用于提取碳渣中电解质的设备的制作方法

本实用新型涉及电解铝设备，具体涉及一种用于提取碳渣中电解质的设备。

背景技术：

在铝电解预焙槽中，在铝电解质溶液中都会产生碳渣，这些碳渣对铝电解过程产生一系列不利的影响，譬如造成电解质电压升高，导致热槽的产生，这不但引起电解消耗的增加，而且当热槽产生时则会降低铝电解生产的诸多技术经济指标，同时对电解槽的寿命也有影响，在电解铝生产中就要将产生的碳渣全部从电解槽中打捞出来。一般情况下生产一吨电解铝将产生15公斤左右的碳渣，而碳渣中的电解质含量可达到55％，电解质是铝电解生产过程中不可或缺的原料。在2016年前碳渣未被列入危险固废，各电解铝厂都将碳渣作为商品出售掉，由于在2016年开始，碳渣被列入危险固废，各电解铝厂都不能进行处置，造成碳渣积压。同时碳渣中的电解质和碳不能得到有效利用，给企业不但造成较大的环保压力，也造成巨大的经济损失。虽然现在有压滤法提取电解质的工艺，但其生产出的电解质是粉状，在生产使用中不能完全熔化，对电解槽的平稳性带来危害。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于提取碳渣中电解质的设备，有效地解决了电解铝危险固废无法处置的难题，将危险固废中的有用物质有效提取出来返回生产使用，减少了浪费，节约了生产成本，并且将危险固废在厂内处置后循环使用，使企业实现循环经济和环保经济。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于提取碳渣中电解质的设备，包括，

相连通的燃料供应系统和熔炼炉，所述燃料供应系统用于向所述熔炼炉提供燃料，该熔炼炉用于对碳渣进行加热；

沉降室，其通过烟道与所述熔炼炉相连通，用于将熔炼过程中产生的烟气中的颗粒物进行沉降处理；

电解烟气净化系统，其通过烟道与所述沉降室相连通，用于对烟气进行回收净化处理。

作为优选，所述燃料供应系统包括：

天然气管道，其与所述熔炼炉相连通，用于将天燃气输送至该熔炼炉；

天然气调压装置，其安装在所述天然气管道上，用于调整该天然气管道中天然气的压力。

作为优选，所述天然气管道中天然气的压力在10-17KPa。

作为优选，所述天然气管道采取密封措施。

作为优选，所述天然气管道采用金属管道；管道间通过法兰连接并通过螺栓固定，中间有垫，连接处被石墨缠绕或者金属缠绕。

作为优选，所述熔炼炉内温度被加热到1100℃-1350℃之间。

作为优选，所述熔炼炉为蓄热式熔炼炉。

作为优选，所述沉降室与所述电解烟气净化系统之间的烟道上安装有至少一台引风机。

本实用新型所提供的用于提取碳渣中电解质的设备，将碳渣中的电解质和碳有效分离后返回电解铝生产使用，实现了危险固废有效处理后的循环使用，不会对环境造成污染。依托电解铝生产中原有的电解烟气净化系统，将熔炼过程中产生的有害烟气进行有效的净化处理，达到国家环保要求。在熔炼过程中将其中的碳参与热化学反应，最终量得以有效减少。并将危险固废中的有用物质有效提取，返回生产中使用，减少了物料的浪费，节约了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的用于提取碳渣中电解质的设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的用于提取碳渣中电解质的设备的工艺流程图。

附图标记说明：

1、天然气管道；2、天然气调压装置；3、熔炼炉；4、沉降室；5、引风机；6、电解烟气净化系统。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

由于电解铝碳渣被列入危险固废，各电解铝厂碳渣都无法处置，同时碳渣中的电解质和碳都无法得到有效地利用，造成严重的浪费。用熔炼炉将碳渣中的电解质进行熔炼，使碳和电解质彻底分离，同时将电解质进行再结晶后返回电解铝生产使用就是一种有效处理碳渣这种危险固废的好方法。为此，设计了一种用于提取碳渣中电解质的设备，如图1所示，该设备包括燃料供应系统、熔炼炉3、沉降室4、电解烟气净化系统6。其中，在本实施例中，优选天然气这种洁净能源做燃料，故而燃料供应系统包括天然气管道1和天然气调压装置2。天然气管道1的一端与天然气气源相连，另一端与熔炼炉3相连通，用于将天燃气输送至该熔炼炉3。天然气调压装置2安装在天然气管道1上，用于调整该天然气管道1中天然气的压力。沉降室4通过烟道与熔炼炉3相连通，电解烟气净化系统6通过烟道与沉降室4相连通。在本实施例中，天然气管道1优选金属管道，如钢管。管道间通过法兰连接并通过螺栓固定，中间有垫，连接处被石墨缠绕或者金属缠绕，采取了除此密封措施后，可有效提升管道间的密封性。

