專利名稱：鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化工藝及凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電解鋁陽極生產(chǎn)廠的陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)及工藝。本發(fā)明鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)和工藝是采用聯(lián)合凈化工藝凈化處理焙燒爐煙氣中的瀝青焦油、氟化物和粉塵，凈化后這三種特征污染物的排放濃度大大低于國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
目前，鋁電解生產(chǎn)配套的陽極焙燒爐煙氣凈化基本上采用以下兩種凈化工藝，即電捕焦油器凈化工藝和氧化鋁吸附的干法凈化工藝。這兩種工藝在生產(chǎn)實(shí)踐過程中各自暴露出許多問題。采用上述傳統(tǒng)方法凈化焙燒爐煙氣工藝已有二十幾年了，通過這些年生產(chǎn)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在運(yùn)行過程中存在如下問題1、現(xiàn)有的陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)大多采用電捕焦油器凈化工藝。如圖1所示，由于此工藝不能凈化煙氣中的HF氣體，凈化后煙氣中HF的排放濃度超標(biāo)。焙燒爐正常生產(chǎn)時排放的氣體中HF的濃度一般為50-80mg/Nm3，由于電捕焦油器2僅能捕集煙氣中的瀝青焦油和粉塵，對HF氣體沒有任何的凈化作用，而HF氣體的排放限值為6mg/Nm3(《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB9078-1996)，故排放濃度超標(biāo)。可見這種凈化工藝必須進(jìn)行改進(jìn)。
2、現(xiàn)有的陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)一部分采用氧化鋁吸附的干法凈化工藝。此工藝如圖2所示，這種凈化工藝可凈化煙氣中的瀝青焦油、氟化物和粉塵，煙氣中的污染物可達(dá)標(biāo)排放。但這種工藝采用電解鋁生產(chǎn)的原料—氧化鋁來作為吸附劑，吸附后的氧化鋁含有大量的瀝青焦油，返回電解鋁生產(chǎn)使用。這部分氧化鋁返回電解車間使用的量一般占電解生產(chǎn)用量的6-10％。這部分氧化鋁雖然量不大，但返回使用時不能與大量的新鮮氧化鋁充分混合，造成在某些個階段集中使用這種氧化鋁。這就產(chǎn)生了如下問題返回的氧化鋁集中進(jìn)入電解槽時瀝青焦油會被燒掉，瀝青焦油會大量散發(fā)，雖然絕大部分被氧化鋁二次吸附，但仍有一部分散發(fā)出來，散發(fā)出來的瀝青焦油一部分進(jìn)入電解煙氣凈化系統(tǒng)，一部分散發(fā)到電解車間，造成一定程度的二次污染；更為嚴(yán)重的是含有大量瀝青焦油的氧化鋁返回電解槽時，會造成電解質(zhì)含碳量增高，降低電流效率；含有大量瀝青焦油的氧化鋁返回電解車間使用時，流動性較差，特別是夏天氣溫較高時，氧化鋁流動性更差，造成氧化鋁超濃相輸送系統(tǒng)輸送這種氧化鋁很困難，氧化鋁難以及時送上電解槽料箱，影響電解槽正常生產(chǎn)。可見現(xiàn)有的干法凈化工藝雖然對煙氣中的污染物有較高的凈化效率，但采用這種工藝會影響電解鋁的正常生產(chǎn)。為此必須進(jìn)行改造，方能滿足電解鋁生產(chǎn)需要。
進(jìn)幾年來，隨著對環(huán)保工作的日益重視，新的環(huán)保法規(guī)和規(guī)范不斷嚴(yán)格，必須發(fā)明一種徹底凈化污染物的工藝以滿足更加嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)的要求，此工藝還應(yīng)同時滿足電解鋁生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述技術(shù)問題而提供一種鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化工藝，目的是徹底凈化鋁電解陽極焙燒爐煙氣中污染物，并減少返回電解鋁生產(chǎn)中作為吸附劑的氧化鋁中瀝青焦油的含量，以滿足電解鋁生產(chǎn)需要。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化工藝，焙燒爐煙氣首先經(jīng)過煙氣冷卻系統(tǒng)將高溫?zé)煔饨禍?，降溫后的煙氣進(jìn)入電捕焦油器去除煙氣中大量的瀝青焦油，之后進(jìn)入干法凈化系統(tǒng)去除煙氣中的固態(tài)氟化物及HF氣體、粉塵、焦油，凈化后的煙氣由主排煙風(fēng)機(jī)排入煙囪。
