CN211339708U - 一种预焙阳极铝电解槽组合结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电解铝领域，具体涉及一种预焙阳极铝电解槽组合结构，包括电解槽槽体、内衬结构、阳极炭块和阳极母线架，所述阳极炭块放置在电解槽槽体内的电解液中，所述阳极母线架架设在电解槽槽体上并连接着阳极炭块，还包括阳极集气罩和阳极废气处理系统，所述阳极集气罩扣在电解槽槽体上，并且在电解槽槽体和阳极集气罩的外边沿设有相互锁在一起的锁紧扣，所述阳极集气罩内设有通往阳极废气处理系统的阳极排烟管，所述阳极母线架处于阳极集气罩外部；所述阳极集气罩通过升降机固定在电解车间的横梁上用于上下升降；避免给电解厂房周边的人们带来氟气污染，还有效保护环境空气的污染，具有环保性能好、对人体危害小等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电解铝的技术领域，具体涉及一种预焙阳极铝电解槽组合结构。
背景技术
自1886年美国Hall与法国Heroult发明冰晶石—氧化铝熔体电解法制取铝以来，世界上铝工业生产，到目前为止，一直沿用该法。电解法生产铝的关键设备是电解槽，电解槽从诞生到现在，先后经历了小型预焙阳极电解槽、侧部导电连续自焙阳极电解槽(HSS)、上部导电连续自焙阳极电解槽(VSS)、边部加工大容量预焙阳极电解槽(SWPB)、中间线下料预焙阳极电解槽(CWPB)和目前的中间点式下料预焙阳极电解槽(PFPB)。
而中、小型电解槽因能耗高、产率低、对环境污染大、对人体危害大，已逐渐被420KA 及其以上大型预焙电解槽替代。随着铝电解工业的迅速发展，大容量预焙阳极铝电解槽开发取得了一系列成果，大容量预焙阳极铝电解槽已经成为铝电解工业的主体槽型。现在的预焙阳极铝电解槽主要由上部结构和阴极结构组成。上部结构主要包括：阳极碳块组、阳极母线、大梁及门型立柱、阳极提升机构、打壳下料装置、槽密闭排风系统和打壳装置等。阴极结构主要是由槽壳、内衬和阴极母线组成。
虽然现在大型焙阳极电解槽具有产量大、电流效率高、自动化程度高等优点，但是产生的废气垃圾也多，铝电解槽排放的氟化物有两种形态，一种是气态氟化物，它是由氟化盐水解产生的，主要成分是氟化氢；另一种是固态氟化物，包括电解质挥发、氟化铝升华的凝聚物和含氟粉尘。如果不设烟气净化设施的铝厂，电解槽烟气全部散发到车间内，经天窗或厂房门窗无组织排入大气，造成车间工作地带及厂区附近氟化物含量超过卫生标准，形成铝厂特有的氟污染。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种预焙阳极铝电解槽组合结构，结合烟气、粉末回收净化装置，具有环保性能好、对人体危害小等优点。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种预焙阳极铝电解槽组合结构，包括电解槽槽体、内衬结构、阳极炭块和阳极母线架，所述内衬结构设置在电解槽槽体的内壁上，所述阳极炭块放置在电解槽槽体内的电解液中，所述阳极母线架架设在电解槽槽体上并连接着阳极炭块。还包括阳极集气罩和阳极废气处理系统，所述阳极集气罩扣在电解槽槽体上，并且在电解槽槽体和阳极集气罩的外边沿设有相互锁在一起的锁紧扣，所述阳极集气罩内设有通往阳极废气处理系统的阳极排烟管，所述阳极母线架处于阳极集气罩外部；所述阳极集气罩通过升降机固定在电解车间的横梁上用于上下升降。
采用上述设计的预焙阳极铝电解槽组合结构，与现有技术相比的有益效果是：
由于设计了阳极集气罩，将预焙阳极铝电解槽产生的废气集中收集，通过碱液的反应，提炼出工业用分氟气，避免直接排放造成氟气污染，不仅是避免给电解厂房周边的人们带来氟气污染，还有效保护环境空气的污染，具有环保性能好、对人体危害小等优点。由于阳极集气罩还利用的升降机进行上下升降移位，特别适用于大型预焙阳极铝电解槽，利用自动化设备升降阳极集气罩，有利于电解槽的维护，方便操作维护。
