鋁電解含氟煙氣的淨化工藝的製作方法
2023-12-12 16:42:52 2
專利名稱：鋁電解含氟煙氣的淨化工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁電解含氟煙氣的淨化工藝。
背景技術：
預焙陽極鋁電解槽在生產過程中產生氟化物等(氟化物16～25Kg/t.Al)主要有害物，是一個對大氣汙染較嚴重的生產工藝。其通常採用煙氣幹法淨化措施，即採用氧化鋁吸附煙氣中的氟化氫以淨化煙氣中的有害物，控制氟化物排放量，以達到國家環保排放標準，減少對周圍環境的汙染。
鋁電解槽煙氣幹法淨化均利用鋁電解生產原料氧化鋁對氟化氫氣體有較強的吸附能力的機理，用它對含氟煙氣進行幹法淨化，吸附煙氣中的氟化氫等有害物氣體，吸附後的氧化鋁返回到生產工藝中，直接回收氟，是具有綜合利用的淨化工藝。而淨化後的煙氣能否達到國家環保排放標準，就對煙氣淨化效率提出了要求。
目前我國鋁電解煙氣淨化技術有如下幾種一是採用脈衝袋式除塵器和管道化法淨化反應器，以及現在已發展了的長袋脈衝袋式除塵器和優化的管道化淨化技術。
二是脈衝袋式除塵器和VRI淨化反應器淨化技術。
三是菱型反吹風除塵器和文丘裡淨化反應器淨化技術。
四是脈衝袋式除塵器和沸騰床吸附反應器淨化技術。
現有的淨化技術均採用生產所需氧化鋁全部通過淨化系統，另外，為增大接觸面積保證淨化效果，還加入一定量的循環氧化鋁。氧化鋁與含氟煙氣的混合過程，無論是利用風動溜槽把新鮮氧化鋁和循環氧化鋁分別加入煙管中的「管道化法」，還是利用VRI反應器把新鮮氧化鋁和循環氧化鋁同時加入袋式除塵器前煙管中的「VRI反應法」等等，均由於新鮮氧化鋁和含氟氧化鋁料量分配不均而與煙氣的混合均勻程度不理想或是吸附反應時間過短而影響氟化氫氣體吸附淨化效率，因此，現有的鋁電解煙氣淨化技術在實際應用中還是不夠理想。
鋁電解槽煙氣幹法淨化系統中的袋式除塵器還不同於其應用在其它行業，不僅僅限於過濾功能，還有一個吸附淨化功能，因此，從袋式除塵器主機的結構、濾料和配件、清灰控制等都要考慮吸附淨化和過濾分離的作用。尤其隨著電解槽大型化技術的迅速發展，電解的產能所配套的煙氣淨化系統也隨著增大，如何保證氟化氫氣體吸附淨化效率的問題就更為突出。
發明內容
本發明的目的在於提供一種流程短、淨化效率高、電能消耗低、運行可靠、無二次汙染、操作管理方便，並能徹底地解決鋁電解槽的煙氣汙染問題的鋁電解煙氣n型噴射兩級逆流吸附幹法淨化工藝，以克服現有技術存在的不足。
本發明是這樣實現的它將電解槽產生的煙氣通過排煙支管、排煙次幹管、排煙主幹管及排煙總管匯集在一起進入脈衝噴吹淨化過濾器，在進入脈衝噴吹淨化過濾器前，採用兩級加料；第一級把含氟氧化鋁加入到排煙總管，含氟氧化鋁在排煙總管內與煙氣中氟化氫氣體混合先進行吸附反應，第二級將新鮮氧化鋁加入到脈衝噴吹淨化過濾器前的各個煙道氣流中進行吸附反應，上述經兩級吸附後的煙氣和含氟氧化鋁再進入脈衝噴吹淨化過濾器中進行過濾分離，分離出的含氟氧化鋁輸送到含氟氧化鋁倉，一部分作為生產原料供電解槽生產使用，一部分返回到脈衝噴吹淨化過濾器前的排煙總管內與煙氣中氟化氫氣體混合；淨化後的煙氣經排煙風機送入煙囪排空。
第一級加料採用爪形加料裝置把含氟氧化鋁按規定量加入到排煙總管。
第二級加料採用分料箱和n型噴射反應器將新鮮氧化鋁定量加入到脈衝噴吹淨化過濾器前的各個煙道氣流中。
排煙總管中的含氟煙氣在進入n型噴射反應器與新鮮氧化鋁進行吸附反應前先通過風量分配管進行氣流分配，風量分配管分出的風管數與脈衝噴吹淨化過濾器的煙氣處理單元組數一一對應。
採用新型卸灰裝置、風動溜槽、密封箱和空氣提升機將脈衝噴吹淨化過濾器分離出的含氟氧化鋁輸送到含氟氧化鋁倉。
排煙次幹管採用變徑設計且每條次幹管所帶的電解槽數n為5～18臺，起始端的電解槽與末端的電解槽的間距不大於120米。
