一种预焙阳极烟气粉尘处理装置的制作方法

本实用新型涉及预焙阳极生产技术领域，特别是涉及一种预焙阳极烟气粉尘处理装置。

背景技术：

碳素厂的主要污染物来自阳极焙烧过程，其中沥青的熔化处理会产生大量的沥青烟气，而电解残极的粉碎、煅烧石油焦的破碎和筛分又会产生大量的粉尘。沥青烟气含有大量的焦油、氟、硫化物、苯并芘等有害物质，会严重危害动植物及人体，特别是酸性气体二氧化硫、氟化氢等有高度腐蚀性，而苯并芘属于致癌物。

目前，对预焙阳极生产过程中产生的沥青烟气和粉尘的处理方法大多是采用单一的电捕器，但只能收集其中的焦油和大颗粒粉尘，而含氟物质以及酸性物质等几乎无法处理，排放后极大地危害环境。还有使用氧化铝干法吸附的工艺对沥青烟气和粉尘进行处理，但无法去除其中的二氧化硫等酸性气体，因此该方法不能彻底解决预焙阳极生产中产生的沥青烟气和粉尘中污染物的问题。

综上，对沥青烟气和粉尘进行净化处理，使之符合排放标准后再行排放是预焙阳极生产企业必须完成的一项任务。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种预焙阳极烟气粉尘处理装置，将沥青烟气和粉尘分段处理，逐步去除其中的有害物质，净化效果好。

本实用新型的技术方案为：

一种预焙阳极烟气粉尘处理装置，包括冷却塔、电捕器、反应器、加料器、第一脉冲除尘器、空气压缩机、鼓泡器、中和池、烟囱和管道；所述冷却塔、电捕器、反应器、第一脉冲除尘器、空气压缩机和鼓泡器通过管道依次连接；所述鼓泡器位于所述中和池内；所述中和池和烟囱通过管道相连；所述冷却塔设有喷淋头；所述加料器与反应器通过管道相连；所述第一脉冲除尘器与空气压缩机，以及所述空气压缩机和鼓泡器之间的管道上分别设有吸气阀和排气阀；所述空气压缩机与鼓泡器之间的管道上设有单向阀；所述中和池与烟囱之间的管道上设有引风机。

优选地，还包括控制阀和PLC控制器；所述控制阀与喷淋头相连；所述冷却塔的进气管道上，以及所述冷却塔与电捕器之间的管道上均设有温度传感器；所述控制阀、温度传感器分别与所述PLC控制器相连。

优选地，所述反应器与加料器之间的管道上设有给料控制阀，所述给料控制阀与PLC控制器相连。

优选地，所述中和池和引风机之间设有第二脉冲除尘器。

优选地，所述吸气阀与空气压缩机之间的管道上，以及所述空气压缩机与排气阀之间的管道上均设有消声器。

优选地，所述空气压缩机和鼓泡器之间还设有储气罐。

优选地，所述喷淋头设有多个。

优选地，所述反应器为VRI反应器、重力逆流喷射反应器、流化床反应器、文丘里反应器和环式逆流喷射高效反应器中的任一种。

本实用新型的有益效果为：

1. 本实用新型的预焙阳极烟气粉尘处理装置将生产过程中产生的沥青烟气和粉尘先后经过冷却塔冷却降温，电捕器去除其中的焦油和大颗粒粉尘，反应器进一步吸附掉其中的焦油、氟、苯并芘和粉尘，第一脉冲除尘器去除剩余粉尘并将烟气粉尘气固分离，被碱性溶液中和酸性物质，最终的净化气体由烟囱排入大气。其中，冷却塔除了将烟气粉尘温度降低到80-90℃之外，还可以调节其比电阻，提高电捕器捕捉焦油和粉尘颗粒的效率。在电捕器之后设置反应器，采用焦炭粉或者氧化铝粉料作为吸附材料，进一步吸附掉焦油、氟和粉尘等物质，以防止焦油与中和池内的碱性溶液接触浪费碱性溶液，使得碱性溶液与烟气粉尘中的酸性物质充分接触，缩短了反应时间，提高了处理效率，沥青烟气和粉尘被净化处理的更彻底。吸附后的烟气粉尘进入第一脉冲除尘器，一方面进行气固分离，其中吸附后的焦炭粉或者氧化铝粉料返回生产用，另一方面能够过滤掉烟气粉尘中剩余较少的粉尘，也避免粉尘进入空气压缩机中污染空气压缩机，影响其正常工作。过滤后的烟气经过空气压缩机的压缩处理，继而进入到鼓泡器中，从鼓泡器的小孔处逸出到中和池的碱性溶液中，其中，烟气中的酸性物质（如二氧化硫气体、氟化氢等）与碱性溶液充分接触并发生中和反应，以达到去除烟气中酸性物质的目的。最终，被净化处理后的气体由烟囱排入到大气中。本实用新型针对预焙阳极生产中产生的烟气粉尘中的不同污染物，分段逐步净化，实现了烟气的净化，净化效果好。

