一种电解铝生产系统烟气趋零排放湿法脱硫系统的制作方法

本发明涉及电解铝技术领域，具体是指一种电解铝生产系统烟气趋零排放湿法脱硫系统。

背景技术：

电解铝行业中，铝电解过程是以氧化铝为溶质，冰晶石(na3alf6)熔体为溶剂，以碳素材料为电极进行电解，在阴极上析出液态的金属铝，在阳极上产生以co2为主的阳极气体，同时由于炭块中含有s元素，因此在电解烟气中除含有氟化物、粉尘外，还含有so2气体。目前业内较普遍的氧化铝干法吸附+布袋除尘器净化的工艺，净化系统由排烟管网、氧化铝处理系统、袋滤系统、主风机和烟囱系统等四部分组成，处理后的废气经60m高的排气筒排放，可以回收烟气中绝大部分氟化物和粉尘，但对二氧化硫无法有效去除，烟气中so2实测最高值可达400mg/nm3，满足企业执行《中华人民共和国环境保护行业标准》(清洁生产标准电解铝)(hj/t187-2006)和排污许可证中的限值400mg/nm3规定，但不满足《铝工业污染物排放标准》(gb25465-2010)要求污染排放执行200mg/nm3的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是解决背景技术中提到的问题，提供一种电解铝生产系统烟气趋零排放湿法脱硫装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种电解铝生产系统烟气趋零排放湿法脱硫系统，包括：

石灰石浆液供浆系统，包括石灰石粉仓、石灰石浆液箱、石灰石供浆泵、浆液池、事故浆液泵和事故浆液箱，所述的石灰石粉仓、石灰石浆液箱之间设有电动给料机，所述的电动给料机用于将所述石灰石粉仓内的石灰石加入到所述的石灰石浆液箱内，所述的石灰石浆液箱连接设有浆液箱给水系统，所述的石灰石浆液箱设有浆液箱搅拌器，所述事故浆液箱通过事故浆液管与所述浆液池相连，所述的事故浆液泵位于所述的事故浆液管上；

烟气系统，包括电解烟气净化除尘器、引风机烟道、烟道事故喷淋装置，所述的电解烟气净化除尘器与所述的引风机烟道引接，所述的烟道事故喷淋装置位于所述的引风机烟道上；

so2吸收系统，包括so2吸收塔、氧化空气系统、浆液循环泵、石膏浆液排出泵和分冲洗水泵，所述so2吸收塔顶部设有吸收塔烟囱，所述的so2吸收塔内设有管束式除雾器、浆液雾化喷淋层和浆液池，浆液池内设有吸收塔搅拌器，所述的浆液循环泵位于所述的浆液循环管线上，所述浆液循环管线的两端分别与所述的浆液池和浆液雾化喷淋层相连接，所述的石膏浆液排出泵通过石膏浆液排出管与所述浆液池底部相连接，所述的引风机烟道远离所述电解烟气净化除尘器的端部和所述的包括so2吸收塔相连接，所述的分冲洗水泵通过分冲洗水管与所述的浆液雾化喷淋层、管式除雾器相连接，所述的分冲洗水泵通过工艺水管连接设有工艺水箱，所述的工艺水箱上设有厂来水管；

石膏脱水系统，由两套真空皮带脱水机和一个石膏仓库组成，所述的石膏脱水系统为so2吸收塔独立设置，按so2吸收塔的两倍容量配置，所述的石膏浆液排出管远离所述so2吸收塔的端部与所述的真空皮带脱水机相连接，所述真空皮带脱水机下方脱水管连接设有废水处理装置，所述的废水处理装置通过处理水管与所述的厂来水管相连接；

烟气经所述的电解烟气净化除尘器、引风机烟道、烟道事故喷淋装置、so2吸收塔，从所述的吸收塔烟囱排出。

作为一种优选方案，所述的氧化空气系统为氧化风机，每个so2吸收塔配备两台氧化风机，一运一备。

作为一种优选方案，每个so2吸收塔配备三台石膏浆液排出泵，一运两备。

作为一种优选方案，所述分冲洗水管与所述的浆液雾化喷淋层和管式除雾器相连接。

作为一种优选方案，所述的石膏仓库底部通过仓库管道与货车相连接。

作为一种优选方案，所述的浆液循环泵和浆液循环管线为三组，构成两用一备的三层浆液喷淋系统。

作为一种优选方案，所述的烟道事故喷淋装置只在脱硫系统故障时使用，避免烟气温度过高损坏所述的管束式除雾器。

作为一种优选方案，所述的事故浆液箱只在脱硫系统故障时使用，通过事故浆液泵将浆液池内浆液打到事故浆液箱内，再进行脱硫系统故障检修，检修完毕后所述事故浆液箱内浆液经事故浆液泵打回浆液池。

