專利名稱：自焙陽極鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解煙氣的凈化系統(tǒng)，特別是一種自焙陽極鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)。
目前，工業(yè)上采用的鋁電解槽有兩大類—自焙陽極電解槽和預(yù)焙陽極電解槽，其中自焙陽極電解槽使用的陽極材料為液體瀝青與煅后石油焦混合而成的陽極糊，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣主要含有氟化氫，二氧化碳，瀝青煙及揮發(fā)的氟化鋁，電解質(zhì)粉塵，氧化鋁粉塵和大量的焦油霧滴，煙氣的直接排放會給大氣帶來嚴重污染，危害人類及動植物。其傳統(tǒng)凈化方式為堿法濕化凈化，即采用5％的碳酸鈉水溶液洗滌煙氣，使煙氣中氟化氫氣體變成了能溶于水的氟化鈉進入了液體，同時噴淋使煙氣降溫，煙氣中的焦油凝聚后與煙氣中的粉塵進入液體漂浮于表面，瀝青煙等其他不與堿液起反應(yīng)的氣體直接排空，上述濕法凈化過程僅僅將煙氣中的部分有害氣體變成了能溶于水的鹽，含有這些鹽和漂浮物的洗液若直接排放，又成為廢水污染源，雖然有些工廠采用石灰水與洗液中和，使洗液中有害的氟離子變成不溶于水的氟化鈣固體而過濾，但仍不能完全治理洗液，而且又產(chǎn)生有害的固體廢渣，形成二次污染，同時堿液對運行設(shè)備腐蝕嚴重，運行費用高昂，所以到目前為止，部分已配有濕法凈化系統(tǒng)的廠家設(shè)備也無法正常運行，實際上所有自焙陽極鋁電解廠煙氣基本上處于直接排空狀態(tài)，造成工廠工作環(huán)境惡劣，廠區(qū)周圍大氣污染嚴重?？墒亲员宏枠O電解槽設(shè)備投資省，噸鋁投資不足大型預(yù)焙槽的一半，而生產(chǎn)技術(shù)指標僅略低于大型預(yù)焙槽，所以盡管對此至今尚未找出妥善處理的方法，排放會對環(huán)境造成極大的污染，但仍對投資者具有極大的吸引力。
本發(fā)明的目的在于克服上述不足而提供的一種成本低的自焙陽極鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)，采用它將不再產(chǎn)生二次污染，能一次有效、徹底地解決煙氣污染問題。
本發(fā)明人將瀝青煙收集后添加純白色氧化鋁使之混合，氧化鋁將很快變成黃色，并帶有濃郁的焦油氣味，這說明氧化鋁粉末對瀝青煙及焦油霧滴具有強烈的吸附作用，而且吸附后的氧化鋁仍具有非常好的流動性。
基于此點，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種自焙陽極鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)，其特征在于將自焙陽極電解槽密閉，收集鋁電解煙氣，并添加氧化鋁使之與鋁電解煙氣充分混合以吸附煙氣中的有害物；再進行氣-固分離過程，然后分離出的氣體直接排放；分離出的含吸附物的氧化鋁作為電解原料加入密閉自焙陽極電解槽內(nèi)生產(chǎn)原鋁。
考慮到氧化鋁對瀝青，焦油，氟化氫混合氣體一次吸附不完全，可以采用二段吸附，也即將進行氣-固分離后的分離氣體中添加氧化鋁以進一步吸附氣體中的有害物，再次進行氣-固分離過程，再次分離后的氣體直接排放；再次分離后的含吸附物的氧化鋁與前次分離出含吸附物的氧化鋁均作為電解原料加入密閉自焙陽極電解槽內(nèi)生產(chǎn)原鋁。若此時的煙氣凈化效果仍不令人滿意，還可采用三段或四段也即二段以上的多段吸附。
本發(fā)明具體是這樣實現(xiàn)的將自焙陽極電解槽加罩密閉，通過一段抽煙機將罩內(nèi)煙氣收集抽入煙管內(nèi)，進入一段反應(yīng)器，并向其中投入氧化鋁粉末，氧化鋁與煙氣在一段反應(yīng)器中進行充分的混合吸附過程，該段主要吸附瀝青煙及焦油霧滴；氣-固混合物在一段收塵器中進行氣-固分離過程，其中大部分氧化鋁分離出來進入溜槽，小部分粉塵隨分離氣體進入二段反應(yīng)器，再次向二段反應(yīng)器中添加新鮮氧化鋁，煙氣再一次與氧化鋁充分混合，進行吸附過程，主要吸附煙氣中的氟化氫氣體，同時也對一段反應(yīng)器中殘存的瀝青煙再次吸附，二段吸附后的氣-固混合物進入二段收塵器進行氣-固分離，經(jīng)兩次凈化后的煙氣可達標直接排空，兩次分離出的含吸附物的氧化鋁均經(jīng)溜槽送入電解槽作為原料使用。
