電解鋁煙氣脫硫脫氟一體化方法
2023-07-23 20:14:21 1
專利名稱：電解鋁煙氣脫硫脫氟一體化方法
技術領域：
本發明涉及一種電解鋁煙氣脫硫脫氟一體化方法，屬環境保護技術領域。
背景技術：
鋁工業是國民經濟發展的重要基礎原材料產業，我國是世界第一大產鋁國和鋁消費國。大型企業產能集中，電解鋁生產過程中SO2排放汙染也日益突出，同時排放廢氣中含有氟化物。治理和回收鋁廠煙氣中的SO2和氟化物，並實現資源利用，是世界鋁工業的難題。 在全球轉變經濟增長方式和發展低碳經濟的新形勢下，按照我國大力推行節能減排和實現產業升級的政策要求，治理和回收鋁廠煙氣中的SO2和氟化物，並實現資源利用，對推動我國鋁工業節能減排和產業升級並創造良好的經濟、社會、環境效益具有重要的現實意義。電解鋁煙氣具有「大煙氣量、低SO2濃度、含氟」等特點，特別是GB25435-2010《鋁工業汙染物排放標準》實施後，電解鋁排放煙氣不能達到《鋁工業汙染物排放標準》規定的排放限值，急需先進合理、經濟適用的治理技術，也是當前環境保護及清潔生產急需解決的問題。經文獻檢索，未見與本發明相同的公開報導。
發明內容
本發明的目的在於提供一種電解鋁生產中電解槽煙氣脫硫脫氟一體化的方法。本發明是在本公司專利(ZL200410022641. 3和ZL200610048701. 8)技術的基礎上，針對電鋁行業煙氣中SO2和氟化物同時治理需要，在氨法脫硫過程中，洗滌吸收塔吸收 SO2的同時將F—離子吸收後溶解在系統內硫酸銨溶液中，F—離子和NH4+形成氟化銨NH4F,硫銨工序中硫酸銨晶粒稠厚分離，氟化銨然溶解在分離出來的硫酸銨溶液中，將硫酸銨稠厚分離的液體進行脫氟處理，脫氟產物冰晶石及氧化鋁粉塵一起過濾回收，送電解鋁廠循環利用，氨法脫硫產生的(NH4)2S03、NH4HSO3直接催化氧化得化肥硫酸銨，有效利用資源，實現煙氣和氟化物治理一體化工藝，實現廢棄物資源化利用。本發明的電解鋁煙氣脫硫脫氟一體化的方法步驟如下a.煙氣中的吸收、亞鹽氧化、硫酸銨生產操作步驟同現有方法(本公司專利 ZL200410022641. 3 和 ZL200610048701. 8)；b.洗滌吸收塔在吸收的同時將F—離子吸收後溶解在系統內硫酸銨溶液中， F—離子和NH4+形成氟化銨NH4F ；C.硫酸銨的分離過程中，在稠厚槽中，硫銨晶漿懸浮液中晶粒下沉，在底部聚集，上清液溢流回到結晶塔；稠厚槽底部晶粒放入離心機進行固液分離，分離出的含氟化銨的硫酸銨清液送入濾液槽存儲，然後溢流進入帶攪拌器的脫氟槽，在脫氟槽中添加脫氟齊IJ Al2 (SO4) 3、Na2SO4, NaOH進行反應，脫氟劑的添加量以溶液中的F_的含量為基準，按 Al2(SO4)3/2F-摩爾比=1. 1 1. 5，Na2S04/2F-摩爾比=1. 2 2. 5先後分別添加，利用 NaOH調節PH值；先添加Al2 (SO4) 3，控制反應溫度40 75°C、反應時間30 50min，再添加妝2504、用NaOH溶液調節PH值為5. 5 7. 5、反應溫度50 75°C，反應時間30 40min， 最終生成脫氟產物冰晶石Na3AlF6沉澱；其反應式為HF+NH3 —NH4F6NH4F+1/2A12 (SO4) 3 · 18H20 — (NH4) 3AlF6+3/2 (NH4) 2S04+18H20(NH4) 3AlF6+3/2Na2S04 · IOH2O — Na3AlF6 I +3/2 (NH4) 2S04+10H20 ；b.渣塵回收經過脫氟工藝處理後，含冰晶石(Na3AlF6)沉澱及捕集了氧化鋁 (AL2O3)粉塵的反應液通過泵打入過濾機過濾除渣，最終的冰晶石及氧化鋁混合渣塵送電解鋁主廠回收利用。本方法所用設備脫硫部分為本公司專利ZL200410022641. 3和ZL200610048701. 8 中的設備，脫氟設備為帶攪拌器的溶解槽和反應斧。本發明的優點在於1、本發明解決了電解鋁煙氣溼法脫硫存在的煙氣中的氟離子被吸收富集問題，實現了煙氣和氟化物治理一體化；2、本發明的脫硫效率彡95%，脫氟效率彡80%，煙氣排放濃度< 50mg/Nm3，F 濃度 < ;3mg/Nm3 ；3、本發明同時回收了硫和氟資源，脫氟產物冰晶石及氧化鋁粉塵一起過濾回收， 送電解鋁廠循環利用，有效利用資源，形成新的產業鏈，為企業創造效益；4、本發明的設備投資和運行成本費低。
