电解铝烟气净化系统浅谈

潘德豪

（0七冶安装工程有限责任公司，贵州，贵阳，550014）

【摘要】铝电解烟气的净化消除是一个系统工程，在加强吸附工序吸附效率的同时，还应在原料氧化铝的选择，降低助熔剂的投料比，烟气集气、除尘系统管理方面加强。只有从原料选择、加强操作管理的同时有效的提高氧化铝的吸附效率才能使铝电解烟气排放指标达到新排放标准的要求。本文主要对烟气净化系统工艺及安装进行了分析探讨。

【关键词】烟气净化；集气效率；净化效率

引言

电解烟气净化系统对降低电解生产成本和保护生态环境都有重要意义，随着国家生态文明建设的不断加强，对净化系统运行的要求也越来越严格。在生产运行中，一方面要不断提高烟气净化回收效率，不断降低排空气体中粉尘、氟化物浓度，另一方面要不断改进系统运行模式，对现有设备进行挖潜改造，提高集气效率，降低净化风机功耗，努力降低生产运行成本，实现系统节能高效运行。

一、铝电解烟气净化控制系统研究的意义

由于前几年我国对于经济发展的要求过于重视，忽视了环境的保护，导致环境急剧恶化。所以近几年来我国着重提倡了绿色经济，要求经济与环境协调发展。这些标准也被应用到铝电解的生产过程中，设计先进的烟气净化控制系统的意义主要体现在以下四方面：第一、净化系统的研究带来了巨大的环保效益。由于铝电解过程中产生的有毒气体的成分主要是氟化物，它对动植物的危害不容小觑，对环境中的水和气体也有不好的影响，所以一套先进有效的净化控制系统能够阻止氟化物的排放并进行处理，实现绿色经济的要求。第二、净化系统的研究能够解决扩容引起的环境污染问题。所谓的扩容是指，在一套完整的铝电解体系的基础上，在叠加一次或者两次的电流，这样能扩大产生的能量，是一个低投入高产出的高效益途径。但与此同时也带来了许多的环境问题，而我国对于环保的要求越来越高，因此想要把这套高效益途径应用于生产就必须设计出一套先进的烟气净化系统来解决环境污染的问题。第三、有助于氟化盐的回收利用。氟化盐作为铝电解过程中的一种添加剂，造价昂贵，而且在高温下容易分解扩散，如果没有烟气的净化系统，氟化盐就会随着烟气扩散到大气中，造成很大程度上的浪费，所以烟气净化系统的一个主要作用就是回收氟化盐，减低了它的损耗，这样产生的经济效益也是不容小觑的。第四、有助于提高劳动生产率。由于一套完整的烟气净化系统非常复杂，它的操作流程长、所用的设备多、占地面积大，因此对它的设计要注重集中性，这样控制起来方便，占地也少，大大节约了操作人员的使用数量，从而提高了劳动生产率。

二、提高集气效率意义及措施

1、提高集气效率的意义

电解铝主要污染物——氟化氢的排放由经烟气净化系统净化后的有组织排放和天窗的无组织排放两部分组成。国际上通常采用“吨铝排氟量”这个指标来衡量一个电解厂的环保水平。国际工程通常采用世界上最严格PARCOM标准作为设计保证值。该标准规定：新建电解铝厂吨铝排氟量应低于0.6kg/t.Al。通过计算可知，天窗的排放量远大于烟气净化系统的排放量，是影响电解铝厂氟化物排量总量的主要因素。以某400kA铝电解槽为例：

吨铝排氟：35kg/t.Al

当电解槽的烟气捕集效率为98%，净化系统氟化物的净化效率为99.5%时：

天窗的氟化物排放量为：35x（1-0.98）=0.7kg/t.Al

净化系统氟化物排放量为：35x0.98x（1-0.995）=0.172kg/t.Al

由上述分析可见：要降低氟化物的排放量，即实现环境总量控制目标，在提高净化效率的同时，更重要的是如何确保电解槽的烟气捕集效率达到设计指标。即使是西方的专业烟气治理公司也提出：无组织排放的烟气量是有组织排放的数倍，且浓度低，治理成本偏高，因此要减少吨铝排氟量，应减少天窗的无组织排放。因此：要达到环境总量控制的要求，确保并提高电解槽的烟气捕集效率是至关重要的。

