提高鋁電解煙氣凈化效率探討

強春梅

摘要：鋁電解生產(chǎn)是高污染、高能耗的生產(chǎn)，所以鋁電解煙氣凈化在該行業(yè)中起到的作用是非常重要的，而應用集氣效率可以有效地凈化回收效率，這也是該行業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要條件。為了可以更好地提高在鋁電解生產(chǎn)時所產(chǎn)生的污染可以得到有效的凈化回收，就必須要加強集氣效率。文章討論了提高煙氣凈化的主要措施，從而達到理想的效果。

關鍵詞：鋁電解生產(chǎn)；集氣效率；煙氣凈化；回收效率；濕法凈化回收；干法凈化回收 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ151 文章編號：1009-2374（2017）04-0021-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.011

鋁電解在生產(chǎn)時應用最多的一種成分溶劑是氟化鹽，這也是最主要的一種材料，但是在高溫條件下，氟化鹽和水分融合就會產(chǎn)生一種氣體，就是氟化氫，它是一種非常嚴重的污染物。在處理這種污染物時，一般所應用的方法就是干法凈化技術，它可以有效地治理排出吸附的煙氣，從而達到一個凈化有害物的作用。只有控制了氟化物的排放，降低環(huán)境污染，才能達到環(huán)保的排放要求。我們所應用的煙氣干法凈化系統(tǒng)是非常經(jīng)濟、高效以及較為先進的一種凈化技術，可以降低煙氣的排放，降低煙氣當中的有害物質，減少排放，從而達到一個理想的效果。

1 鋁電解煙氣凈化工藝流程

濕法凈化回收和干法凈化回收是鋁電解煙氣凈化的兩種主要方法，經(jīng)過多年的發(fā)展應用，我們發(fā)現(xiàn)，干法凈化容易控制、流程簡單、環(huán)境好、操作容易，且干法凈化回收過程中產(chǎn)生的二次污染小、凈化效果好，濕法凈化回收系統(tǒng)已逐漸不適應環(huán)保的要求，趨于被淘汰，目前大部分濕法凈化工藝已經(jīng)被干法凈化工藝所取代。

干法凈化就是以某種固體物質的吸附性能來吸附另一種氣體物質所完成的煙氣凈化過程，具有吸附作用的物質稱吸附劑，被吸附的物質叫吸附質。鋁電解煙氣干法凈化是用電解鋁生產(chǎn)用的Al2O3作為吸附劑來吸附煙氣中的HF等大氣污染物，并生成載氟氧化鋁返回電解槽生產(chǎn)使用，實現(xiàn)對鋁電解煙氣中的氟化物等污染物的回收再利用，同時降低鋁電解生產(chǎn)過程中的氟化鹽消耗。鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)一般采用局部通風和全面通風相結合的聯(lián)合通風方法對鋁電解生產(chǎn)所產(chǎn)生的有害氣體進行控制和凈化，電解槽在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害煙氣集氣系統(tǒng)收集，進入干法凈化系統(tǒng)，這部分氣體就是我們所說的一次集氣，干法凈化系統(tǒng)的工藝流程為：電解生產(chǎn)產(chǎn)生的煙氣通過主排煙風機提供的動力，由電解槽集氣罩收集經(jīng)電解槽支煙管進入主煙管，在主煙管中或除塵器入口煙管中煙氣與投料系統(tǒng)投入的氧化鋁混合發(fā)生吸附反應，將氣態(tài)氟轉化為固態(tài)載氟氧化鋁，經(jīng)過除塵器的氣固分離將載氟氧化鋁從氣體中分離出來，再通過供料系統(tǒng)輸送到電解槽供生產(chǎn)用料，氣固分離后的凈氣通過煙囪排放進入大氣；少量的煙氣通過集氣罩的縫隙進入電解廠房，這些氣體由窗戶進入的大量空氣稀釋，受熱氣的作用上升到天窗，由天窗排入大氣中，這部分沒有進入干法凈化集氣系統(tǒng)的煙氣就是我們所說的無組織排放氣體。從鋁電解煙氣凈化工藝來看，一次集氣的效率是鋁電解煙氣中污染物凈化回收基礎，集氣效率越高，無組織排放的污染物就越少，集氣效率對整個凈化系統(tǒng)綜合凈化效率起著決定作用。

