动植物的健康与生长构成极大的危害，按照《危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别》GB5085.3，阳极炭渣中氟化物严重超标（标准中有关无机氟化物的限值为100mg/L，氰化物（CN-）的限值5mg/L），2016年被列入《国家危险废物名录》，危废代码：321-025-48。
2017年我国电解铝产量3600万吨左右，已经连续16年电解铝产量处于世界第一，超过我国有色金属总产量的50%。按照每吨原铝产生10～15kg阳极炭渣计算，2017年产生阳极炭渣约36～54万吨。阳极炭渣中含有大量可回收电解质和炭材料，能够分离出来主要产品氟化盐和炭粉，将具有巨大经济效益和环境效益。阳极炭渣资源化处理符合国家节能减排、循环利用的发展战略。
目前处理阳极炭渣的方法有很多种，有的将其作为燃料使用，所含的电解质全部进入灰渣，不仅使炭渣中的氟化物对环境造成影响，同时也浪费了价值可观的电解质。也有采用焙烧法和浮选法处理阳极炭渣，浮选法得到炭材料和电解质，但是纯度都不高，其中得到的炭材料中含有9%左右的电解质，由于纯度不够，不能作为返回料使用，得到的电解质中含有炭大约5%，也不能返回电解车间使用。目前的焙烧法，一个是土法炉子烧，环境污染恶劣，劳动强度大；另一种焙烧法是采取类似混合炉中添加燃料进行火法处理，捞出来的副产品表面浮渣，是或者疑似危险废物，造成二次污染，污染治理不彻底。
发明内容
为了解决上述技术问题本实用新型提供一种阳极炭渣处理系统，目的是实现铝电解阳极炭渣无害化、资源化利用。
为达上述目的本实用新型是通过下述技术方案实现的：阳极炭渣处理系统，其结构如下：破碎设备与第一输送设备的进料端连接，第一输送设备的出料端与第一料仓进料口连接，第一料仓的出料口与第二输送设备的进料端，第二输送设备的出料端与立式高温熔融炉的加料口连接，立式高温熔融炉的出料口下方设有冷却装置，冷却装置的出料端与成品料仓连接，立式高温熔融炉的排烟口与净化装置的进烟口连接，净化装置的排烟口连接到烟囱。
所述的破碎设备为颚式破碎机，冷却装置为液态渣承载冷却装置，第一输送设备和第二输送设备为提升机。
所述的净化装置的下方设有第三输送设备，第三输送设备的出料端下方设有储料装置，第三输送设备为带式输送机。
所述的排烟口与烟囱之间设有风机。
所述的立式高温熔融炉由下述结构构成：炉体，炉体是由水冷炉壁和底部的炉底耐火材料构成，在炉体的顶部设有加料口，炉体上部侧壁上设有排烟口，在炉体的中部设有气体喷枪，在炉体的下部侧壁上设有滑动水口。
所述的炉体上部截面为梯形，中部截面为长方形，下部截面为梯形，炉体为立式，炉底耐火材料为抗氟耐火材料。
所述的加料口与上料装置出口连接，排烟口与净化设备连接。
所述的水冷炉壁为双层结构，水冷炉壁外层钢板采用普通碳钢Q245，内侧钢板采用奥氏体不锈钢316L，炉壁内通循环冷却水冷却。
所述的气体喷枪为多个并周向分布，气体喷枪为双管喷枪，一只管吹空气，另一个管吹燃气。
所述的滑动水口下方设有液态渣承载冷却装置。
本实用新型的优点效果：采用本实用新型处理阳极炭渣，实现无害化、资源化利用，能够充分利用炭渣中的炭材料作为燃料，获得纯度大于99%高质量电解质，返回电解车间使用，解决传统处理阳极炭渣获得电解质不纯问题。采用立式高温熔融炉连续处理方式，生产效率高。本实用新型不仅实现了无害化处理，而且实现了资源再利用。每年铝行业阳极炭渣形成量大，给环境带来巨大压力，通过本实用新型能够分离出高纯度氟化盐，带来巨大经济效益和环境效益。烟气采用半干法处理技术，使粉尘、氟化氢和二氧化硫的排放浓度均符合排放标准的要求，有效的抑制了粉尘、氟化氢和二氧化硫对周边环境的污染，由于采用半干法净化技术，不产生生产废水，对区域水环境影响较小。
本实用新型不仅实现了无害化处理，而且实现了资源再利用。每年铝行业阳极炭渣形成量大，给环境带来巨大压力，通过本实用新型能够分离出高纯度氟化盐，带来巨大经济效益和环境效益。阳极炭渣资源化处理技术符合国家节能减排、循环利用的发展战略。
附图说明
图1是本实用新型的连接示意图。
图2是图1中立式高温熔融炉的结构示意图。
图中：1、破碎设备；2、第一输送设备；3、第一料仓；4、第二输送设备；5、立式高温熔融炉； 6、冷却装置；7、净化装置；8、第三输送设备；9、储料装置；10、风机；11、烟囱；12、成品料仓，13、炉体，14、水冷炉壁，15、炉底耐火材料，16、加料口，17、排烟口，18、气体喷枪，19、滑动水口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图所示，本实用新型阳极炭渣处理系统，破碎设备1与第一输送设备2的进料端连接，第一输送设备2的出料端与第一料仓3进料口连接，第一料仓3的出料口与第二输送设备4的进料端，第二输送设备4的出料端与立式高温熔融炉5的加料口16连接，立式高温熔融炉5的出料口下方设有冷却装置6，冷却装置6的出料端与成品料仓12连接，立式高温熔融炉5的排烟口17与净化装置7的进烟口连接，净化装置7的排烟口连接到烟囱11。