2、提高集气效率的措施

电解生产过程中产生的高温、粉尘、氟化物等有害因素，对人体、环境造成巨大伤害，因此，合理设计铝电解槽上部集气结构，提高铝电解槽的集气效率，改善作业现场的工作环境就显得尤为重要。目前国内电解铝集气效果不佳主要是由于设计原因和操作管理方面存在着缺陷。设计方面存在着以下几个方面的问题：

2.1集气结构不合理

传统的电解槽采用水平罩板下的V型集气结构，仅通过改变沿电解槽长轴方向靠集气罩上方的开洞大小来调节罩内的集气均匀度。这种简单的集气结构用于小型电解槽基本能满足要求，但随着槽容量的加大，电解槽的长度也在加长，传统结构已很难满足电解槽均匀集气的要求。应根据电解槽下部V型烟道集气结构及电解槽上部料箱和大梁结构，确定电解槽集气结构可改造空间，提出最优的高位分区集气结构优化方案。

2.2电解槽密封性能不好

现在由于槽罩板等部件设计不合理，密闭结构孔隙多、密封效果差，导致电解槽内负压达不到设计要求，影响了电解槽的集气效率。我们应该有针对性的改进设计，提高其密闭性，最终达到提高集气效果的目的。由于目前电解铝厂的粗放型管理模式尚未完全改变，因此在对电解槽进行操作的时候会出现不按照操作规程的情况，导致电解槽密封效果差，达不到设计值，集气效果差。

三、提高净化效率意义及措施

1、提高净化效率的意义

先进的干法净化技术是减少污染物排放的有力保障。为了使烟气排放达到《铝工业污染物排放标准》中对于氟化物及粉尘浓度的的要求，就要求我们烟气净化系统必须提高净化效率。

2、提高净化效率的措施

电解铝烟气净化采用氧化铝作为吸附剂。根据理论计算及考虑到国内氧化铝的实际情况。我们可以得知生产一吨铝需要净化用氧化铝1.3-1.95吨。为保证净化效率，在实际设计及运行中，还需要加入一定量的载氟氧化铝加入到循环使用，使固气比达到合理范围。但是现在存在如下几点问题。

2.1氧化铝粉末化严重

新鲜和载氟氧化铝都是通过管道反应器加入到排烟管道中，加料方向与烟气方向垂直，不能与烟气进行充分混合。由于新鲜氧化铝和载氟氧化铝都被加入到速度约为17m/s的烟气管道中，致使氧化铝破损率高，出现粉化严重的情况，从而降低进入电解槽原料的品质，进而影响电流效率。对此，我们应该改进反应器形式，充分利用氧化铝的吸附特性，同时减少其无功死循环。实现提高净化工艺、改进净化效果、降低排放指标的效果，最终实现电解铝生产污染物达标排放，满足国家最新排放标准的要求。在减少污染物排放的同时，净化系统也能增加对生产用物料和粉尘的收集，降低企业生产成本，提高企业经济效益。

2.2除尘器负荷增加

新鲜氧化铝和载氟氧化铝完成吸附反应后，同时进入除尘器，造成含尘烟气粉尘浓度高；系统中容易出现粘度较大的饱和氧化铝，附着在布袋上，造成清灰困难。造成系统阻力增加，增加系统能耗，最终影响系统净化效果，所以应调整除尘器形式以提高净化效率同时减轻除尘器负荷。

结束语

环境的好坏制约着我国经济的持久发展和人们的生活质量，我国现在提倡经济与环境协调发展，在不破坏自然和谐的前提下努力发展自身的经济。因此，对烟气净化控制系统的研究，主要是为了把铝电解过程中产生的有害气体进行过滤，尽可能的减小污染物在空气中的排放量，达到国家规定的净化标准，这是我们进行设计的最终目的。

参考文献

[1]周天沛.模糊控制在铝电解烟气净化控制系统中的应用[J].中国有色冶金,2009(5).