2 影響電解煙氣效率的主要因素

在鋁電解的生產(chǎn)當中，電解槽內(nèi)會產(chǎn)生一定的煙氣，而煙氣的主要成分就是氟，一般是通過凈化系統(tǒng)的煙囪以及天窗進行排放的。但是在生產(chǎn)車間內(nèi)，由于具有大量的煙氣，都是無組織的煙氣，含有一定的有害物，所以在進行治理時有很高的成本，在通常情況下是不會做特別處理的，這就需要加強對煙氣的捕集效率，降低煙氣的排放。控制電解槽當中的煙氣污染物就是為了可以控制好它的總量不會超標，也就是把煙氣進行凈化后所排出的煙氣和氟含量是通過自然通風的作用下來控制的，不只是控制煙氣在凈化后的排放，對此，怎樣可以使這些污染因素得到有效地排放，是治理煙氣凈化的主要因素。

第一，在鋁電解的生產(chǎn)過程當中，電解槽內(nèi)會產(chǎn)生一定量的煙氣，而這些煙氣在排放時是有組織的，主要是通過排放風機來減少負壓的，最主要的目的也是為了確保在板間縫的位置有一定量的微負壓，從而控制煙氣不會擴散。由于排煙量的多少會影響到電解槽內(nèi)的集氣量，只有提高排煙量才能有效地增加集氣效率，也可以控制污染源的排放。從這些年來看，在設計一些大容量的電解槽時可以看出，排煙量都有所增加，這種處理雖然可以提高凈化系統(tǒng)，但同時也會增加大量的費用。對此，選用合理的電解槽排放量是解決凈化系統(tǒng)的根本，也是提高凈化效率的基礎。

第二，處理煙氣凈化系統(tǒng)時，一旦出現(xiàn)煙氣分布不均勻的現(xiàn)象時將會導致煙氣量超標，這是因為除塵器的過濾單元沒有達到設計的要求，從而加大了過濾單元的負擔。在這種情況下，不僅會縮短過濾袋的使用時間，同時也會降低凈化效率，影響凈化系統(tǒng)的應用，所以在對凈化系統(tǒng)設計時必須要把管道制成幾何形狀，從而來確保過濾單元的排放量。此外，在投放氧化鋁時也應均勻分布，這是非常重要的一點，在進行投放時應連續(xù)并均勻，應用合理的反應器，把風速控制好，保證電解煙氣和氧化鋁可以均勻地混合吸附。還應注意的是，進行氧化鋁的凈化時必須要對其篩分，從而避免氧化鋁當中存在的大顆粒物質的沉積，降低對設備造成的影響。

第三，由于在凈化系統(tǒng)當中的除塵布袋所起到的除塵效率是非常低的，對凈化效率造成直接的影響。所以袋式除塵器的效率越高，所投入的原材料回收率也就越高，也就是說應用氧化鋁的材料越少，鋁電解的成本就相對較低，而對環(huán)境的污染也較少。

3 提高凈化效率的主要方法

鋁電解在生產(chǎn)過程中應用最多的成分就是氟化鹽，它是最重要的一種溶劑，但是在遇到高溫的情況下，當氟化鹽和水分產(chǎn)生反應時就會產(chǎn)生大量的氟化氫，其氣體是重要的污染。在現(xiàn)階段，一般治理污染的方法就是通過干法凈化技術，從而排出污染的煙氣，通過氧化鋁來吸附氟化氫氣體，從而起到一個凈化的作用，降低對環(huán)境造成的污染。

第一，在對凈化系統(tǒng)進行設計時必須要選用合理的設備，應用具有效率較高的電解槽，而在設計電解槽時也必須要提高它的密封性，設計管道系統(tǒng)時必須要減少煙管的長度，主要是為了降低管道摩擦所產(chǎn)生的阻力，對各種管件的應用時也要合理搭配，必須要選用具有較小阻力的除塵器，從而減少阻力所造成的損失，加強負壓，提高凈化效率。