所述的干法凈化系統(tǒng)去除煙氣中的固態(tài)氟化物及HF氣體、粉塵、焦油中加入的吸附劑是電解鋁生產(chǎn)原料—氧化鋁，反應(yīng)后的氧化鋁返回電解生產(chǎn)使用。
所述的經(jīng)過煙氣冷卻系統(tǒng)將高溫?zé)煔饨禍厥菍⒈簾隣t排出的高溫?zé)煔饨?jīng)過全蒸發(fā)冷卻塔噴水霧化降溫。
所述的降溫后的煙氣溫度為90-100℃。
鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為煙氣冷卻系統(tǒng)的入氣端與焙燒爐煙道連接，煙氣冷卻系統(tǒng)的出氣端與電捕焦油器入口連接，電捕焦油器的出口與干法凈化系統(tǒng)連接。
所述的煙氣冷卻系統(tǒng)的出氣端與干法凈化系統(tǒng)的除塵器之間連有一條煙道，此煙道上設(shè)有控制閥門。
所述的電捕焦油器的出口與干法凈化系統(tǒng)的旁通煙道之間設(shè)有排煙管道，此排煙管道上設(shè)有控制閥門。
所述的焙燒爐煙道與氧化鋁干法凈化系統(tǒng)的煙囪之間還連有旁通煙道。
所述的旁通煙道的末端分為兩根支管路，一根支管路上設(shè)有一個控制閥門，另外一根支管路上設(shè)有兩個控制閥門，兩個控制閥門之間設(shè)有旁通風(fēng)機(jī)。
所述的控制閥門為電動碟閥或氣動蝶閥。
所述的電捕焦油器為雙電場臥式型式所述的煙氣冷卻系統(tǒng)是由全蒸發(fā)冷卻塔、閥架、噴槍、噴嘴和PLC控制系統(tǒng)組成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果如下
采用煙氣冷卻系統(tǒng)、電捕焦油器和干法凈化系統(tǒng)組成的聯(lián)合凈化技術(shù)處理鋁電解陽極焙燒爐煙氣，不僅能滿足嚴(yán)格的污染物排放指標(biāo)的要求，而且能同時滿足鋁電解生產(chǎn)對本系統(tǒng)的要求。
本發(fā)明的焙燒爐煙氣凈化效率高、無二次污染。它不僅可以凈化煙氣中的瀝青焦油、粉塵、固態(tài)氟化物，而且可以凈化煙氣中的HF氣體，一次徹底凈化污染物。凈化后污染物的排放濃度為，總氟化物0.5-2mg/Nm3，總粉塵1-10mg/Nm3，瀝青焦油1-5mg/Nm3。本發(fā)明系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、運(yùn)行自動化水平高，凈化煙氣中的HF氣體使之轉(zhuǎn)化為氟化鋁，是電解鋁生產(chǎn)不可缺少的原料，實(shí)現(xiàn)了“綜合利用，化害為利”的目的。


圖1是現(xiàn)有的采用電捕焦油器凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有的干法凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1、煙氣冷卻系統(tǒng)，2、電捕焦油器，3、干法凈化系統(tǒng)，4、冷卻塔，5、布袋除塵器，6、閥架，7、旁通煙道，8、主排煙風(fēng)機(jī)，9、旁通風(fēng)機(jī)，10、反應(yīng)器，11、煙囪。
具體實(shí)施例方式
下面對本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合附圖加以詳細(xì)描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不受實(shí)施例所限。
如圖3所示，本發(fā)明鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化工藝，焙燒爐煙氣首先經(jīng)過煙氣冷卻系統(tǒng)1將高溫?zé)煔饨禍?，降溫后的煙氣進(jìn)入電捕焦油器2去除煙氣中大量的瀝青焦油，之后進(jìn)入干法凈化系統(tǒng)3去除煙氣中的固態(tài)氟化物及HF氣體、粉塵、焦油，凈化后的煙氣由主排煙風(fēng)機(jī)8排入煙囪11。
