一種焙燒煙氣治理系統及治理方法與流程

2023-12-01 04:43:21 2

本發明涉及一種煙氣治理系統及治理方法，尤其涉及一種焙燒煙氣治理系統及治理方法，主要應用於電解鋁廠碳素煙氣淨化處理及其它相關的含有二氧化硫等酸性氣體、焦油和粉塵的廢氣處理領域，如電極和煉焦行業。

背景技術：

電解鋁行業碳素廠主要的汙染物是陽極焙燒過程中產生的焙燒煙氣，焙燒煙氣中含有焦油、粉塵、氟化氫、苯丙芘和二氧化硫等。隨著國家環保標準的提高，國家對各種汙染物排放指標要求越來越高，許多新建和改造的企業均面臨著環保壓力。且市場上碳素原材料中硫的成分增加，導致焙燒爐出口煙氣中二氧化硫成分大幅升高，高於國家排放標準的要求。在個別汙染物控制嚴格的區域，進行總量控制，也需要對氟化氫、二氧化硫等酸性氣體進行特殊處理，使其遠低於國家濃度排放標準的要求進行排放。

目前碳素廠焙燒煙氣淨化處理採用主要方法有以下幾種：

（1） 電捕焦油器+氧化鋁幹法吸附的工藝

從焙燒爐來的焙燒煙氣經過電捕焦油捕集焦油和粉塵，再經過氧化鋁幹法吸附除去其中的氟化氫氣體。

該方法雖然可以去除焙燒煙氣中的焦油、粉塵、苯丙芘和氟化物，但是無法去除其中的二氧化硫。對於國內目前大部分以高硫焦為原料生產的碳素廠來說，均存在二氧化硫超標的問題，因此該方法不能從徹底解決焙燒煙氣中汙染物的問題。

同時從焙燒煙氣淨化返回的氧化鋁中含有焦油，造成氧化鋁粘度增加，不利於氧化鋁輸送和在電解槽中擴散，易增加電解槽效應，降低電流效率。

（2） 溼法噴淋+電捕焦油器

從焙燒爐來的焙燒煙氣經過冷卻塔溼法洗滌，除去其中氟化氫和二氧化硫，再經過電捕焦油器除去其中的粉塵和焦油。

該方法可以雖然去除焙燒煙氣中的二氧化硫、焦油、粉塵和氟化物，但是無法去除其中的苯丙芘，不能徹底去除焙燒煙氣中的汙染物。且該工藝會造成設備和管道腐蝕等問題，增加設備運行費用，降低系統的運行穩定性。

（3）焚燒爐+幹法（氧化鈣）的工藝

從焙燒爐來的焙燒煙氣經過焚燒爐除去其中的焦油，再經過幹法除去其中的氟化氫和二氧化硫等有害氣體。

該工藝可以去除煙氣中大部分的二氧化硫、粉塵、苯丙芘、焦油和氟化物，但是氟化物去除效率不高，且焚燒爐阻力損失較大，系統能耗較高，還需要耗費一定的燃氣，整體運行成本較高。

綜合分析，以上幾種方法存在著系統能耗較高、設備投資高、汙染物處理不徹底、設備腐蝕嚴重等缺點。

隨著碳素行業的發展，汙染物排放可能最終會達到煙囪粉塵排放最終達到5mg/Nm3，總氟排放達到0.8mg/Nm3，二氧化硫排放達到100mg/Nm3，甚至更低的50mg/Nm3的標準。因此需要開發新的焙燒煙氣淨化治理工藝處理新建碳素廠產生的焙燒煙氣，或對現有的焙燒煙氣淨化系統進行全面的升級改造，以滿足現在和未來國家環保標準的需要。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題本發明提供一種焙燒煙氣治理系統及治理方法，目的是有效處理掉焙燒煙氣中的各種汙染物，使其達到無二次汙染、設備簡單、易操作、系統運行穩定、運行維護費用低。

為達到上述目的，本發明是這樣實現的：一種焙燒煙氣治理系統，包括煙道，煙道分別與冷卻塔頂部和煙囪的底部相通，冷卻塔的下部通過電捕焦油器煙道與電捕焦油器連接，電捕焦油器通過電捕焦油器後煙道與反應器連接，反應器通過原料輸送管道與消化器連接，反應器通過管道與布袋除塵器上部連接，布袋除塵器通過循環料輸送管道與反應器連接，消化器通過管道與原料倉連接，在布袋除塵器底部通過廢料輸送管道與物料提升機連接，物料提升機通過廢料輸送管道與廢料倉連接，反應器的頂部通過布袋除塵器後煙道與煙囪連接。