第二，對電解槽煙管的閥門進行調(diào)節(jié)時必須要調(diào)控好它的開啟度，應按照凈化系統(tǒng)煙管的電解槽數(shù)量調(diào)節(jié)好它的閥門開啟度。盡量把尾端的煙管閥門打開到最大，再由遠到近地依次進行操作，根據(jù)比例的大小來減少開啟的角度，但是有一點需要注意的是，在調(diào)節(jié)的過程當中必須要確保負壓均衡，如果電解槽停止時同時也要關閉調(diào)節(jié)閥，避免出現(xiàn)泄漏。

第三，設備再好，也需要操作技術，對此必須要全面地提高電解操作人員的技術質量，減少電解槽操作當中集氣罩蓋板打開的時間要求，確保蓋板的密實度，爐門是否達到嚴密關閉狀態(tài)。此外，也要加強對電解槽的日常維護工作，如果發(fā)現(xiàn)有破損的密封墊或者是槽蓋板必須要及時的更換，確保它的密封性。一旦發(fā)現(xiàn)除塵器或者是凈化管道有泄漏問題時應快速的補救，要確保管道系統(tǒng)達到一個良好的密封性。此外也要定期地對設備除塵維護，降低運行當中遇到的阻力。

4 提高吸附效率的方法

如果要想從根本上來提高煙氣的吸附率，必須要從影響它的吸附率條件著手，從多方位角度來觀察，及時進行調(diào)整，提高氧化鋁的吸附率。在鋁電解的生產(chǎn)過程當中，從氧化鋁產(chǎn)品的性質以及它的質量方面來看，它的主要成分以及它的一些形態(tài)是不能改變的，所以在特定的環(huán)境下，比如說位置、溫度或者是濕度等條件都是不能去改變的，由此我們也可以看出，如果要提高煙氣的凈化率就必須要從可以控制的方面入手，包括接觸的時間、溫度的人為控制、加料的方法等，具體體現(xiàn)在四個方面：

第一，可以應用高效的反應器來提高煙氣擴散混合的程度，從而促使污染物在較短的時間內(nèi)快速擴散，同時提高氧化鋁的接觸時間，增加吸附率。

第二，可以通過提高煙氣系統(tǒng)的凈化率，也就是說必須要提高氧化鋁與煙氣在除塵器當中的均勻分配，可以讓煙氣進行入每一臺的反應器中，保持一個平衡的狀態(tài)。

第三，必須要控制好氧化鋁的加入量，保證凈化吸附率達到環(huán)保要求，需要注意的是，氧化鋁也不能過量，這會造成它的破損，給系統(tǒng)造成過度的負荷，不利于煙氣的擴散。

第四，對于電解槽的材料可以進行一定的改變，通過其他方式來降低煙氣的溫度，也可以在管道的外壁應用一些散熱片或者是在管道的內(nèi)壁用噴水冷卻的方式來降低煙氣的溫度，通過應用這種方法不僅可以降低煙氣量，也可以減少負荷的產(chǎn)生，提高凈化效率。除此之外，也可以在管道內(nèi)增加短路風的概念，它會與大氣相連，當溫度較高時，便可以通過冷風進行降溫，但需要注意的是，這種方法會增加系統(tǒng)的負荷。

5 結語

在鋁電解生產(chǎn)當中會產(chǎn)生很大的污染源，所以我們在處理這種污染物時，一般所應用的方法就是干法凈化技術，這種方法可以有效地治理吸附排出的煙氣，從而達到一個凈化有害物的目的。只有控制了氟化物的排放，降低環(huán)境污染，才能達到環(huán)保的排放要求。同時，煙氣干法凈化系統(tǒng)是非常經(jīng)濟和高效的，是非常先進的一種凈化技術，可以降低煙氣的排放，降低煙氣當中的有害物質，達到一個理想的凈化率。

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（責任編輯：黃銀芳）