所述的破碎设备1为颚式破碎机，冷却装置6为液态渣承载冷却装置，第一输送设备2和第二输送设备4为提升机。
所述的净化装置7的下方设有第三输送设备8，第三输送设备的出料端下方设有储料装置9，第三输送设备8为带式输送机，净化装置为半干法净化装置。
所述的净化装置7的排烟口与烟囱11之间设有风机10。
所述的立式高温熔融炉5由下述结构构成：炉体13，炉体13是由水冷炉壁14和底部的炉底耐火材料15构成，在炉体13的顶部设有加料口16，炉体13上部侧壁上设有排烟口17，在炉体13的中部设有气体喷枪18，在炉体13的下部侧壁上设有滑动水口19。
所述的炉体上部截面为梯形，中部截面为长方形，下部截面为梯形，炉体为立式，炉底耐火材料为抗氟耐火材料。
所述的水冷炉壁为双层结构，水冷炉壁外层钢板采用普通碳钢Q245，内侧钢板采用奥氏体不锈钢316L，炉壁内通循环冷却水冷却。
所述的气体喷枪为多个并周向分布，气体喷枪为双管喷枪，一只管吹空气，另一个管吹燃气。
所述的滑动水口下方设有液态渣承载冷却装置。液态渣承载冷却装置是现有产品，即渣罐。
本实用新型首先阳极炭渣采用颚式破碎机破碎，粒度为50-150mm，通过第一输送设备送入第一料仓，再经过第二输送设备送到立式高温熔融炉，开炉前从顶部加料口16先在炉内加入部分固体燃料，阳极炭渣从顶部加料口6进入炉内，气体喷枪18的两个管分别喷吹空气和燃气用于加热阳极炭渣，加入的阳极炭渣中的炭完全燃烧，炉内处理最高温度达1000-1600℃，得到高纯度电解质，通过滑动水口19流入冷却装置6内，最后送到成品料仓12内；烟气通过排烟口17进入净化装置7，经净化后从烟囱排出。高温处理产生的烟气采用半干法净化，烟气实现超低排放。
Claims (10)
1.阳极炭渣处理系统，其特征在于结构如下：破碎设备与第一输送设备的进料端连接，第一输送设备的出料端与第一料仓进料口连接，第一料仓的出料口与第二输送设备的进料端，第二输送设备的出料端与立式高温熔融炉的加料口连接，立式高温熔融炉的出料口下方设有冷却装置，冷却装置的出料端与成品料仓连接，立式高温熔融炉的排烟口与净化装置的进烟口连接，净化装置的排烟口连接到烟囱。
2.根据权利要求1所述的阳极炭渣处理系统，其特征在于所述的破碎设备为颚式破碎机，冷却装置为液态渣承载冷却装置，第一输送设备和第二输送设备为提升机。
3.根据权利要求1所述的阳极炭渣处理系统，其特征在于所述的净化装置的下方设有第三输送设备，第三输送设备的出料端下方设有储料装置，第三输送设备为带式输送机。
4.根据权利要求1所述的阳极炭渣处理系统，其特征在于所述的排烟口与烟囱之间设有风机。
5.根据权利要求1所述的阳极炭渣处理系统，其特征在于所述的立式高温熔融炉由下述结构构成：炉体，炉体是由水冷炉壁和底部的炉底耐火材料构成，在炉体的顶部设有加料口，炉体上部侧壁上设有排烟口，在炉体的中部设有气体喷枪，在炉体的下部侧壁上设有滑动水口。
6.根据权利要求5所述的阳极炭渣处理系统，其特征在于所述的炉体上部截面为梯形，中部截面为长方形，下部截面为梯形，炉体为立式，炉底耐火材料为抗氟耐火材料。
7.根据权利要求5所述的阳极炭渣处理系统，其特征在于所述的加料口与上料装置出口连接，排烟口与净化设备连接。
8.根据权利要求5所述的阳极炭渣处理系统，其特征在于所述的水冷炉壁为双层结构，水冷炉壁外层钢板采用普通碳钢Q245，内侧钢板采用奥氏体不锈钢316L，炉壁内通循环冷却水冷却。
9.根据权利要求5所述的阳极炭渣处理系统，其特征在于所述的气体喷枪为多个并周向分布，气体喷枪为双管喷枪，一只管吹空气，另一个管吹燃气。
10.根据权利要求5所述的阳极炭渣处理系统，其特征在于所述的滑动水口下方设有液态渣承载冷却装置。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114772553A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-07-22 | 江苏省化工设计院有限公司 | 一种阳极炭渣中氟化盐的高温提纯系统 |
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