进一步限定，所述阳极废气处理系统包括文丘里喷射器、氟气缓冲罐、氟气洗剂塔和循环泵，所述文丘里喷射器一端连接在阳极排烟管上，另一端连通于氟气缓冲罐，氟气缓冲罐连通于氟气洗剂塔，氟气洗剂塔的上方设有喷淋管，氟气洗剂塔、循环泵和喷淋管之间构成碱液的循环路，在氟气洗剂塔上方还设有新鲜水供应管，氟气洗剂塔的侧壁上方还设有加碱口。利用此阳极废气处理系统来进行废气处理的方法不但经济适用，而且经过处理后达到了 GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》，对解决环境污染问题具有较大的作用。
进一步限定，在氟气缓冲罐上还设有排液口，在氟气洗剂塔的底部还设有废水排液管机排液阀。
进一步限定，为了集中快速的抽离阳极集气罩中的含氟气体，所述阳极排烟管朝向阳极集气罩内的一端还设有抽气泵。
进一步限定，所述氟气洗剂塔的正上方还设有抽气机，抽气机通过废气管连通于燃烧室，燃烧室内设有火嘴，并且燃烧室还连接有鼓风机，鼓风机向燃烧室内鼓入空气或者氧气。将遗漏的废气再一次进行燃烧和排放，也将一氧化碳燃烧成二氧化碳再排放，进一步保护环境。
进一步限定，所述内衬结构由电解槽槽体的底板表面向上依次构成的为：60mm厚硅酸钙板、两层干砌硅藻土保温层、硅酸钙板与干砌硅藻土保温层之间填氧化铝粉、两层湿砌耐火砖、湿砌耐火砖与干砌硅藻土保温层之间及湿砌耐火砖周围填充耐火颗粒、安装24组阴极炭块组、电解槽槽体的长度方向侧边浇注高强防渗料、电解槽槽体的宽度方向浇注轻质浇注料、浇注料达到强度后上方砌一层耐火砖、碳化硅板、炭块、捣打碳间糊及周围糊。
附图说明
图1为一种预焙阳极铝电解槽组合结构的电解槽槽体和阳极集气罩的组合结构示意图；
图2为一种预焙阳极铝电解槽组合结构的废气处理的流程结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
如图1、图2所示的一种预焙阳极铝电解槽组合结构，包括电解槽槽体1、内衬结构2、阳极炭块3和阳极母线架4，所述内衬结构2设置在电解槽槽体1的内壁上，所述阳极炭块3放置在电解槽槽体1内的电解液11中，所述阳极母线架4架设在电解槽槽体1上并连接着阳极炭块3，其特征在于：还包括阳极集气罩5和阳极废气处理系统6，所述阳极集气罩5扣在电解槽槽体1上，并且在电解槽槽体1和阳极集气罩5的外边沿设有相互锁在一起的锁紧扣，所述阳极集气罩5内设有通往阳极废气处理系统6的阳极排烟管7，所述阳极母线架4处于阳极集气罩5外部；所述阳极集气罩5通过升降机8固定在电解车间的横梁上用于上下升降，升降机通过卷绳和放绳来提升和降低阳极集气罩。优选的，为了快速的将废气从电解槽槽体 1上方抽离，所述阳极排烟管7朝向阳极集气罩5内的一端还设有抽气泵9。
阳极槽中产生的废气主要是氟气，以及氟气中夹带着少量的氟化氢气体，为了将两种气体充分溶解反应成无害气体在排放，利用阳极废气处理系统进行处理，通过NaOH碱液吸收和水溶解吸收进行处理。所述阳极废气处理系统6包括文丘里喷射器60、氟气缓冲罐61、氟气洗剂塔62和循环泵63，所述文丘里喷射器60一端连接在阳极排烟管7上，另一端连通于氟气缓冲罐61，氟气缓冲罐61连通于氟气洗剂塔62，氟气洗剂塔62的上方设有喷淋管64，氟气洗剂塔62、循环泵63和喷淋管64之间构成碱液的循环路，在氟气洗剂塔62上方还设有新鲜水供应管65，氟气洗剂塔62的侧壁上方还设有加碱口66。在氟气缓冲罐61上还设有排液口，在氟气洗剂塔的底部还设有废水排液管机排液阀。
阳极废气处理系统处理的原理是：
氢氧化钠浓度为2％时，反应方程式为：
F2+H20＝OF2+2HF
HF+NaOH＝NaF+H2O
总反应方程式为：
2F2+2NaOH＝2NaF+H20+OF2↑
OF2+H20＝2HF+O2(在水中缓慢进行)
氢氧化钠浓度为10％-15％时，反应方程式为：
2F2+4NaOH＝4NaF+O2↑+2H2O
HF+NaOH＝NaF+H2O
