氧化铝除渣装置在铝电解烟气净化系统的应用

氧化铝除渣装置在铝电解烟气净化系统的应用

阿富林  余华明

中国铝业青海分公司  青海西宁 810100

摘要：铝电解作为现代工业生产的重要环节之一，对经济发展和社会进步起到了重要推动作用。然而，铝电解过程中产生的烟气中含有大量的氟化物、二氧化硫等有害气体，严重污染环境，对人类健康和生态系统造成威胁。面对日益严峻的环境污染形势，提高铝电解烟气净化效率已经成为一个迫切需要解决的问题。通过探索提高铝电解烟气净化效率的方法和技术，可以减少对环境的污染，提高资源利用效率，促进工业可持续发展。

关键词：氧化铝；铝电解；净化系统；净化效率

随着国家生态文明建设的推进、环境保护政策逐步完善、环保技术进步，污染物排放标准也在提高。铝工业2010年出台《铝工业污染物排放标准》(GB25465－2010)，2013年对《铝工业污染物排放标准》进行了修定，形成《铝工业污染物排放标准》修改单，在标准中增加大气污染物特别排放限值，铝电解企业污染物排放标准进一步提高。对于铝电解企业来说，污染物排放标准的提高，对环保设施的技术水平、运行稳定性要求更高。环保设施的达标运行是最基本的要求，也是保证污染物稳定达标排放最重要的措施之一。

1氧化铝超浓相输送原理

超浓相输送是基于物料具有的潜在流化特性来输送。在目前输送粉末物料的流态化是通过一个多孔气层来完成的。多孔透气层将输送槽分为上下两部分，上部装有粉状物料，下部是气腔。当气腔中没有外压时，气体是常态，物料粒子呈静止状态;当气腔中有外加压力时，气体通过多孔板，进入上部粉状物料层，填充粉料层的空隙，当气流达到一定速度时，粉状粒子之间原有的平衡被打破，同时其体积增大，比重减小，粒子之间的内摩擦角及壁摩擦角都接近于零，这样粉状物料就成了流体，利用粉状物料这一特性进行输送即是超浓相输送。

2氧化铝的特性对烟气净化系统的影响

2.1粒度

氧化铝粒级参数主要有两种，即大于150um和小于45um的细颗粒所占的百分比。当粒度大于150um的氧化铝的含量超过2%时，对净化和输料系统的运行影响不是很明显;当粒度小于45um的氧化铝的含量超过20%时，氧化铝黏度大，容易黏附在除尘器布袋表面及溜槽上部平衡料柱内的布袋上，使布袋透气性变差，从而使除尘器差压过高、风动溜槽内氧化铝流动性变差，导致在规定时间内，氧化铝不能输送到电解槽料箱，电解槽因缺料而效应频发。粒度较细的氧化铝含量超过20%时，也使电解槽料箱在下料时，飞扬增加，从而氧化铝单耗也会随之增加。

2.2比表面积

氧化铝比表面积的大小直接影响着干法净化系统烟气中氟化氢气体的吸附效率和对氟的回收量。中间状和砂状氧化铝中α－Al2O3含量较少，γ－Al2O3含量相对较多，对晶体而言，砂状氧化铝表面疏松，微孔较多，安息角较小，比表面积大，其吸附性较强，对烟气中氟化氢气体的吸附效果较好，氟的回收量也随之增加。而粉状氧化铝晶体表面紧密，微孔较少，比表面积小，安息角大，细粒过多，进入净化系统后大大增加了干法净化系统的负荷，降低了氟的去除效率，随之减少了氟的回收量，从而使氟的排放浓度增加，影响公司环保指标的完成，也增加了电解氟化盐的消耗量。

3.提高铝电解烟气净化效率的技术手段

3.1高效除尘技术

除尘是提高烟气净化效率的关键环节之一。传统的除尘装置如静电除尘器、布袋除尘器等已被广泛应用，但其效率有限。因此，应考虑采用更高效的除尘技术，如湿式静电除尘器、静电粉尘捕集器等。这些装置在除尘效率和能耗方面都具有显著优势，能够更有效地去除烟气中的颗粒物。

3.2高效脱硫脱氟技术

除了颗粒物，烟气中的氟化物和二氧化硫等有害物质也需要进行净化处理。传统的脱硫工艺如石灰石脱硫、喷雾塔脱硫等已被广泛应用，但对氟化物的处理效果较差。因此，应考虑采用更高效的脱硫脱氟技术，如吸收-脱硫-再吸收（ASR）等新型工艺。这些技术能够同时去除氟化物和二氧化硫，提高净化效率。

