布袋除塵器
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鋁電解煙氣淨化控製係統設計及應用探究
在生產鋁電解的過程中,伴隨著大量有害氣體的產生,如HF 和SO2等。這些有害氣體會對人體健康造成嚴重的危害,還會對土壤及大氣造成的汙染,從而對生態環境產生一定程度的破壞,因此,對鋁電解過程中產生的煙氣進行回收淨化工作迫在眉睫。現有的鋁電解煙氣淨化方法有兩大種,即幹法淨化和濕法淨化。 
其中,濕法淨化會出現設備腐蝕和水的二次汙染的問題,Na2SO4 在循環液中的含量會隨時間不斷增大,嚴重阻礙了該方法的淨化效果。當溫度較低的時候,還會析出結晶堵塞管道。與濕法淨化相比,幹法淨化可以對鋁電解原料進行直接利用,使用Al2O3 將廢氣中的HF 吸收,從而生成載氟氧化氯,將之投加到電解槽中,以此來降低淨化係統中氟鹽的損耗量,將廢棄物變為可利用物。我國鋁電解煙氣淨化控製係統具有運行費用低、效率高、操作簡單、無二次汙染等優點,其幹法淨化控製係統流程 
鋁電解工藝的生產特點 
可以通過電解的方法,實現多種物質的生產工作。其中,迄今為止熔鹽規模大的電解產業就是鋁電解工藝。鋁電解工藝中進行電化學反應的裝置稱作電解槽,該裝置的電能通過外部供給,其化學反應發生在電解質中。 
鋁電解工藝正常工作所需的技術條件包括:槽電壓、極距、係列電流強度、電解槽溫度、鋁液水平、陽極效應係數、電解質水平、電解質組成以及槽底壓降等。這些技術因素彼此關聯、互相影響,從整體上來看,它們應該盡可能的在一定時期內保持相對的穩定狀態。 
近幾年間,高效能大型預被鋁電解槽得到了十分迅速的發展。國際中,部分大型預焙鋁電解槽在90年代的電流效率已經達到了93%-95%。在已經確定槽型的前提下,決定電解技術經濟指標的重要因素就是鋁電解工藝的技術條件。在實現了鋁電解槽中氧化鋁濃度與點式下料的控製技術之後,其鋁電解工藝的技術條件應該與之相互適應,以此來達到大幅度降低電耗、提高電流效率的目的。 
國際中從80 年代開始,在“四低一高”的工藝技術環境下達到了先進的經濟技術指標。其中,“四低一高”指的是:低陽極效應係數、低分子比、低電解質溫度、低氧化鋁濃度以及高工作電壓(亦稱作高極距)。 
想要實現這種工藝技術條件,需要有“通過高電流效率實現低電耗”的技術理念,這種理念徹底顛覆了我國傳統鋁電解“通過低槽電壓實現低電耗”的技術理念。低電解質溫度和低氧化鋁濃度的控製,是控製“四低一高”工藝技術條件的關鍵與核心內容。目前,這種工藝技術條件已經被廣泛使用到我國各大預焙鋁電解槽企業中。  
在鋁電解生產行業中,通常使用幹法淨化技術對產生的煙氣進行治理、淨化。它的主要技術內容包括:由於鋁電解生產中,氧化鋁粉作為其生產原料,具有吸附能力強、表麵積大的優點,可以通過它來實現對煙氣中的瀝青煙和HF 的吸附工作。該吸附過程中,不僅包括了物理吸附,還包括的化學吸附,其中HF的化學吸附方程式為:Al2O3+6HF——2AlF3+3H2O 
吸附HF 的效率可以高達98%-99%,吸附瀝青煙的效率可以維持在95% 以上。同瀝青煙和氟結合的氧化鋁,可以在布袋除塵器中實現分離,從而繼續被電解利用。氟被回收後,可以被運輸到電解槽中,以此來填補氟元素在電解過程中造成的損失,返回電解槽中的瀝青焦油可以被逐漸焚燒掉。幹法淨化的工作流程:氣固分離、機械排風、電解槽集氣、氧化鋁輸送以及吸附反應五個部分。 
第一,電解槽集氣。煙氣從電解槽散發出來,呈現出無規則的擴散狀態,為了對煙氣進行有效的控製,降低其對環境造成的汙染,必須密封電解槽。將煙氣在電解槽中進行收集,再通過排煙支管在電解廠房外鋪設的排煙總管中匯集,後輸送到淨化係統中,對其進行集中處理工作。 
第二,吸附反應。將新鮮的粉末狀氧化鋁作為吸附劑投加至鋁電解產生的煙氣中,讓它和煙氣進行充分的接觸,從而將煙氣中的HF 吸附出來,並將之輸送至布袋除塵器袋濾室中。 
第三,氣固分離。氧化鋁在吸附氟化氫後生成載氟氧化氯。通過布袋除塵器實現煙氣與載氟氧化氯的分離工作。載氟氧化氯被分離後,一部分由輸送氧化鋁的係統運送到料倉中,為電解提供原料;另一部分充當循環氧化鋁的角色,繼續投入到吸附反應中。 
第四,氧化鋁的輸送。氧化鋁料倉會將新鮮的氧化鋁定量排出,通過輸送風動溜槽將之依次排入到不同的反應器(VRI)中。載氟氧化氯經過吸附之後,通過設置在除塵器的溢流口,被送至輸送風動溜槽,途徑垂直輸送氣力提升機,後到達載氟氧化氯料場中,為電解提供原料。 
第五,機械排風。在整個淨化係統中,機械排風充當主動力源的角色。在淨化係統中,除塵器作業、氧化鋁輸送以及煙氣輸送等操作,都是在負壓的狀態下完成的,因此汙染物不會排放到外界中。 
其中,機械排風所用到的設備為羅茨引風機。密封集氣罩會將電解槽中生成的全部煙氣收集起來,利用直徑為300 毫米的支煙管,經過水平鋪設的總排煙管,終輸送到地下煙道中,在地下煙道中,煙氣與新鮮的氧化鋁充分混合,完成吸附反應後,排入布袋除塵器袋濾室內進行過濾反應。載氟氧化氯被分離後,一部分由輸送氧化鋁的係統運送到料倉中,為電解提供原料;另一部分充當循環氧化鋁的角色,繼續投入到吸附反應中。煙氣在實現淨化後,通過排煙機輸送至煙囪內,終排放到大氣中去。

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