专利名称：自焙阳极铝电解烟气干法净化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铝电解烟气的净化系统，特别是一种自焙阳极铝电解烟气干法净化系统。
目前，工业上采用的铝电解槽有两大类—自焙阳极电解槽和预焙阳极电解槽，其中自焙阳极电解槽使用的阳极材料为液体沥青与煅后石油焦混合而成的阳极糊，生产过程中产生的烟气主要含有氟化氢，二氧化碳，沥青烟及挥发的氟化铝，电解质粉尘，氧化铝粉尘和大量的焦油雾滴，烟气的直接排放会给大气带来严重污染，危害人类及动植物。其传统净化方式为碱法湿化净化，即采用5％的碳酸钠水溶液洗涤烟气，使烟气中氟化氢气体变成了能溶于水的氟化钠进入了液体，同时喷淋使烟气降温，烟气中的焦油凝聚后与烟气中的粉尘进入液体漂浮于表面，沥青烟等其他不与碱液起反应的气体直接排空，上述湿法净化过程仅仅将烟气中的部分有害气体变成了能溶于水的盐，含有这些盐和漂浮物的洗液若直接排放，又成为废水污染源，虽然有些工厂采用石灰水与洗液中和，使洗液中有害的氟离子变成不溶于水的氟化钙固体而过滤，但仍不能完全治理洗液，而且又产生有害的固体废渣，形成二次污染，同时碱液对运行设备腐蚀严重，运行费用高昂，所以到目前为止，部分已配有湿法净化系统的厂家设备也无法正常运行，实际上所有自焙阳极铝电解厂烟气基本上处于直接排空状态，造成工厂工作环境恶劣，厂区周围大气污染严重。可是自焙阳极电解槽设备投资省，吨铝投资不足大型预焙槽的一半，而生产技术指标仅略低于大型预焙槽，所以尽管对此至今尚未找出妥善处理的方法，排放会对环境造成极大的污染，但仍对投资者具有极大的吸引力。
本发明的目的在于克服上述不足而提供的一种成本低的自焙阳极铝电解烟气干法净化系统，采用它将不再产生二次污染，能一次有效、彻底地解决烟气污染问题。
本发明人将沥青烟收集后添加纯白色氧化铝使之混合，氧化铝将很快变成黄色，并带有浓郁的焦油气味，这说明氧化铝粉末对沥青烟及焦油雾滴具有强烈的吸附作用，而且吸附后的氧化铝仍具有非常好的流动性。
基于此点，本发明是这样实现的一种自焙阳极铝电解烟气干法净化系统，其特征在于将自焙阳极电解槽密闭，收集铝电解烟气，并添加氧化铝使之与铝电解烟气充分混合以吸附烟气中的有害物；再进行气-固分离过程，然后分离出的气体直接排放；分离出的含吸附物的氧化铝作为电解原料加入密闭自焙阳极电解槽内生产原铝。
考虑到氧化铝对沥青，焦油，氟化氢混合气体一次吸附不完全，可以采用二段吸附，也即将进行气-固分离后的分离气体中添加氧化铝以进一步吸附气体中的有害物，再次进行气-固分离过程，再次分离后的气体直接排放；再次分离后的含吸附物的氧化铝与前次分离出含吸附物的氧化铝均作为电解原料加入密闭自焙阳极电解槽内生产原铝。若此时的烟气净化效果仍不令人满意，还可采用三段或四段也即二段以上的多段吸附。
本发明具体是这样实现的将自焙阳极电解槽加罩密闭，通过一段抽烟机将罩内烟气收集抽入烟管内，进入一段反应器，并向其中投入氧化铝粉末，氧化铝与烟气在一段反应器中进行充分的混合吸附过程，该段主要吸附沥青烟及焦油雾滴；气-固混合物在一段收尘器中进行气-固分离过程，其中大部分氧化铝分离出来进入溜槽，小部分粉尘随分离气体进入二段反应器，再次向二段反应器中添加新鲜氧化铝，烟气再一次与氧化铝充分混合，进行吸附过程，主要吸附烟气中的氟化氢气体，同时也对一段反应器中残存的沥青烟再次吸附，二段吸附后的气-固混合物进入二段收尘器进行气-固分离，经两次净化后的烟气可达标直接排空，两次分离出的含吸附物的氧化铝均经溜槽送入电解槽作为原料使用。
上述一段吸附过程中，氧化铝的一次投料口设在一段抽烟机出口处；上述二段吸附过程中，氧化铝的二次投料口设在二段反应器的前端。
上述一段收尘器可采用旋风收尘器，二段收尘器可采用布袋收尘器。
从上述方案中可看出本发明不需要特殊或贵重设备，设备投资费用较低；而且干法净化过程几乎不腐蚀设备，动力消耗也较少，所以设备运行，维护费用也较低；采用本发明分离出的含吸附物的氧化铝作为电解原料加到电解槽内生产原铝，所吸附的氟化氢及其他氟化物和粉尘又成为铝电解生产的原料和副原料补充到电解槽内，所吸附的沥青烟，焦油等可燃物在电解槽内的高温液体电解质表面充分燃烧成为无污染的二氧化碳气体。总之，本发明能对烟气一次净化彻底，不产生二次污染，同时由于回收了随烟气挥发的电解质，氟化铝，氧化铝粉尘，使得电解过程的主、副原料消耗均降低，达到降低成本的目的，而且氟化铝的回收利用，可使自焙槽铝电解过程的分子比降低，从而提高电流效率之效果，使生产技术指标与大型预焙槽相匹敌。