2. 设置温度传感器、控制阀和PLC控制器，当温度传感器检测到冷却塔进、出气口处的烟气粉尘温度超过限定值时，将温度信号反馈给PLC控制器，PLC控制器控制控制阀增大喷淋头的喷水量，从而降低烟气粉尘温度，使其保持在80-90℃之间，此时烟气粉尘的比电阻在最佳电晕吸附范围内，利于后续电捕器捕捉焦油和大颗粒粉尘。

3. 通过给料控制阀和PLC控制器控制反应器的加料量，能够及时向反应器中补加粉料，也使得反应器中粉料的添加量可控，更充分地利用吸附粉料，避免浪费。

4. 增设第二脉冲除尘器，可以在将烟尘排放到大气中之前进一步去除其中的有害物质，以提高排放烟气的净化程度。

5. 空气压缩机工作时，进、出气口处会产生噪声，因此设置消声器，减小噪音，改善生产环境，利于环保。

6. 储气罐能够起到存气缓冲的作用，使空气压缩机供气更加稳定，也避免空气压缩机频繁启动；同时空气压缩机在压缩烟气时，会产生部分冷凝水，储气罐能够让压缩烟气在储气罐中沉淀，更利于烟气中的有害物质和冷凝水的排除。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例2的结构示意图。

附图标记说明：1-冷却塔、2-电捕器、3-反应器、4-加料器、5-第一脉冲除尘器、6-空气压缩机、7-鼓泡器、8-中和池、9-烟囱、10-喷淋头、11-吸气阀、12-排气阀、13-单向阀、14-引风机、15-控制阀、16-PLC控制器、17-温度传感器、18-给料控制阀、19-第二脉冲除尘器、20-消声器、21-储气罐。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面用具体实施方式来详细说明本实用新型的技术方案，但是本实用新型并不局限于此。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种预焙阳极烟气粉尘处理装置，包括冷却塔1、电捕器2、反应器3、加料器4、第一脉冲除尘器5、空气压缩机6、鼓泡器7、中和池8、烟囱9和管道；所述冷却塔1的出气口与电捕器2的进气口、所述电捕器2的出气口与反应器3的进气口、所述反应器3的出气口与第一脉冲除尘器5的进气口、第一脉冲除尘器5的出气口与空气压缩机6的进气口、以及空气压缩机6的出气口和鼓泡器7的进气口通过管道依次连接；所述鼓泡器7位于所述中和池8内；所述中和池8的出气口和烟囱9的进气口通过管道相连；所述冷却塔1设有喷淋头10；所述加料器4的出料口与反应器3的进料口通过管道相连；所述第一脉冲除尘器5与空气压缩机6，以及所述空气压缩机6和鼓泡器7之间的管道上分别设有吸气阀11和排气阀12；所述空气压缩机6与鼓泡器7之间的管道上设有单向阀13；所述中和池8与烟囱9之间的管道上设有引风机14。本实施例所用吸气阀11型号为A11383574，本实施例所用排气阀12型号为23JVD-1.5 AC220，本实施例所用单向阀13型号为KA-10。