上述干法凈化系統(tǒng)去除煙氣中的固態(tài)氟化物及Ⅲ氣體、粉塵、焦油中加入的吸附劑是電解鋁生產(chǎn)原料—氧化鋁，反應(yīng)后的氧化鋁返回電解生產(chǎn)使用。
鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為煙氣冷卻系統(tǒng)1的入氣端與焙燒爐煙道連接，煙氣冷卻系統(tǒng)1的出氣端與電捕焦油器2入口連接，電捕焦油器2的出口與氧化鋁干法凈化系統(tǒng)3連接。煙氣冷卻系統(tǒng)1的出氣端與氧化鋁干法凈化系統(tǒng)3的布袋除塵器之間連有一條煙道，此煙道上設(shè)有控制閥門。電捕焦油器2的出口與氧化鋁干法凈化系統(tǒng)3的旁通煙道7之間設(shè)有排煙管道，此排煙管道上設(shè)有控制閥門。焙燒爐煙道與氧化鋁干法凈化系統(tǒng)3的煙囪之間還連有旁通煙道7。旁通煙道7的末端分為兩根支管路，一根支管路上設(shè)有一個控制閥門，另外一根支管路上設(shè)有兩個控制閥門，兩個控制閥門之間設(shè)有旁通風(fēng)機(jī)9。
上述控制閥門為電動碟閥或氣動蝶閥。
上述煙氣冷卻系統(tǒng)1的作用是為后續(xù)凈化工藝提供必要的條件。焙燒爐排出的高溫?zé)煔?120-250℃)首先經(jīng)過全蒸發(fā)冷卻塔4噴水霧化，降溫至90-100℃。煙氣冷卻有三個目的其一是降低煙氣的比電阻。其二是將煙氣中一部分氣態(tài)焦油冷凝成液態(tài)焦油，保證冷卻后的煙氣進(jìn)入電捕焦油器2后能夠被撲集下來(因電捕焦油器對氣態(tài)焦油凈化效率等于零)。之后進(jìn)入電捕焦油器2。其三將高溫氣體降溫是為了保護(hù)后面的布袋除塵器5的布袋不被燒毀(布袋的材質(zhì)為滌綸，使用溫度低于130℃)，延長布袋的使用壽命。
上述的煙氣冷卻系統(tǒng)1是由全蒸發(fā)的冷卻塔4、閥架6、噴槍、噴嘴和PLC控制系統(tǒng)組成的，與現(xiàn)有氧化鋁干法凈化系統(tǒng)的煙氣冷卻系統(tǒng)連接方式相同。
上述的電捕焦油器2煙氣冷卻后進(jìn)入電捕焦油器2，除去煙氣中的瀝青焦油粉塵等污染物。電捕焦油器2一般采用雙電場臥式型式電捕焦油器，瀝青焦油進(jìn)口濃度一般為100-500g/Nm3，出口濃度為20-40mg/Nm3.
上述的干法凈化系統(tǒng)3干法凈化工藝是采用電解鋁生產(chǎn)原料—氧化鋁作為吸附劑吸附煙氣中的HF氣體，來達(dá)到凈化煙氣的目的。含有氟化物(包括HF氣體)、粉塵、低濃度瀝青焦油的煙氣在反應(yīng)器內(nèi)完成吸附反應(yīng)，之后通過袋式收塵器進(jìn)行氣固分離，吸附后的氧化鋁返回電解車間生產(chǎn)使用，凈氣通過主排煙風(fēng)機(jī)排入煙囪，排入大氣。
為了保證焙燒爐正常生產(chǎn)運(yùn)行的要求，聯(lián)合法凈化技術(shù)設(shè)有五條煙氣排出通道保證煙氣排放的可靠性1、正常生產(chǎn)時的通道焙燒爐煙氣經(jīng)冷卻塔冷卻后，進(jìn)入電捕焦油器除去絕大部分瀝青焦油和粉塵，之后進(jìn)入干法凈化系統(tǒng)除去氟化氫氣體、固態(tài)的氟化物、粉塵、瀝青焦油。凈化后的氣體由主排煙風(fēng)機(jī)排入煙囪。
2、干法凈化系統(tǒng)故障時的通道焙燒爐煙氣經(jīng)冷卻塔冷卻后，進(jìn)入電捕焦油器除去絕大部分瀝青焦油和粉塵，之后由旁通排煙風(fēng)機(jī)排入煙囪。
3、電捕焦油器系統(tǒng)故障時的通道焙燒爐煙氣經(jīng)冷卻塔冷卻后，直接進(jìn)入干法凈化系統(tǒng)除去氟化氫氣體、固態(tài)的氟化物、粉塵、瀝青焦油。凈化后的氣體由主排煙風(fēng)機(jī)排入煙囪。
4、煙氣冷卻系統(tǒng)故障時的通道焙燒爐煙氣直接通過旁通煙道和旁通排煙風(fēng)機(jī)排入煙囪，保證焙燒爐正常生產(chǎn)。
5、煙道著火時的通道焙燒爐煙氣直接通過旁通煙道進(jìn)入煙囪。
權(quán)利要求
