一种铝电解槽焙烧过程沥青烟集气治理方法及装置与流程

本发明涉及铝电解技术领域中的烟气治理方法，具体涉及铝电解槽焙烧过程沥青烟集气治理方法及装置。

背景技术：

铝电解槽是炼铝的主体设备，焙烧启动过程是铝电解槽投入正常运行必须经过的生产阶段。

传统铝电解槽焙烧过程中，由于内衬筑炉时，阴极扎固了一定量的炭素糊料，而炭素糊料主要由电煅无烟煤(或惨加部分石墨碎)、煤沥青和煤焦油几种成分构成，在铝电解槽焙烧过程中，随着焙烧温度升高至300～500℃期间，电解槽阴极内衬中的沥青成分将产生挥发溢出，形成具有一定污染作用的有害沥青烟和焦油，并造成车间环境污染，甚至导致电解车间的排烟管道积垢、净化系统过滤布袋堵塞等严重不良影响，进而影响到电解系列的正常运行。

目前，国内外铝电解槽用阴极捣固糊的成分及污染物排放量统计如下表：

一般，预焙铝电解槽阴极捣固糊的扎固用量平均在4～6吨/台，按照上表测试，在铝电解槽焙烧过程中，将会产生的污染物排放量为：

沥青烟挥发量：4000～6000×5％×7.5％＝15～22.5kg；

焦油挥发量：4000～6000×13％×7.5％＝39～58.5kg；

而在焙烧期间，铝电解槽的单槽阴极排烟量约为750m³，则沥青烟的排放浓度为：15～22.5kg/750m³＝0.200～0.0300kg/m³＝20000～30000mg/m³＞＞20mg/m³(《铝工业污染物排放标准》gb25465-2010)。

可见，铝电解槽焙烧期间所排的沥青烟浓度高达国家排放标准限额的1000～1500倍，因此，必须采取有效的治理措施对铝电解槽焙烧期间的污染物进行治理。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铝电解槽焙烧过程沥青烟集气治理方法及装置，以解决现有技术的不足：

本发明的技术方案如下：

本发明首先提出了一种铝电解槽焙烧过程沥青烟集气治理方法，该方法是在预焙铝电解槽焙烧期间在电解槽槽膛上部设置一个槽膛沥青烟集气系统，以收集铝电解槽焙烧期间由槽内排放的含焦油的沥青烟；在铝电解槽侧部两侧分别设置两组槽侧阴极钢棒沥青烟集气系统，以收集铝电解槽焙烧期间由槽侧阴极钢棒窗口排放的含焦油的沥青烟；在铝电解槽的烟道端设置一个沥青烟汇集处理系统，以汇集铝电解槽焙烧期间由电解槽排放的所有含焦油的沥青烟，并通过在汇集管道上安装的可更换的丝网除雾器对沥青焦油进行有效过滤处理；过滤的焦油由沥青焦油排放管排出。

本发明还提出了实现上述方法的铝电解槽焙烧过程沥青烟集气治理装置，该装置包括槽膛沥青烟集气系统、槽侧阴极钢棒沥青烟集气系统和沥青烟汇集处理系统；所述槽膛沥青烟集气系统包括槽膛沥青烟集气管、槽膛集烟罩和槽膛集气管调节阀；所述槽侧阴极钢棒沥青烟集气系统包括槽侧阴极钢棒集气变径管、阴极钢棒集烟罩和槽侧集气管调节阀；所述沥青烟汇集处理系统包括沥青烟集气汇集管、丝网除雾器、沥青焦油排放管及其配套支架；所述膛沥青烟集气管和槽侧阴极钢棒集气变径管均在末端与沥青烟集气汇集管相连接。

其中，所述的槽膛沥青烟集气管设置于电解槽槽膛上部，采用两级变径结构，其第一级管径范围在之间，第二级管径范围在之间；所述槽膛集烟罩设置于槽膛沥青烟集气管的下部，数量为2～5个；所述槽膛集气管调节阀设置在槽膛沥青烟集气管的第二级变径管道末端与沥青烟集气汇集管连接部。