3.3干法氧化铝电解烟气

干法氧化铝电解烟气是目前国内外常用的烟气净化方法之一，该原理是以吸收氧化铝为基础，使氢氟从气体到固相，再通过真空吸尘器分离气体，清除烟雾并清除预焙电解液中的氟氢和粉尘主要通过电解槽收集烟气利用风机负压将烟气引入封闭管道，并在与粉尘分离后与清洁混合气体系统中的氧化铝接触，分离后的固体返回电解液中，清理气体排放，氧化铝质废料堆积在仓库、市场和其他可能造成堵塞的部位，破损的材料，材料不能永久发挥作用，直接影响电解液的净化效果和电解液供应的稳定性，在严重违反环境标准的情况下，电解铝系列产品的安全稳定运行直接影响着电解液净化系统的运行稳定性，而铝的物理特性直接影响着干式净化系统和输送系统的正常运行，影响着污染物排放浓度的满足与否，保证了烟气净化系统的稳定运行，本文介绍了氧化铝在烟气净化系统中存在的问题和解决方法。

3.4铝电解烟气净化技术

铝电解过程中产生的烟气中含有大量的氟化物和其他有害气体，对环境造成污染。因此，开发和应用有效的烟气净化技术，能够降低烟气中有害物质的排放，保护环境，促进可持续发展。一些新兴的烟气净化技术，具有更高的净化效率和环保性。其中包括活性炭吸附、催化氧化、膜分离和气相催化等技术。

3.4.1活性炭吸附：通过将活性炭作为吸附剂来捕集烟气中的有机物和气态污染物。活性炭具有强大的吸附性能，可以有效去除有机物质和恶臭气体。

3.4.2催化氧化：利用催化剂催化烟气中的有害物质进行氧化反应，将其转化为无害物质，如将二氧化硫催化氧化为二氧化硫等。

3.4.3膜分离：采用特殊的薄膜材料进行气体分离，如通过纳米孔膜进行有害气体的分离和捕集，从而达到净化的目的。

3.4.4气相催化：采用催化剂进行气相反应，将有害物质转化为无害物质。例如，使用氧化物催化剂将氮氧化物转化为氨或氮气。这些新兴的烟气净化技术在提高烟气净化效率和降低能耗方面具有优势，在铝电解烟气净化中具有广阔的应用前景。

5.提高铝电解烟气净化效率的关键措施

5.1合理选择和优化烟气净化设备

合理选择和设计烟气净化设备是提高净化效率的关键一步。根据不同的有害物质成分和浓度，选择合适的除尘装置和脱硫脱氟装置。静电除尘器、布袋除尘器、湿式除尘器等可以有效去除烟气中的颗粒物。而利用活性炭吸附技术、催化氧化等可以去除有机物和氟化物。同时，针对特定的有害物质，还可以考虑采用先进的膜分离、气相催化等技术。优化净化设备的设计和操作条件，例如增加除尘器的过滤面积、提高脱硫装置的液气比或增加喷雾塔层数等，可以提高净化效率。

5.2改进工艺流程

改进工艺流程也是提高净化效率的重要措施之一。通过增加烟气处理的环节和工序，例如增加多级脱硫设备或引入额外的湿式除尘塔等，可以对烟气进行更彻底的净化。优化烟气处理的顺序和方式，例如将脱硫放在除尘之前、采用湿法除尘前后的组合等，可以提高不同有害物质的净化效率。

5.3严格控制操作参数

严格控制操作参数对于提高净化效率非常重要。在铝电解过程中，控制电解槽温度和气体流量，使其稳定在适宜的区间内，可以减少烟气中有害物质的生成。控制电解液成分和浓度，例如减少氟化物浓度，可以降低烟气中氟化物的排放。此外，还需控制各个环节的操作参数并进行参数监控，确保烟气净化系统正常运行和高效净化。

5.4加强监测管理

加强烟气排放的监测管理是确保净化效率的重要手段。定期进行烟气排放监测，记录和分析监测数据，评估净化效果，并及时调整工艺或设备。同时，建立健全的设备运行状态监测和维护管理体系，定期对净化设备进行维护和检修，确保其正常运行，提高净化效率的稳定性和可靠性。

结束语

铝电解烟气净化是保护环境和实现可持续发展的重要任务。通过合理选择和优化烟气净化设备、改进工艺流程、严格控制操作参数以及采用高效除尘技术、高效脱硫脱氟技术和综合利用废气资源等技术手段，我们可以提高铝电解烟气的净化效率，减少有害物质的排放，并降低能耗和资源消耗。

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