排煙管網中的排煙主幹管採用同程設計，每條排煙主幹管的長度相等，每條排煙次幹管的長度相等，每條排煙主幹管及每條排煙次幹管之間的長度差不大於10米；局部異程設計的變徑排煙次幹管通過電解槽排煙支管上的調節閥的閥門角度調節阻力，使每臺電解槽均勻排風。
本發明與現有技術相比，由於採用了新型的鋁電解脈衝噴吹淨化過濾器，將吸附劑氧化鋁和煙氣中氟化氫氣體充分接觸混合的吸附反應和將含有氟化氫的氧化鋁過濾分離作用兩者結合為一體，結構緊湊，並有利提高吸附淨化氟化氫效果和收集氧化鋁效率；而採用袋式除塵器新型卸灰裝置，既能保證密封，又能連續均勻卸灰，並無易損件；由於採用了分料箱，能將氧化鋁量進行比較均勻分配，從而保證進入每個n型噴射反應器的氧化鋁量達到設計值，使相同量的氧化鋁原料均勻地加入到脈衝噴吹淨化過濾器中的每一臺煙氣處理單元中；採用爪形加料裝置，既能通過氧化鋁阻斷氣流又能把氧化鋁均勻地分配至排煙總管內，從而保證含氟氧化鋁與煙氣的混合均勻程度；由於採用了密封箱，既能隔斷氧化鋁輸送過程中設備間氣流，又能及時清理雜質並保證系統連續運行情況；由於採用了空氣提升機，能連續進料和排料，並且設備運行可靠，維護簡單、密封性好、能耗低；由於電解車間通常有幾百米至上千米的長度，每棟廠房配置的電解槽臺數有幾十臺到一百餘臺，起始端的電解槽與末端的電解槽相距幾百米，就很難做到每臺槽等量排風，從而就不能保證集氣效率。想要做到等量排風的困難之處是如何保持排煙幹管全長上的靜壓恆定。通常在風機運轉情況下，風管的全壓損失是沿著長度方向增加的，因此要使靜壓保持不變，必須使動壓沿著氣流方向逐漸降低，也就是說，風管的截面應沿著氣流方向逐漸擴大，因此，在設計上採用了變徑的排煙次幹管，並且縮短了排煙次幹管的長度，即每條次幹管所帶的電解槽數控制在n＝5～18臺，控制起始端的電解槽與末端的電解槽間距在120米以內(一般在60米左右)，減小最近端與最遠端阻力不平衡率以利於每臺槽排煙的阻力平衡；排煙管網主幹管採用同程設計，即每條主幹管的長度大致相等，並使每條次幹管的長度儘量相等，局部異程的變徑次幹管通過電解槽排煙支管上的調節閥的閥門角度調節阻力，使每臺電解槽均勻排風，從而保證較高的集氣效率；由於排煙管網主管採用同程設計，局部異程的幹管通過電解槽排煙支管上的調節閥調節，使每臺電解槽均勻排風，從而保證集氣效率；脈衝噴吹淨化過濾器前的風量分配管能將排風均勻分配，從而保證進入淨化過濾器中每一臺煙氣處理單元的風量均勻，使每臺煙氣處理單元的負荷相等，有助於提高淨化效率。由於採用了上述兩級逆流吸附技術，既能均勻地分配風量及物料，又能使氧化鋁和氟化氫充分反應，從而保證較高的淨化效率，使煙氣達到國家環保排放標準。
附圖1為本發明的工藝流程示意圖。
圖中1-煙囪，2-排煙風機，3-脈衝噴吹淨化過濾器，4-風量分配管，5-排煙總管，6-排煙主幹管，7-排煙次幹管，8-調節閥門，9-排煙支管，10-電解槽，11-新鮮氧化鋁倉，12-風動溜槽，13-密封箱，14-計量裝置，15-分料箱，16-n型噴射反應器，17-新型卸灰裝置，18-空氣提升機，19-含氟氧化鋁倉，20-爪形加料裝置。
具體實施例方式
具體實施例方式如附圖1所示，在本發明中所採用的排煙風機2、風動溜槽12、計量裝置14等均可採用市場上出售的成品；脈衝噴吹淨化過濾器3、n型噴射反應器16、新型卸灰裝置17、分料箱15、爪形加料裝置20、密封箱13、空氣提升機18等可按實際使用的工藝技術條件進行訂貨，由專業製造廠進行製作。
