铝电解槽烟气余热回收方法及系统与流程

1.本发明涉及一种工业电解铝的烟气处理工艺，具体的涉及一种铝电解槽烟气余热回收方法及系统。


背景技术：

2.电解铝时，需要通入强大的直流电后，在950℃
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970℃的条件下进行，过程中铝电解槽内会产生烟气，烟气具有较高的温度，烟气在散失过程中会带走巨大的能量，通常以热量散失的方式浪费。


技术实现要素：

3.针对上述烟气中存在大量的热量被浪费的技术问题，本发明提供了一种铝电解槽烟气余热回收方法及系统，具有回收利用铝电解槽烟气余热的优点。
4.本发明的技术方案是：一种铝电解槽烟气余热回收系统，包括：烟气输送管，所述烟气输送管连接在铝电解槽的烟气出口上；氧化剂输送管，所述氧化剂输送管与烟气输送管连通；静电除尘仓，所述静电除尘仓位于烟气输送管的中部，且静电除尘仓上设有一个振动器，且底部为铜质板；热回收装置，所述热回收装置设于烟气输送管上；其中，所述氧化剂输送管、静电除尘仓和热回收装置沿烟气输送管内的烟气移动方向依次设置；所述热回收装置的输入端设有一根介质输入管，所述热回收装置的输出端上设有一根介质输出管；所述介质输入管的中部设于所述静电除尘仓的底部。
5.更进一步的，还包括：溶解池，所述溶解池设于所述烟气输送管远离铝电解槽烟气出口的一端部。
6.更进一步的，所述烟气输送管的端部设于溶解池的底部。
7.更进一步的，所述烟气输送管位于溶解池内的一端呈l形，其此端上具有多个曝气孔。
8.更进一步的，所述烟气输送管位于热回收装置内的一段呈s形，且烟气输送管此段呈扁平状。
9.更进一步的，所述介质输入管位于静电除尘仓与热回收装置之间的一段、热回收装置的外部和介质输出管的外部均包裹有保温泡沫。
10.更进一步的，所述溶解池的顶部设有透气孔和液体输入管，其底部设有液体输出管。
11.一种铝电解槽烟气余热回收系统的回收方法，包括以下步骤：
s1、将烟气引出；s2、对烟气进行氧化处理；s3、分离并收集烟气中的高温烟尘，同时得到洁净烟气；s4、回收高温烟尘中的热量；s5、回收洁净烟气中的热量。
12.更进一步的，还包括以下步骤：s6、将洁净烟气通入纯净水内。
13.更进一步的，还包括以下步骤：s7、将通过纯净水的洁净烟气通入沸水中；并检测沸水中的ph值；若沸水呈弱酸性，则将该洁净烟气再次纯净水内，并再次将通过纯净水的洁净烟气通入新准备的沸水中，并检测沸水的ph值，若该沸水为弱酸性，重复步骤s7，若沸水呈中性，则直接排放该洁净烟气。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、通过向烟气中输送氧化性强的臭氧，将烟气中的一氧化碳氧化为二氧化碳。
15.2、将烟气通入静电除尘仓内，利用静电将烟气内的粉尘吸附，同时利用振动器，将所有粉尘震落在静电除尘仓的底部，此时的粉尘具有较高的温度，通过使介质输入管包裹或平铺在静电除尘仓的底部，对介质输入管内的介质进行预热。
16.3、使烟气输送管呈s形的穿过热回收装置，增加烟气输送管与热回收装置的接触时间，增加回收效率。
17.4、将具有一定温度的烟气通入溶解池内，使烟气中的氟化氢气体溶解在水中，分离二氧化碳和氟化氢气体。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明所述铝电解槽烟气余热回收系统的结构示意图；图2为本发明所述静电除尘仓的结构示意图；图3为本发明所述溶解池的结构示意图；图4为本发明所述热回收装置的结构示意图；图5位本发明所述热回收装置与介质输入管的连接方式的结构示意图。
20.附图标记：1、铝电解槽；2、烟气输送管；21、曝气孔；3、氧化剂输送管；4、静电除尘仓；5、振动器；6、介质输入管；7、热回收装置；8、液体输入管；9、溶解池；91、池盖；92、防尘网；93、透气孔；10、液体输出管；11、保温泡沫。
具体实施方式
21.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的
那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
22.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
24.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
25.实施例：如图1
‑
4所示，一种铝电解槽烟气余热回收系统，包括烟气输送管2、氧化剂输送管3、静电除尘仓4和热回收装置7。
26.烟气输送管2的一端连接在铝电解槽1的烟气出口上，用于收集烟气。
27.氧化剂输送管3的一端连接在臭氧罐的输出端上，另一端连接在烟气输送管2上。