本发明与现有技术相比的优点在于：可以有效减少电解铝生产过程中排放的氟化氢、沥青焦油、颗粒物、二氧化硫等污染物，其排放指标远优于环保标准规定的数值，降低对厂区周围大气及动植物的危害，减少企业缴纳环境污染费用，彻底摘掉电解铝高污染的帽子，为环境保护作出贡献，不仅提升企业的社会形象，同时对公司的长远发展也具有重要意义，根据国家环保政策要求和电解铝行业绿色发展需要，应用前景非常广阔。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

如图所示：1、石灰石粉仓，2、石灰石浆液箱，3、石灰石供浆泵，4、电动给料机，5、浆液箱给水系统，6、浆液箱搅拌器，7、电解烟气净化除尘器，8、引风机烟道，9、烟道事故喷淋装置，10、so2吸收塔，11、氧化空气系统，12、浆液循环泵，13、石膏浆液排出泵，14、吸收塔搅拌器，15、管束式除雾器，16、浆液循环管线，17、石膏浆液排出管，18、真空皮带脱水机，19、石膏仓库，20、脱水管，21、废水处理装置，22、分冲洗水泵，23、分冲洗水管，24、工艺水管，25、工艺水箱，26、厂来水管，27、处理水管，28、吸收塔烟囱，29、仓库管道，30、货车，31、浆液雾化喷淋层，32、浆液池，33、事故浆液泵、34、事故浆液仓，35、事故浆液管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合附图，一种电解铝生产系统烟气趋零排放湿法脱硫系统，包括：

石灰石浆液供浆系统，包括石灰石粉仓1、石灰石浆液箱2、石灰石供浆泵3、浆液池32、事故浆液泵33和事故浆液箱34，所述的石灰石粉仓1、石灰石浆液箱2之间设有电动给料机4，所述的电动给料机4用于将所述石灰石粉仓1内的石灰石加入到所述的石灰石浆液箱2内，所述的石灰石浆液箱2连接设有浆液箱给水系统5，所述的石灰石浆液箱2设有浆液箱搅拌器6，所述事故浆液箱34通过事故浆液管35与所述浆液池32相连，所述的事故浆液泵33位于所述的事故浆液管35上；

烟气系统，包括电解烟气净化除尘器7、引风机烟道8、烟道事故喷淋装置9，所述的电解烟气净化除尘器7与所述的引风机烟道8引接，所述的烟道事故喷淋装置9位于所述的引风机烟道8上；

so2吸收系统，包括so2吸收塔10、氧化空气系统11、浆液循环泵12、石膏浆液排出泵13和分冲洗水泵22，所述so2吸收塔10顶部设有吸收塔烟囱28，所述的so2吸收塔10内设有管束式除雾器15、浆液雾化喷淋层31和浆液池32，浆液池32内设有吸收塔搅拌器14，所述的浆液循环泵12位于所述的浆液循环管线16上，所述浆液循环管线16的两端分别与所述的浆液池32和浆液雾化喷淋层31相连接，所述的石膏浆液排出泵13通过石膏浆液排出管17与所述浆液池32底部相连接，所述的引风机烟道8远离所述电解烟气净化除尘器7的端部和所述的包括so2吸收塔10相连接，所述的分冲洗水泵22通过分冲洗水管23与所述的浆液雾化喷淋层31、管式除雾器15相连接，所述的分冲洗水泵22通过工艺水管24连接设有工艺水箱25，所述的工艺水箱25上设有厂来水管26；