以上反应方程式可以看出，该反应产物由碱液浓度控制，碱液浓度低时会产生OF2，OF2 是有毒气体，有着极强的刺激性和腐蚀性；虽然OF2会在水中水解，但较为缓慢，在实际工业生产中将氢氧化钠的浓度提高至10％—15％，可避免OF2产生。电解槽阳极产生的氟气经过文丘里喷射管60和压缩空气的混合比例为1:6混合后进入氟气缓冲罐61，由氟气缓冲罐 61进入氟气洗剂塔62，氟气洗剂塔62内的新鲜水装入量为液位计高度1/2～2/3处，从人工加碱口66处加碱液至浓度为10％-15％，碱液由循环泵63进料至氟气洗剂塔62的上部进行喷淋，碱液由上至下，HF气体由下至上进行充分接触反应，反应产生的少量氧气由氟气洗剂塔 62顶部至排空塔架放空。还需要定期将NaF溶液排至废水处理。
优选的，所述氟气洗剂塔62的正上方还设有抽气机67，抽气机67通过废气管连通于燃烧室68，燃烧室68内设有火嘴，并且燃烧室68还连接有鼓风机69，鼓风机69向燃烧室内鼓入空气或者氧气，燃烧后的氧气或者二氧化碳气体从燃烧室的排放口排入大气中。
所述内衬结构2由电解槽槽体1的底板表面向上依次构成的为：60mm厚硅酸钙板、两层干砌硅藻土保温层、硅酸钙板与干砌硅藻土保温层之间填氧化铝粉、两层湿砌耐火砖、湿砌耐火砖与干砌硅藻土保温层之间及湿砌耐火砖周围填充耐火颗粒、安装24组阴极炭块组、电解槽槽体的长度方向侧边浇注高强防渗料、电解槽槽体的宽度方向浇注轻质浇注料、浇注料达到强度后上方砌一层耐火砖、碳化硅板、炭块、捣打碳间糊及周围糊。
以上对本实用新型提供的一种预焙阳极铝电解槽组合结构进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种预焙阳极铝电解槽组合结构，包括电解槽槽体、内衬结构、阳极炭块和阳极母线架，所述内衬结构设置在电解槽槽体的内壁上，所述阳极炭块放置在电解槽槽体内的电解液中，所述阳极母线架架设在电解槽槽体上并连接着阳极炭块，其特征在于：还包括阳极集气罩和阳极废气处理系统，所述阳极集气罩扣在电解槽槽体上，并且在电解槽槽体和阳极集气罩的外边沿设有相互锁在一起的锁紧扣，所述阳极集气罩内设有通往阳极废气处理系统的阳极排烟管，所述阳极母线架处于阳极集气罩外部；所述阳极集气罩通过升降机固定在电解车间的横梁上用于上下升降。
2.根据权利要求1所述的一种预焙阳极铝电解槽组合结构，其特征在于：所述阳极废气处理系统包括文丘里喷射器、氟气缓冲罐、氟气洗剂塔和循环泵，所述文丘里喷射器一端连接在阳极排烟管上，另一端连通于氟气缓冲罐，氟气缓冲罐连通于氟气洗剂塔，氟气洗剂塔的上方设有喷淋管，氟气洗剂塔、循环泵和喷淋管之间构成碱液的循环路，在氟气洗剂塔上方还设有新鲜水供应管，氟气洗剂塔的侧壁上方还设有加碱口。
3.根据权利要求2所述的一种预焙阳极铝电解槽组合结构，其特征在于：在氟气缓冲罐上还设有排液口，在氟气洗剂塔的底部还设有废水排液管机排液阀。
4.根据权利要求1所述的一种预焙阳极铝电解槽组合结构，其特征在于：所述阳极排烟管朝向阳极集气罩内的一端还设有抽气泵。
5.根据权利要求3所述的一种预焙阳极铝电解槽组合结构，其特征在于：所述氟气洗剂塔的正上方还设有抽气机，抽气机通过废气管连通于燃烧室，燃烧室内设有火嘴，并且燃烧室还连接有鼓风机，鼓风机向燃烧室内鼓入空气或者氧气。
6.根据权利要求1所述的一种预焙阳极铝电解槽组合结构，其特征在于：所述内衬结构由电解槽槽体的底板表面向上依次构成的为：60mm厚硅酸钙板、两层干砌硅藻土保温层、硅酸钙板与干砌硅藻土保温层之间填氧化铝粉、两层湿砌耐火砖、湿砌耐火砖与干砌硅藻土保温层之间及湿砌耐火砖周围填充耐火颗粒、安装24组阴极炭块组、电解槽槽体的长度方向侧边浇注高强防渗料、电解槽槽体的宽度方向浇注轻质浇注料、浇注料达到强度后上方砌一层耐火砖、碳化硅板、炭块、捣打碳间糊及周围糊。
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