采用本发明，氟化盐(氟化铝和冰晶石)的消耗量可降低15千克/吨左右，氧化铝的消耗量可降低20千克/吨-铝左右，由于系统采用密闭回收挥发的氟化物，这样又可降低电解质的分子比，达到提高电流效率之功效，依据目前自焙槽的生产技术条件，可将分子比从2.7～2.8降到2.4～2.5，由此降低电解温度10℃以上，最终可达到提高电流效率至少2％左右，实现降低电耗300KWH/吨-铝。以年产1万吨的铝厂为例，一年可产生的经济效益为氟化盐以6500元/吨计，氟化盐可节约97.5万元；氧化铝以2500元/吨计，氧化铝可节约50万元；电价按0.3元/KWH计，节省电费90万元；提高电流效率以2％计算，每年可多产铝锭200吨，除去制作成本及有关税收后，销售剩余价值以2000元/吨计算，可多创效益40万元；烟气达标排放后，工厂每年可减少环境污染赔偿费约20万元；若系统运行的耗电量以150KWH/吨-铝计算，一年电费为45万元；设备维护，操作工人工资费用一年以50万元计，那么，该系统一年实际获利为202.5万元，这说明一年半至两年就可将投入的费用全部回收，所以，采用本发明，不仅可消除铝厂对环境的污染，给中小型铝厂找到长久的生存空间，产生极大的社会效益，同时能给铝厂带来巨大的经济效益。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明
图1本发明的系统流程图。
参见图1可知一种自焙阳极铝电解烟气干法净化系统，它是将自焙阳极电解槽1加罩密闭，通过一段抽烟机3将罩内烟气收集抽入烟管2内，进入一段反应器5，并在一段抽烟机3出口处氧化铝一次投料口4投入氧化铝粉末，氧化铝与烟气在一段反应器5中充分混合吸附，该段主要吸附沥青烟及焦油雾滴；气-固混合物在一段旋风收尘器6中进行气-固分离，其中大部分氧化铝分离出来进入溜槽10，小部分粉尘随分离气体进入二段反应器8，并在二段反应器8前端的氧化铝二次投料口7再次添加新鲜氧化铝，烟气再一次与氧化铝充分混合，主要吸附烟气中的氟化氢气体，同时也对一段反应器5中残存的沥青烟再次吸附，二段吸附后的气-固混合物进入布袋吸尘器9进行气-固分离，经两次净化后的烟气直接排放，两次分离出的含吸附物的氧化铝均经溜槽10送入电解槽1作为原料使用。
权利要求
1.一种自焙阳极铝电解烟气干法净化系统，其特征在于将自焙阳极电解槽密闭，收集铝电解烟气，并添加氧化铝使之与铝电解烟气充分混合进行吸附过程；再进行气-固分离过程；然后分离出的气体直接排放，分离后的含吸附物的氧化铝作为电解原料加入密闭自焙阳极电解槽内生产原铝。
2.如权利要求1所述的自焙阳极铝电解烟气干法净化系统，其特征在于所述吸附过程可采用二段吸附，即将进行气-固分离过程后的分离气体中添加氧化铝以进一步吸附，再次进行气-固分离过程；或者所述吸附过程可采用二段以上的多段吸附。
3.如权利要求1或2所述的自焙阳极铝电解烟气干法净化系统，其特征在于将自焙阳极电解槽(1)加罩密闭，通过一段抽烟机(3)将罩内烟气收集抽入烟管(2)内，进入一段反应器(5)中，并向其中投入氧化铝粉末，氧化铝与烟气在一段反应器(5)中进行充分的混合吸附过程；气-固混合物在一段收尘器(6)中进行气-固分离过程，其中大部分氧化铝分离出来进入溜槽(10)，小部分粉尘随分离气体进入二段反应器(8)，再次向二段反应器(8)中添加新鲜氧化铝，烟气再一次与氧化铝充分混合吸附过程，二段吸附后的气-固混合物进入二段收尘器(9)进行气-固分离，经两次净化后的烟气直接排放，两次分离出的含吸附物的氧化铝均经溜槽(10)送入自焙阳极铝电解槽(1)作为原料使用。
4.如权利要求3所述的自焙阳极铝电解烟气干法净化系统，其特征在于所述一段吸附过程中，氧化铝的一次投料口(4)设在一段抽烟机(3)出口处；所述二段吸附过程中，氧化铝的二次投料口(7)设在二段反应器(8)的前端。
5.如权利要求3所述的自焙阳极铝电解烟气干法净化系统，其特征在于所述一段收尘器(6)可采用旋风收尘器，所述二段收尘器(9)可采用布袋收尘器。
全文摘要
本发明涉及一种自焙阳极铝电解烟气干法净化系统。它将自焙阳极电解槽密闭，收集烟气，并添加氧化铝使之与烟气充分混合进行吸附有害气体氟化氢和沥青烟过程；再进行气－固分离过程；然后排放分离出的净化气体，对分离出的含吸附物的氧化铝作为电解原料加入密闭自焙阳极电解槽内生产原铝。本发明设备投资费用较低；设备运行，维护费用也较低；该系统回收了随烟气挥发的电解质，氟化铝，氧化铝粉尘，使得电解过程的主、副原料消耗均降低，达到降低成本的目的；总之它对烟气一次净化彻底，不产生二次污染。
文档编号C25C3/00GK1239742SQ9811210
公开日1999年12月29日 申请日期1998年6月22日 优先权日1998年6月22日
发明者田应甫 申请人:田应甫