石膏脱水系统，由两套真空皮带脱水机18和一个石膏仓库19组成，所述的石膏脱水系统为so2吸收塔10独立设置，按so2吸收塔10的两倍容量配置，所述的石膏浆液排出管17远离所述so2吸收塔10的端部与所述的真空皮带脱水机18相连接，所述真空皮带脱水机18下方脱水管20连接设有废水处理装置21，所述的废水处理装置21通过处理水管27与所述的厂来水管26相连接；

烟气经所述的电解烟气净化除尘器7、引风机烟道8、烟道事故喷淋装置9、so2吸收塔10，从所述的吸收塔烟囱28排出。

作为一种优选方案，所述的氧化空气系统11为氧化风机，每个so2吸收塔10配备两台氧化风机，一运一备。

作为一种优选方案，每个so2吸收塔10配备三台石膏浆液排出泵13，一运两备。

作为一种优选方案，所述分冲洗水管23与所述的浆液雾化喷淋层31和管式除雾器15相连接。

作为一种优选方案，所述的石膏仓库19底部通过仓库管道29与货车30相连接。

作为一种优选方案，所述的浆液循环泵12和浆液循环管线16为三组，构成两用一备的三层浆液喷淋系统。

作为一种优选方案，所述的烟道事故喷淋装置9只在脱硫系统故障时使用，避免烟气温度过高损坏所述的管束式除雾器15。

作为一种优选方案，所述的事故浆液箱34只在脱硫系统故障时使用，通过事故浆液泵33将浆液池32内浆液打到事故浆液箱34内，再进行脱硫系统故障检修，检修完毕后所述事故浆液箱34内浆液经事故浆液泵33打回浆液池32。

脱硫吸收塔内so2的吸收过程：烟气中so2在吸收塔内的吸收反应过程可分为三个区域，即吸收区、氧化区、中和区。

1)吸收区内的反应过程为：

烟气从so2吸收塔下侧进入与喷淋浆液逆流接触，由于吸收塔内充分的气/液接触，在气/液界面上发生了传质过程，烟气中气态的so2、so3等溶解并转变为相应的酸性化合物：

烟气中的so2溶入吸收浆液的过程几乎全部发生在吸收区内，在该区域内仅有部分hso3-被烟气中的o2氧化成h2so4，由于浆液和烟气在吸收区的接触时间仅有数秒，浆液中的caco3仅能中和部分已氧化的h2so4和h2so3，在此区域内，浆液中的caco3只有很少部分参与了化学反应，因此液滴的ph值随着下落急剧下降，其吸收能力也随之减弱，由于在吸收区域内上部ph较高，浆液中hso3-浓度低，易产生caso3·1/2h2o，随着浆液的下落，接触的so2溶浓度越来越高，使浆液ph值下降较快，此时caso3·1/2h2o可转化成ca(hso)2；

2)氧化区内的反应过程：

氧化区是指从so2吸收塔液面至氧化风管道下方约200mm至300mm处，该区域内的主要反应是：

h⁺+hso^3-+1/2o2→2h⁺+so4^2-

caco3+2h⁺→ca²⁺+h2o+co2

ca²⁺+so4^2-+2h2o→caso4·2h2o

过量氧化空气均匀地喷入氧化区的下部，将在吸收区形成的未被氧化的hso3-几乎全部氧化成h+和so42-，此氧化反应的最佳ph值约为4至4.5，氧化反应产生的h2so4是强酸，能迅速中和浆液中剩余的caco3，生成溶解状态的caso4，随着caso4的不断生成，当ca²⁺、so42-浓度达到一定的过饱和度时，结晶析出caso4·2h2o，即石膏，当so2吸收塔内浆液缓慢通过氧化区时，浆液中过剩的caco3含量也逐渐减少，当浆液到达氧化区底部时，浆液中剩余的caco3浓度降到最低值，从此处取浆液送去脱水系统，可获得品质较高的石膏副产品；

3)中和区的反应过程：

在so2吸收塔氧化区下部被视为中和区，进入中和区的浆液中仍有未中和的h+，向中和区加入新鲜的石灰石浆液，中和剩余的h+，提高浆液的ph值和浆液的活性，使浆液在进入下一循环过程中，能重新吸收so2，该区域发生的主要化学反应是：

caco3+2h+→ca²⁺+h2o+co2

ca²⁺+so4^2-+2h2o→caso4·2h2o。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。