上述一段吸附過程中，氧化鋁的一次投料口設(shè)在一段抽煙機出口處；上述二段吸附過程中，氧化鋁的二次投料口設(shè)在二段反應(yīng)器的前端。
上述一段收塵器可采用旋風(fēng)收塵器，二段收塵器可采用布袋收塵器。
從上述方案中可看出本發(fā)明不需要特殊或貴重設(shè)備，設(shè)備投資費用較低；而且干法凈化過程幾乎不腐蝕設(shè)備，動力消耗也較少，所以設(shè)備運行，維護費用也較低；采用本發(fā)明分離出的含吸附物的氧化鋁作為電解原料加到電解槽內(nèi)生產(chǎn)原鋁，所吸附的氟化氫及其他氟化物和粉塵又成為鋁電解生產(chǎn)的原料和副原料補充到電解槽內(nèi)，所吸附的瀝青煙，焦油等可燃物在電解槽內(nèi)的高溫液體電解質(zhì)表面充分燃燒成為無污染的二氧化碳氣體?？傊?，本發(fā)明能對煙氣一次凈化徹底，不產(chǎn)生二次污染，同時由于回收了隨煙氣揮發(fā)的電解質(zhì)，氟化鋁，氧化鋁粉塵，使得電解過程的主、副原料消耗均降低，達到降低成本的目的，而且氟化鋁的回收利用，可使自焙槽鋁電解過程的分子比降低，從而提高電流效率之效果，使生產(chǎn)技術(shù)指標與大型預(yù)焙槽相匹敵。
采用本發(fā)明，氟化鹽(氟化鋁和冰晶石)的消耗量可降低15千克/噸左右，氧化鋁的消耗量可降低20千克/噸-鋁左右，由于系統(tǒng)采用密閉回收揮發(fā)的氟化物，這樣又可降低電解質(zhì)的分子比，達到提高電流效率之功效，依據(jù)目前自焙槽的生產(chǎn)技術(shù)條件，可將分子比從2.7～2.8降到2.4～2.5，由此降低電解溫度10℃以上，最終可達到提高電流效率至少2％左右，實現(xiàn)降低電耗300KWH/噸-鋁。以年產(chǎn)1萬噸的鋁廠為例，一年可產(chǎn)生的經(jīng)濟效益為氟化鹽以6500元/噸計，氟化鹽可節(jié)約97.5萬元；氧化鋁以2500元/噸計，氧化鋁可節(jié)約50萬元；電價按0.3元/KWH計，節(jié)省電費90萬元；提高電流效率以2％計算，每年可多產(chǎn)鋁錠200噸，除去制作成本及有關(guān)稅收后，銷售剩余價值以2000元/噸計算，可多創(chuàng)效益40萬元；煙氣達標排放后，工廠每年可減少環(huán)境污染賠償費約20萬元；若系統(tǒng)運行的耗電量以150KWH/噸-鋁計算，一年電費為45萬元；設(shè)備維護，操作工人工資費用一年以50萬元計，那么，該系統(tǒng)一年實際獲利為202.5萬元，這說明一年半至兩年就可將投入的費用全部回收，所以，采用本發(fā)明，不僅可消除鋁廠對環(huán)境的污染，給中小型鋁廠找到長久的生存空間，產(chǎn)生極大的社會效益，同時能給鋁廠帶來巨大的經(jīng)濟效益。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明

圖1本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。
參見圖1可知一種自焙陽極鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)，它是將自焙陽極電解槽1加罩密閉，通過一段抽煙機3將罩內(nèi)煙氣收集抽入煙管2內(nèi)，進入一段反應(yīng)器5，并在一段抽煙機3出口處氧化鋁一次投料口4投入氧化鋁粉末，氧化鋁與煙氣在一段反應(yīng)器5中充分混合吸附，該段主要吸附瀝青煙及焦油霧滴；氣-固混合物在一段旋風(fēng)收塵器6中進行氣-固分離，其中大部分氧化鋁分離出來進入溜槽10，小部分粉塵隨分離氣體進入二段反應(yīng)器8，并在二段反應(yīng)器8前端的氧化鋁二次投料口7再次添加新鮮氧化鋁，煙氣再一次與氧化鋁充分混合，主要吸附煙氣中的氟化氫氣體，同時也對一段反應(yīng)器5中殘存的瀝青煙再次吸附，二段吸附后的氣-固混合物進入布袋吸塵器9進行氣-固分離，經(jīng)兩次凈化后的煙氣直接排放，兩次分離出的含吸附物的氧化鋁均經(jīng)溜槽10送入電解槽1作為原料使用。