在通往冷卻塔的煙道中和冷卻塔中設有噴水滅火裝置，在冷卻塔進煙和排煙處設有溫度檢測裝置。

布袋除塵器後煙道與煙囪之間設有風機。

原料倉內的鹼性顆粒原料經過消化器進行幹法或半乾法消化。

鹼性顆粒為氧化鈣、氫氧化鈣、氧化鎂或氫氧化鎂。

反應器為文丘裡、管道式或其它形式的混合設備，數量為1-20個。

冷卻塔的數量為1-6個。

電捕焦油器的數量為1-6個。

布袋除塵器為脈衝布袋除塵器、反吹風布袋除塵器或選裝噴吹布袋除塵器，數量為1-20個。

煙囪數量為1-6個。

物料提升機為氣力提升機或鬥式提升機，數量為1-6個。

原料倉數量為1-4個。

廢料倉數量為1-4個。

一種焙燒煙氣治理系統的治理方法，煙道中需要治理的煙氣送到冷卻塔中進行冷卻，冷卻後送到電捕焦油器除去焦油和部分的粉塵，再送到反應器，消化後的鹼性顆粒以及從布袋除塵器來的循環鹼性顆粒在反應器與煙氣進行混合，混合後的煙氣，在反應器和之後的管道中完成大部分的吸附作用，除去其中的二氧化硫、氟化氫和苯丙芘，然後進入布袋除塵器中完成氣固分離，除去煙氣中的顆粒物，淨化後達標的煙氣經布袋除塵器後煙道，由煙囪排入大氣，經過吸附後的廢料，先貯存在在廢料倉中，再經無害化填埋處理。

需要治理的煙氣含氟化氫和二氧化硫。

鹼性顆粒加入量根據煙囪監測數據進行調整。

本發明的優點效果：本發明不僅適用於碳素廠焙燒煙氣淨化處理，同樣適用於煉焦、煉油等含有粉塵或焦油、以及產生酸性氣體的行業和領域。不但可以去除煙氣中的粉塵、焦油等汙染物，也可以去除氟化氫、二氧化硫等酸性氣體，以及致癌的苯並庇等高毒性氣體，是一種治理多汙染物氣體的綜合方法。

本發明工藝流程簡單、無二次汙染，無管道腐蝕，汙染物治理徹底，運輸量小，運行維護簡單，具有較高的市場前景。

附圖說明

圖1 是本發明結構示意圖。

圖中：1、煙道；2、冷卻塔；3、電捕焦油器煙道；4、電捕焦油器；5電捕焦油器後煙道；6、反應器；7、布袋除塵器；8、布袋除塵器後煙道；9、風機；10、煙囪；11、消化器；12、原料輸送管道；13、循環料輸送管道；14、廢料輸送管道；15、物料提升機；16、原料倉；17、廢料倉。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明加以詳細描述，但本發明的保護範圍不受示意圖所限。

如圖1所示本發明一種焙燒煙氣治理系統，包括煙道1，煙道1分別與冷卻塔2頂部和煙囪10的底部相通，冷卻塔2的下部通過電捕焦油器煙道3與電捕焦油器4連接，電捕焦油器4通過電捕焦油器後煙道5與反應器6連接，反應器6通過原料輸送管道12與消化器11連接，反應器6通過管道與布袋除塵器7上部連接，布袋除塵器7下部通過循環料輸送管道13與反應器6連接，消化器11通過管道與原料倉16連接，在布袋除塵器7底部通過廢料輸送管道14與物料提升機15連接，物料提升機15通過廢料輸送管道16與廢料倉17連接，反應器7的頂部通過布袋除塵器後煙道8與煙囪10連接。

在通往冷卻塔2的煙道1中和冷卻塔2中設有噴水滅火裝置，在冷卻塔2進煙和排煙處設有溫度檢測裝置。

布袋除塵器後煙道8與煙囪10之間設有風機9。

原料倉16內的鹼性顆粒原料經過消化器11進行幹法或半乾法消化。

鹼性顆粒為氧化鈣、氫氧化鈣、氧化鎂或氫氧化鎂。

反應器6為文丘裡、管道式或其它形式的混合設備，數量為1-20個。

冷卻塔2的數量為1-6個。

電捕焦油器4的數量為1-6個。

布袋除塵器7為脈衝布袋除塵器、反吹風布袋除塵器或選裝噴吹布袋除塵器，數量為1-20個。

煙囪10數量為1-6個。

物料提升機15為氣力提升機或鬥式提升機，數量為1-6個。

原料倉16數量為1-4個。

廢料倉17數量為1-4個。

一種焙燒煙氣治理系統的治理方法，煙道1中需要治理的煙氣送到冷卻塔2中進行冷卻，冷卻後送到電捕焦油器4除去焦油和部分的粉塵，再送到反應器6，消化後的鹼性顆粒以及從布袋除塵器7來的循環鹼性顆粒在反應器6與煙氣進行混合，混合後的煙氣，在反應器6和之後的管道中完成大部分的吸附作用，除去其中的二氧化硫、氟化氫和苯丙芘，然後進入布袋除塵器7中完成氣固分離，除去煙氣中的顆粒物，淨化後達標的煙氣經布袋除塵器後煙道8，由煙囪10排入大氣，經過吸附後的廢料，先貯存在在廢料倉17中，再經無害化填埋處理。需要治理的煙氣含氟化氫和二氧化硫。鹼性顆粒加入量根據煙囪監測數據進行調整。

為了防止煙道著火損傷設備，在焙燒煙氣進口和風機之間設置防火煙道。

在布袋除塵器7出口設有粉塵洩露檢測裝置，可以檢測布袋洩露。

在煙囪10出口設有氣體成分檢測裝置，可以檢測汙染物排放是否達標。