在進行煙氣淨化處理時，所有電解槽10均用小型活動蓋板和上部蓋板密閉，槽內煙氣通過集氣罩及上部的聯結支管與系統連接，每臺電解槽10的排煙支管9均接在室外架空的水平排煙次幹管7上，排煙次幹管7匯合至排煙主幹管6，再由排煙總管5接至脈衝噴吹淨化過濾器3，經過淨化後的煙氣，通過排煙風機2送入煙囪1排空；煙氣在進入脈衝噴吹淨化過濾器3之前，將由分料箱15分配後的新鮮氧化鋁定量加入脈衝噴吹淨化過濾器3前的各個煙道氣流中，通過n型噴射反應器16與煙氣中氟化氫氣體混合，排煙總管中的含氟煙氣在進入n型噴射反應器與新鮮氧化鋁進行吸附反應前先通過風量分配管4進行氣流分配，風量分配管4分出的風管數與脈衝噴吹淨化過濾器3的煙氣處理單元組數一一對應，其風管數m最好控制在m＝4～8組。
吸附後的氧化鋁通過脈衝噴吹淨化過濾器3分離收集下來，經風動溜槽12、空氣提升機18等輸送設備送到含氟氧化鋁貯倉19，一部分供電解槽10生產使用，一部分再通過爪形加料裝置20返回到脈衝噴吹淨化過濾器3前的排煙總管5內與煙氣中氟化氫氣體混合，使氟化氫氣體充分被氧化鋁吸附。
權利要求
1.一種鋁電解含氟煙氣的淨化工藝，其特徵在於它將電解槽產生的煙氣通過排煙支管、排煙次幹管、排煙主幹管及排煙總管匯集在一起進入脈衝噴吹淨化過濾器，在進入脈衝噴吹淨化過濾器前，採用兩級加料；第一級把含氟氧化鋁加入到排煙總管，含氟氧化鋁在排煙總管內與煙氣中氟化氫氣體混合先進行吸附反應；第二級將新鮮氧化鋁加入到脈衝噴吹淨化過濾器前的各個煙道氣流中進行吸附反應，上述經兩級吸附後的煙氣和含氟氧化鋁再進入脈衝噴吹淨化過濾器中進行過濾分離，分離出的含氟氧化鋁輸送到含氟氧化鋁倉，一部分作為生產原料供電解槽生產使用，一部分返回到脈衝噴吹淨化過濾器前的排煙總管內與煙氣中氟化氫氣體混合，淨化後的煙氣經排煙風機送入煙囪排空。
2.根據權利要求1所述的鋁電解含氟煙氣的淨化工藝，其特徵在於第一級加料採用爪形加料裝置把含氟氧化鋁加入到排煙總管。
3.根據權利要求1所述的鋁電解含氟煙氣的淨化工藝，其特徵在於第二級加料採用分料箱和n型噴射反應器將新鮮氧化鋁定量加入到脈衝噴吹淨化過濾器前的各個煙道氣流中。
4.根據權利要求1所述的鋁電解含氟煙氣的淨化工藝，其特徵在於排煙總管中的含氟煙氣在進入n型噴射反應器與新鮮氧化鋁進行吸附反應前先通過風量分配管進行氣流分配，風量分配管分出的風管數與脈衝噴吹淨化過濾器的煙氣處理單元組數一一對應。
5.根據權利要求1所述的鋁電解含氟煙氣的淨化工藝，其特徵在於採用新型卸灰裝置、風動溜槽、密封箱和空氣提升機將脈衝噴吹淨化過濾器分離出的含氟氧化鋁輸送到含氟氧化鋁倉。
6.根據權利要求1所述的鋁電解含氟煙氣的淨化工藝，其特徵在於排煙次幹管採用變徑設計且每條次幹管所帶的電解槽數n為5～18臺，起始端的電解槽與末端的電解槽的間距不大於120米。
7.根據權利要求1或6所述的鋁電解含氟煙氣的淨化工藝，其特徵在於排煙主幹管採用同程設計，每條排煙主幹管的長度相等，每條排煙次幹管的長度相等，每條排煙主幹管及每條排煙次幹管之間的長度差不大於10米；局部異程設計的變徑排煙次幹管通過電解槽排煙支管上的調節閥的閥門角度調節阻力，使每臺電解槽均勻排風。
全文摘要
本發明公開了一種鋁電解含氟煙氣的淨化工藝，它將電解槽產生的煙氣通過排煙支管、排煙次幹管、排煙主幹管及排煙總管匯集在一起進入脈衝噴吹淨化過濾器，在進入脈衝噴吹淨化過濾器前採用兩級加料進行吸附反應；經兩級吸附後的煙氣和含氟氧化鋁再進入脈衝噴吹淨化過濾器中進行過濾分離，分離出的含氟氧化鋁一部分作為生產原料供電解槽生產使用，一部分返回到脈衝噴吹淨化過濾器前的排煙總管內與煙氣中氟化氫氣體混合；淨化後的煙氣經排煙風機送入煙囪排空。本發明具有流程短、淨化效率高、電能消耗低、運行可靠、無二次汙染、操作管理方便，並能徹底解決鋁電解槽的煙氣汙染問題等優點。
文檔編號B01D53/04GK1831201SQ200510200138
公開日2006年9月13日 申請日期2005年3月11日 優先權日2005年3月11日
發明者劉志玲, 呂維寧, 楊凱, 張樹勝, 鄧七一 申請人:貴陽鋁鎂設計研究院