上述用于提取碳渣中电解质的设备，其各装置的作用如下：

天然气管道1，其与天然气气源相连，用于将天燃气输送至熔炼炉3。

天然气调压装置2，其用于对天然气管道1中天然气进行调压，把天然气的压力调整到10-17KPa，并为熔炼炉3的燃烧系统提供燃料供应。

熔炼炉3，将碳渣用机械或人工加入到熔炼炉3的炉膛内，然后用燃烧装置对碳渣进行加热，使碳渣中的电解质在1100℃-1350℃的高温下进行熔化，当电解质熔化后与碳渣中的碳进行分离，并将漂浮在电解质液体上的碳用机械或人工扒出，将液体电解质经放料口放出到成型模具中，冷却后脱模砸碎返回电解生产使用。

沉降室4，熔炼过程中产生的烟气经过烟道来到沉降室4，烟气集中后，在沉降室4内将烟气中的颗粒物进行沉降处理，使进入到电解烟气净化系统6的烟气中的粉尘颗粒物降到最低，经过沉降的烟气通过烟道进入电解烟气净化系统6。

电解烟气净化系统6，这个是原电解铝生产系统配置好的设施，主要作用是将电解槽产生的烟气进行回收净化处理。由于熔炼过程中产生的烟气与电解生产中产生的烟气成分完全一致，因此利用该电解烟气净化系统6处理熔炼过程中产生的烟气是非常好的方式。

若生产系统中电解烟气净化系统6的风量足够将熔炼过程中产生的烟气回收，则不需要配置引风机。若电解烟气净化系统6配置的风量无法将熔炼过程中产生的烟气全部回收，则在在沉降室4与电解烟气净化系统6之间的烟道上安装有至少一台引风机5，以保证熔炼过程中产生的烟气全部进入电解烟气净化系统6。

这一用于提取碳渣中电解质的设备靠近电解铝厂房，能够容易将熔炼炉3排烟管道连接到电解铝烟气净化系统的位置，建设符合环保要求的封闭式厂房。按照电解铝碳渣产生量确定熔炼炉的型号后，安装相应的天然气加热熔炼炉3，为了更好地达到节能目的，最好使用蓄热式熔炼炉。将熔炼炉3烟气排放管道连接到沉降室4，把烟气中的颗粒物进行沉降处理，然后经初步沉降处理的烟气经烟道进入电解烟气净化系统6，烟气经过电解烟气净化系统6净化后排入大气。

本实施例提供的用于提取碳渣中电解质的设备，其工艺流程如图2所示，将碳渣用机械或人工加入到熔炼炉3的炉膛内，然后用燃烧装置对碳渣进行加热，将碳渣在蓄热式熔炼炉3中用天然气将碳渣加热到1250-1300℃，碳渣中的电解质熔炼成液态后，碳漂浮于电解质液体表面，将漂浮的碳扒出后放出电解质到成型模具中，冷却后返回电解铝生产使用。在熔炼过程中碳进行燃烧反应，其中有30％的碳被燃烧掉，扒出的剩余碳作为电解铝阳极钢爪保护环的原材料使用。

在熔炼过程中将产生烟气，这些烟气的成分包括CO、CO₂、H₂O、NO等，还有少量的SO₂以及电解质中的氟盐挥发产生少量的含氟气体，这部分烟气进入电解铝烟气净化系统6进行有效净化处理。

本实施例中的用于提取碳渣中电解质的设备，其将危险固废在厂内进行有效处理，危险固废不出厂，解决了电解铝企业危险固废无法处置的难题。将碳渣中的电解质和碳有效分离后返回电解铝生产使用，实现了危险固废有效处理后的循环使用，不会对环境造成污染。依托电解铝生产中原有的电解烟气净化系统，将熔炼过程中产生的有害烟气进行有效的净化处理，达到国家环保要求。在熔炼过程中将其中的碳参与热化学反应，最终量得以有效减少。并将危险固废中的有用物质有效提取，返回生产中使用，减少了物料的浪费，节约了生产成本。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。