1.鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化工藝，其特征在于焙燒爐煙氣首先經(jīng)過煙氣冷卻系統(tǒng)將高溫?zé)煔饨禍兀禍睾蟮臒煔膺M(jìn)入電捕焦油器去除煙氣中大量的瀝青焦油，之后進(jìn)入干法凈化系統(tǒng)去除煙氣中的固態(tài)氟化物及HF氣體、粉塵、焦油，凈化后的煙氣由主排煙風(fēng)機(jī)排入煙囪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化工藝，其特征在于所述的干法凈化系統(tǒng)去除煙氣中的固態(tài)氟化物及HF氣體、粉塵、焦油中加入的吸附劑是電解鋁生產(chǎn)原料—氧化鋁，反應(yīng)后的氧化鋁返回電解生產(chǎn)使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化工藝，其特征在于所述的經(jīng)過煙氣冷卻系統(tǒng)將高溫?zé)煔饨禍厥菍⒈簾隣t排出的高溫?zé)煔饨?jīng)過全蒸發(fā)冷卻塔噴水霧化降溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化工藝，其特征在于所述的降溫后的煙氣溫度為90-100℃。
5.鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于結(jié)構(gòu)為煙氣冷卻系統(tǒng)的入氣端與焙燒爐煙道連接，煙氣冷卻系統(tǒng)的出氣端與電捕焦油器入口連接，電捕焦油器的出口與干法凈化系統(tǒng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的煙氣冷卻系統(tǒng)的出氣端與干法凈化系統(tǒng)的除塵器之間連有一條煙道，此煙道上設(shè)有控制閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的電捕焦油器的出口與干法凈化系統(tǒng)的旁通煙道之間設(shè)有排煙管道，此排煙管道上設(shè)有控制閥門。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的焙燒爐煙道與干法凈化系統(tǒng)的煙囪之間還連有旁通煙道。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的旁通煙道的末端分為兩根支管路，一根支管路上設(shè)有一個控制閥門，另外一根支管路上設(shè)有兩個控制閥門，兩個控制閥門之間設(shè)有旁通風(fēng)機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的控制閥門為電動碟閥或氣動蝶閥。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的電捕焦油器為雙電場臥式型式。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解陽極焙燒爐煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的煙氣冷卻系統(tǒng)是由全蒸發(fā)冷卻塔、閥架、噴槍、噴嘴和PLC控制系統(tǒng)組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于電解鋁陽極生產(chǎn)廠的陽極焙燒爐煙氣凈化工藝。焙燒爐煙氣首先經(jīng)過煙氣冷卻系統(tǒng)將高溫?zé)煔饨禍?，降溫后的煙氣進(jìn)入電捕焦油器去除煙氣中大量的瀝青焦油，之后進(jìn)入干法凈化系統(tǒng)去除煙氣中的固態(tài)氟化物及HF氣體、粉塵、焦油，凈化后的煙氣由主排煙風(fēng)機(jī)排入煙囪。本發(fā)明的焙燒爐煙氣凈化效率高、無二次污染。它不僅可以凈化煙氣中的瀝青焦油、粉塵，而且可以凈化煙氣中的HF氣體，一次徹底凈化污染物。本發(fā)明系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、運(yùn)行自動化水平高，凈化煙氣中的HF氣體使之轉(zhuǎn)化為氟化鋁，是電解鋁生產(chǎn)不可缺少的原料。
文檔編號B01D53/00GK1974866SQ200610134398
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者趙科松, 曹成山, 艾秀娟, 宋海琛 申請人:沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院