28.烟气输送管2的中部设有静电除尘仓4，静电除尘仓4上设有一个振动器5，静电除尘仓4的底部设一块铜质板作为底板，该铜质板的截面呈u形。
29.烟气输送管2远离铝电解槽1的一端穿过热回收装置7。
30.热回收装置7的输入端设有一根介质输入管6，热回收装置7的输出端上设有一根介质输出管。
31.介质输入管6的中部以平铺或包裹的方式设于静电除尘仓4底部的铜质板底下。
32.氧化剂输送管3、静电除尘仓4和热回收装置7沿烟气输送管2内的烟气移动方向依次设置。
33.穿过热回收装置7的烟气输送管2的端部设于一个溶解池9内，溶解池9内通入纯净水。
34.利用介质输入管6向热回收装置7内充入足量的水，利用烟气输送管2内的烟气在热回收装置7内对水进行加热，进而充分利用烟气中的热能。
35.铝电解槽1的烟气中含有各种颗粒性物质，将烟气通入静电除尘仓4内，利用静电将烟气内的粉尘吸附，同时利用振动器5，将所有粉尘震落在静电除尘仓4的底部，此时的粉尘具有较高的温度，通过使介质输入管6包裹或平铺在静电除尘仓4的底部，对介质输入管6内的介质进行预热。
36.铝电解槽1的烟气中含有一氧化碳和一氧化氮，直接排放一氧化碳和一氧化氮会对空气造成污染，同时还可能致使工作人员中毒。通过向烟气中输送氧化性强的臭氧，将烟气中的一氧化碳氧化为二氧化碳，一氧化氮氧化为为氧化氮，进行无害化处理。
37.铝电解槽1的烟气中含有氟化氢气体，由于氟化氢易溶于水，形成氢氟酸，氢氟酸
具有工业价值，因此将经过热回收装置7的烟气，通入溶解池9内，形成氢氟酸。
38.烟气中还存在二氧化碳，由于烟气还具有余热，可使溶解池9内的水温上升，使得微量溶于溶解池9内的二氧化碳以气体的形式挥发。
39.通过本技术方案，可以将铝电解槽1烟气中的余热进行利用，用时还能对烟气进行无害化处理。
40.在另一个实施例中：如图3所示，烟气输送管2的端部设于溶解池9的底部，同时烟气输送管2的此端呈l形，且烟气输送管2此端上具有多个曝气孔21。
41.通过本技术方案，可以使烟气输送管2内的烟气充分与溶解池9内的纯净水接触，使氟化氢充分溶解在纯净水中。
42.在另一个实施例中：如图4所示，烟气输送管2位于热回收装置7内的一段呈s形，同时，烟气输送管2此段的截面呈扁平状。通过本技术方案，增加烟气输送管2在热回收装置7内与水的接触面积，有利于对烟气中热量的回收。
43.在另一个实施例中：如图2所示，介质输入管6位于静电除尘仓4与热回收装置7之间的一段、热回收装置7的外部和介质输出管的外部均包裹有保温泡沫11。利用保温泡沫11，可以避免被回收的热量再次散失，增加回收效率。
44.在另一个实施例中：如图3所示，溶解池9内的底部设有一张防尘网92，可以避免烟气输送管2内的尘埃未被静电除尘仓4除净，而混入氢氟酸成品中。溶解池9的顶部具有一张可开启的池盖91，用于更换防尘网92。池盖91上具有多个透气孔93，用于释放二氧化碳。池盖91上还设有一根液体输入管8，用于向溶解池9内输送液态纯净水。溶解池9的底部设有液体输出管10，液体输出管10具有防腐蚀性，用于取出溶解有氟化氢的纯净水。溶解池9内侧的底面为倾斜面，液体输出管10的端部设于该倾斜面的最低处，可便于将溶解池9内的液体全部排出。
45.在另一个实施例中：如图5所示，介质输入管6的中部设于上述u形的铜质板的底部，同时介质输入管6的此段的一侧上具有u形的凹槽，同时，介质输入管6处于凹槽的一段的横截面面积等于介质输入管6位于非凹槽处的横截面面积。
46.在另一个实施例中：铝电解槽烟气余热回收装置的回收方法，包括以下步骤：s1、利用烟气输送管2将铝电解槽1内的烟气引出；s2、利用氧化剂输送管3向烟气输送管2内充入臭氧，对烟气进行氧化处理，对烟气中的一氧化碳和一氧化氮进行氧化，形成二氧化碳和二氧化氮；s3、使烟气输送管2内的混合气体通过静电除尘仓4，使静电除尘仓4内的高温杂质掉落在其底部，对烟气进行除尘处理，并对高温烟尘进行收集，同时得到洁净烟气；s4、使介质输入管6包裹在烟气输送管2的底部，利用高温烟尘对介质输送管6内的介质进行预热，将高温烟尘内的热量进行回收；s5、通过介质输入管6向热回收装置7内充入液态水，使输送洁净烟气的烟气输送
管2穿过热回收装置7，将洁净烟气内的热量进行回收，再将热回收装置7内的液态水通过介质输出管进行输出使用。
47.s6、向溶解池9内充入纯净水，将热量被回收的洁净烟气通入溶解池9内，使洁净烟气内的氟化氢气体溶解在纯净水中，形成氢氟酸，并收集氢氟酸，氢氟酸具有一定的工业价值。
48.s7、将溶解池9内的未被收集的气体通入沸水中，检测沸水中的ph值；若沸水呈弱酸性，则该气体需要再次通入溶解池9内，然后再次将溶解池9内排出的气体通入新准备的沸水中，并再次检测该沸水的ph值，若沸水依旧呈弱酸性，则重复此步骤，若沸水呈中性，则该气体可直接排放。
49.以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。