进一步的，所述槽侧阴极钢棒集气变径管数量为两组，分别设置于电解槽两侧；所述槽侧阴极钢棒集气变径管也采用两级变径结构，其第一级管径范围在之间，第二级管径范围在之间；所述槽侧集气管调节阀设在槽侧阴极钢棒集气变径管末端与沥青烟集气汇集管连接部。

进一步的，所述槽侧阴极钢棒集气变径管下部连接有两组以上阴极钢棒集烟罩与铝电解槽槽壳上的阴极钢棒组配套，每组阴极钢棒设一个阴极钢棒集烟罩。

进一步的，所述沥青烟集气汇集管设置于铝电解槽烟道端，管径范围在之间，其前端采用锥形变径结构，并在其变径部位设置一沥青焦油排放管。

进一步的，所述沥青烟集气汇集管与电解净化系统排烟管连接，并在该连接部位设置一个丝网除雾器，其丝网层数为3～5层，丝网目数为9～3000目，用于过滤粒径为3～35μm的焦油微粒物。

本发明的一种预焙铝电解槽焙烧期间的沥青烟(含焦油)收集与治理方法及装置，在铝电解槽焙烧过程中，能够对槽内阴极所排的沥青烟以及槽侧部阴极钢棒窗口所排的沥青烟进行集中收集，并汇总进行快速过滤焦油污染物，使焙烧过程进入电解净化系统的排放尾气达到排放标准，且不会对净化系统管道和设备造成二次污染。

附图说明

图1为本发明的铝电解槽焙烧过程沥青烟集气治理方法的装置结构示意图；

图2为图1中的a向剖视图。

图中标记分别为：1-槽膛沥青烟集气管，2-槽侧阴极钢棒集气变径管，3-沥青烟集气汇集管，4-丝网除雾器，5-槽膛集烟罩，6-阴极钢棒集烟罩，7-槽膛集气管调节阀，8-沥青焦油排放管，9-阴极钢棒组，10-铝电解槽槽壳，11-电解净化系统排烟管，12-槽侧集气管调节阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的任何限制。

请参阅图1-2，其中图2为图1中的a向视图。

从图中可以看出，本发明的装置结构，主要包括以下部分。

(1).槽膛沥青烟集气系统：由槽膛沥青烟集气管1槽膛集烟罩5(2～3个)、槽膛集气管调节阀7等组成。该系统的作用主要是收集铝电解槽焙烧期间由槽内排放的沥青烟(含焦油)；

(2).槽侧阴极钢棒沥青烟集气系统：由槽侧阴极钢棒集气变径管2阴极钢棒集烟罩6(组数与电解槽阴极钢棒组9数量相同)、槽侧集气管调节阀12等组成。该系统的作用主要是收集铝电解槽焙烧期间由槽侧阴极钢棒窗口排放的沥青烟(含焦油)；

(3).沥青烟汇集处理系统：由沥青烟集气汇集管3丝网除雾器4、沥青焦油排放管8及相关支架等组成。该系统的作用主要是汇集铝电解槽焙烧期间由电解槽排放的所有沥青烟(含焦油)，并通过在沥青烟集气汇集管3上安装的丝网除雾器4(可更换)对沥青焦油进行有效过滤处理。过滤的焦油可由排污口排出。

在铝电解槽焙烧过程中，通过以上系统对槽内阴极所排的沥青烟以及槽侧部阴极钢棒窗口所排的沥青烟进行集中收集，并汇总至沥青烟集气汇集管3进行快速过滤焦油污染物，使焙烧过程进入电解净化系统排烟管11进入电解净化系统排放尾气达到排放标准，且不会对净化系统管道和设备造成二次污染。

以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。