權(quán)利要求
1.一種自焙陽極鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)，其特征在于將自焙陽極電解槽密閉，收集鋁電解煙氣，并添加氧化鋁使之與鋁電解煙氣充分混合進行吸附過程；再進行氣-固分離過程；然后分離出的氣體直接排放，分離后的含吸附物的氧化鋁作為電解原料加入密閉自焙陽極電解槽內(nèi)生產(chǎn)原鋁。
2.如權(quán)利要求1所述的自焙陽極鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)，其特征在于所述吸附過程可采用二段吸附，即將進行氣-固分離過程后的分離氣體中添加氧化鋁以進一步吸附，再次進行氣-固分離過程；或者所述吸附過程可采用二段以上的多段吸附。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自焙陽極鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)，其特征在于將自焙陽極電解槽(1)加罩密閉，通過一段抽煙機(3)將罩內(nèi)煙氣收集抽入煙管(2)內(nèi)，進入一段反應(yīng)器(5)中，并向其中投入氧化鋁粉末，氧化鋁與煙氣在一段反應(yīng)器(5)中進行充分的混合吸附過程；氣-固混合物在一段收塵器(6)中進行氣-固分離過程，其中大部分氧化鋁分離出來進入溜槽(10)，小部分粉塵隨分離氣體進入二段反應(yīng)器(8)，再次向二段反應(yīng)器(8)中添加新鮮氧化鋁，煙氣再一次與氧化鋁充分混合吸附過程，二段吸附后的氣-固混合物進入二段收塵器(9)進行氣-固分離，經(jīng)兩次凈化后的煙氣直接排放，兩次分離出的含吸附物的氧化鋁均經(jīng)溜槽(10)送入自焙陽極鋁電解槽(1)作為原料使用。
4.如權(quán)利要求3所述的自焙陽極鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)，其特征在于所述一段吸附過程中，氧化鋁的一次投料口(4)設(shè)在一段抽煙機(3)出口處；所述二段吸附過程中，氧化鋁的二次投料口(7)設(shè)在二段反應(yīng)器(8)的前端。
5.如權(quán)利要求3所述的自焙陽極鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)，其特征在于所述一段收塵器(6)可采用旋風(fēng)收塵器，所述二段收塵器(9)可采用布袋收塵器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自焙陽極鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)。它將自焙陽極電解槽密閉，收集煙氣，并添加氧化鋁使之與煙氣充分混合進行吸附有害氣體氟化氫和瀝青煙過程；再進行氣－固分離過程；然后排放分離出的凈化氣體，對分離出的含吸附物的氧化鋁作為電解原料加入密閉自焙陽極電解槽內(nèi)生產(chǎn)原鋁。本發(fā)明設(shè)備投資費用較低；設(shè)備運行，維護費用也較低；該系統(tǒng)回收了隨煙氣揮發(fā)的電解質(zhì)，氟化鋁，氧化鋁粉塵，使得電解過程的主、副原料消耗均降低，達到降低成本的目的；總之它對煙氣一次凈化徹底，不產(chǎn)生二次污染。
文檔編號C25C3/00GK1239742SQ9811210
公開日1999年12月29日 申請日期1998年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月22日
發(fā)明者田應(yīng)甫 申請人:田應(yīng)甫