附圖為本發明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式本方法中電解鋁煙氣氨法脫硫過程操作條件同現有技術，涉及到本公司的相關專利(發明專利號:ZL200410022641. 3和ZL200610048701. 8)。本方法產品硫酸銨生產過程操作條件同現有技術。本方法所用設備脫硫部分為本公司專利ZL20041002^41. 3和 ZL200610048701. 8中的設備，脫氟設備為市售的帶攪拌器的溶解槽和反應斧。實施例步驟如下a.煙氣中的吸收、亞鹽氧化、硫酸銨生產操作步驟同現有方法(本公司專利 ZL200410022641. 3 和 ZL200610048701. 8)；b.洗滌吸收塔在吸收的同時將F—離子吸收後溶解在系統內硫酸銨溶液中， F—離子和NH4+形成氟化銨NH4F ；c.硫酸銨的分離過程中，在稠厚槽中，硫銨晶漿懸浮液中晶粒下沉，在底部聚集，上清液溢流回到結晶塔。稠厚槽底部晶粒放入離心機進行固液分離，分離出的含氟化銨的硫酸銨清液送入濾液槽存儲，然後溢流進入帶攪拌器的脫氟槽，在脫氟槽中添加脫氟齊IJ Al2 (SO4) 3、Na2SO4, NaOH進行反應，脫氟劑的添加量以溶液中的F_的含量為基準，按 Al2 (SO4) 3/2F_ 摩爾比=1. 1 或 1. 3 或 1. 5，Na2S04/2F_ 摩爾比=1. 2 或 2. 0 或 2. 5 先後分別添加，利用NaOH調節PH值；先添加Al2 (SO4) 3，控制反應溫度40或50或75°C、反應時間30 或40或50min，再添加Na2SO4、用NaOH溶液調節PH值為5. 5或6. 5或7. 5，反應溫度50或60或75°C，反應時間30或35或40min，最終生成脫氟產物冰晶石Na3AlF6沉澱；其反應式為HF+NH3 — NH4F6NH4F+1/2A12 (SO4) 3 · 18H20 — (NH4) 3AlF6+3/2 (NH4) 2S04+18H20(NH4) 3AlF6+3/2Na2S04 · IOH2O — Na3AlF6 I +3/2 (NH4) 2S04+10H20 ；b.渣塵回收脫氟工藝處理後，含冰晶石(Na3Alig及氧化物(AL2O3)粉塵的反應液通過泵打入過濾機過濾除渣，最終的冰晶石及氧化鋁混合渣塵送電解鋁主廠回收利用。實際應用表明本方法有效利用資源，實現了煙氣SA和氟化物治理一體化工藝， 實現了廢棄物資源化利用，保證了產品硫酸銨產品的品質。
權利要求
1. 一種電解鋁用煙氣脫硫脫氟一體化方法，包括煙氣中SA的吸收、亞鹽氧化、硫酸銨生產工序；其特徵在於該方法還包括脫氟及渣塵回收工序，具體如下a.脫氟工序硫酸銨生產工序分離出的含氟化銨的硫酸銨清液送入濾液槽存儲，然後溢流進入帶攪拌器的脫氟槽，在脫氟槽中添加脫氟劑A12(S04)3、Na2SCV NaOH進行反應，脫氟劑的添加量以溶液中的F_的含量為基準，按Al2(SO4)3/2F_摩爾比=1. 1 1.5， Na2S04/2F_摩爾比=1. 2 2. 5先後分別添加，利用NaOH調節PH值；先添加Al2 (SO4) 3，控制反應溫度40 75°C、反應時間30 50min，再添加妝2504、用NaOH溶液調節PH值為5. 5 7. 5、反應溫度50 75°C，反應時間30 40min，最終生成脫氟產物冰晶石Na3AlF6沉澱；其反應式為HF+NH3 — NH4F6NH4F+1/2A12(S04)3 · 18H20— (NH4) 3AlF6+3/2 (NH4) 2S04+18H20(NH4) 3AlF6+3/2Na2S04 · IOH2O — Na3AlF6 I +3/2 (NH4) 2S04+IOH2O ；b.渣塵回收脫氟工藝處理後，含冰晶石Na3AlF6及氧化物AL2O3粉塵的反應液通過泵打入過濾機過濾除渣，冰晶石及氧化鋁混合渣塵送電解鋁主廠回收利用。
全文摘要
本發明涉及一種電解鋁煙氣脫硫脫氟一體化方法，屬環境保護技術領域。本發明是在本公司專利(ZL200410022641.3和ZL200610048701.8)技術的基礎上的改進，即在氨法脫硫過程中，洗滌吸收塔吸收SO2的同時將F-離子吸收溶解在系統內硫酸銨溶液中，形成氟化銨；在硫酸銨晶粒分離時，氟化銨仍溶解在硫酸銨溶液中，將硫酸銨晶體分離的液體進行脫氟處理，將脫氟產物冰晶石及氧化鋁粉塵過濾回收，並循環利用。本發明的優點為解決了電解鋁煙氣溼法脫硫存在的煙氣中的氟離子被吸收富集問題，實現了煙氣SO2和氟化物治理一體化；脫硫效率≥95％，脫氟效率≥80％，煙氣排放SO2濃度＜50mg/Nm3，F-濃度＜3mg/Nm3；有效利用了資源，經濟效益高。
文檔編號B01D53/50GK102228775SQ20111011749
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月9日 優先權日2011年5月9日
發明者劉應隆, 周錫飛, 夏仁江, 曾子平, 陳曉麗 申請人:雲南亞太環境工程設計研究有限公司