工作原理：

预焙阳极生产过程中产生的沥青烟气和粉尘通过冷却塔1的进气管道进入冷却塔1中，水泵将水打入冷却塔1内，并通过喷淋头10向冷却塔1中喷洒雾化水，雾化水吸收烟气粉尘热量，使烟气粉尘温度从150℃左右降到80-90℃，同时水分以雾状分布在烟气中并附着在烟气粉尘表面，将烟气粉尘的比电阻调节在最佳电晕吸附范围内，利于后续电捕器2捕捉焦油和大颗粒粉尘，冷却降温后的烟气粉尘通过管道进入电捕器2中。烟气和粉尘颗粒进入电捕器2的高压电场中，沥青烟气中的焦油和大颗粒粉尘被电晕线释放的电子荷电，在电场力的作用下驱向阳极，在阳极板上电荷被中和，焦油和粉尘颗粒附着在阳极板上，聚集呈液体糊状，靠自身的重力沿集尘板流入电捕器2下方的集灰室内，并定期清除回收集灰室中的焦油，经过电捕器2捕捉后的烟气粉尘进入反应器3中。加料器4向反应器3中加入焦炭粉或者氧化铝粉料，烟气粉尘在反应器3内自下而上运动，由于焦炭粉或者氧化铝粉料具有孔结构，比表面积比较大，因此能够吸附烟气粉尘中的有害物质，如焦油、氟、苯并芘和粉尘等，优选地，本实施例的反应器3为VRI反应器、重力逆流喷射反应器、流化床反应器、文丘里反应器和环式逆流喷射高效反应器中的任一种。随后，经吸附后的烟气粉尘进入第一脉冲除尘器5中进行气固分离，其中，一部分吸附后的焦炭粉或氧化铝粉料可以返回反应器3中循环使用，而由于焦炭粉是预焙阳极生产中的成型工序配料，氧化铝是铝电解槽的原料，因此其余的吸附后焦炭粉可返回成型工序配料使用，氧化铝粉料可返回铝电解槽中作为原料使用。利用生产原料（焦炭粉或氧化铝粉料）作为吸附剂，回收物料又全部返回生产工艺使用，不存在二次污染。同时，第一脉冲除尘器还能够过滤掉烟气粉尘中剩余较少的粉尘颗粒，进一步净化烟气粉尘的同时，也避免了粉尘进入空气压缩机6中，污染设备，也影响其正常工作，过滤后的烟气通过管道进入空气压缩机6中。空气压缩机6将通过吸气阀11进入空气压缩机6内的烟气压缩，并由排气阀12排出，经过管道进入鼓泡器7中，其中，管道上的单向阀13防止压缩烟气回流。压缩烟气从鼓泡器7的小孔中逸出到中和池8中，中和池8内装有碱性溶液，压缩烟气在碱性溶液中形成气泡，并与碱性溶液充分接触，发生中和反应，以去除掉烟气中的酸性物质，如二氧化硫气体、氟化氢等，其中，中和池8内的碱性溶液可为肥皂溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸氢钙溶液中的一种或多种。最终，经过层层净化的烟气经由烟囱9排放到大气中。本实施例针对预焙阳极生产中产生的沥青烟气和粉尘中的不同污染物，分成四段逐步净化，实现了烟气的净化，净化效果好。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的区别技术特征在于：还包括控制阀15和PLC控制器16；所述控制阀15与喷淋头10相连；所述冷却塔1的进气管道上，以及所述冷却塔1与电捕器2之间的管道上均设有温度传感器17；所述控制阀15、温度传感器17分别与所述PLC控制器16相连。本实施例所用的控制阀15型号为SZL-4M，本实施例所用的PLC控制器16型号为西门子S7300，温度传感器17型号为Omega PT100，其中，控制阀15可为手动控制阀。

在PLC控制器16上预设温度限定值，当温度传感器17反馈的冷却塔1进、出气口处的烟气粉尘温度超过限定值时，PLC控制器16控制控制阀15增大喷淋头10的喷水量，加大冷却塔1对烟气粉尘的冷却力度，使其保持在80-90℃之间，从而使烟气粉尘的比电阻在最佳电晕吸附范围内，利于后续电捕器2捕捉焦油和大颗粒粉尘。

进一步地，如图2所示，在本实施例中，所述反应器3与加料器4之间的管道上设有给料控制阀18，所述给料控制阀18与PLC控制器16相连。本实施例所用给料控制阀18型号为Z2FRM，或为手动控制阀。通过给料控制阀18和PLC控制器16控制加料器4及时向反应器3中补加粉料，充分地发挥粉料的吸附作用，保证整个处理装置的工作稳定性的同时，也能够实现粉料添加量可控，避免浪费。

进一步地，如图2所示，为了避免排放到大气中的烟气中还掺杂有粉尘，所述中和池8和引风机14之间设有第二脉冲除尘器19。在将烟气排放到大气之前，使用第二脉冲除尘器19对烟气进行二次过滤，更彻底地去除掉烟气中残留的粉尘颗粒，进一步提高排放烟气的净化程度。

由于空气压缩机6在压缩烟气时会产生噪音，因此为了消除噪音，改善生产环境，也避免造成噪音污染，优选地，如图2所示，所述吸气阀11与空气压缩机6之间的管道上，以及所述空气压缩机6与排气阀12之间的管道上均设有消声器20。本实施例所用的消声器20型号为MSLE-01。

进一步地，如图2所示，所述空气压缩机6和鼓泡器7之间还设有储气罐21。储气罐21能够起到存气缓冲的作用，使空气压缩机6供气更加稳定，也避免空气压缩机6频繁启动；同时空气压缩机6在压缩烟气时，会产生部分冷凝水，储气罐21能够让压缩烟气在罐中沉淀，更利于烟气中的有害物质和冷凝水的排除。

进一步地，所述喷淋头10设有多个。喷淋头10数量设为72个或更多，根据冷却塔1进、出气口处烟气粉尘的温度，通过控制阀15控制喷淋头10开启的数量，从而调节冷却塔1的喷水量，使烟气粉尘的温度稳定在80-90℃。

以上结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细说明，但本实用新型并不限于上述实施方式的具体细节，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的技术方案范围内所作出的变型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在不矛盾的情况下，本实用新型的各个不同的实施方式之间也可以任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。