專利名稱：鋁電解含氟煙氣的凈化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解含氟煙氣的凈化工藝。
背景技術(shù)：
預(yù)焙陽極鋁電解槽在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生氟化物等(氟化物16～25Kg/t.Al)主要有害物，是一個對大氣污染較嚴重的生產(chǎn)工藝。其通常采用煙氣干法凈化措施，即采用氧化鋁吸附煙氣中的氟化氫以凈化煙氣中的有害物，控制氟化物排放量，以達到國家環(huán)保排放標準，減少對周圍環(huán)境的污染。
鋁電解槽煙氣干法凈化均利用鋁電解生產(chǎn)原料氧化鋁對氟化氫氣體有較強的吸附能力的機理，用它對含氟煙氣進行干法凈化，吸附煙氣中的氟化氫等有害物氣體，吸附后的氧化鋁返回到生產(chǎn)工藝中，直接回收氟，是具有綜合利用的凈化工藝。而凈化后的煙氣能否達到國家環(huán)保排放標準，就對煙氣凈化效率提出了要求。
目前我國鋁電解煙氣凈化技術(shù)有如下幾種一是采用脈沖袋式除塵器和管道化法凈化反應(yīng)器，以及現(xiàn)在已發(fā)展了的長袋脈沖袋式除塵器和優(yōu)化的管道化凈化技術(shù)。
二是脈沖袋式除塵器和VRI凈化反應(yīng)器凈化技術(shù)。
三是菱型反吹風(fēng)除塵器和文丘里凈化反應(yīng)器凈化技術(shù)。
四是脈沖袋式除塵器和沸騰床吸附反應(yīng)器凈化技術(shù)。
現(xiàn)有的凈化技術(shù)均采用生產(chǎn)所需氧化鋁全部通過凈化系統(tǒng)，另外，為增大接觸面積保證凈化效果，還加入一定量的循環(huán)氧化鋁。氧化鋁與含氟煙氣的混合過程，無論是利用風(fēng)動溜槽把新鮮氧化鋁和循環(huán)氧化鋁分別加入煙管中的“管道化法”，還是利用VRI反應(yīng)器把新鮮氧化鋁和循環(huán)氧化鋁同時加入袋式除塵器前煙管中的“VRI反應(yīng)法”等等，均由于新鮮氧化鋁和含氟氧化鋁料量分配不均而與煙氣的混合均勻程度不理想或是吸附反應(yīng)時間過短而影響氟化氫氣體吸附凈化效率，因此，現(xiàn)有的鋁電解煙氣凈化技術(shù)在實際應(yīng)用中還是不夠理想。
鋁電解槽煙氣干法凈化系統(tǒng)中的袋式除塵器還不同于其應(yīng)用在其它行業(yè)，不僅僅限于過濾功能，還有一個吸附凈化功能，因此，從袋式除塵器主機的結(jié)構(gòu)、濾料和配件、清灰控制等都要考慮吸附凈化和過濾分離的作用。尤其隨著電解槽大型化技術(shù)的迅速發(fā)展，電解的產(chǎn)能所配套的煙氣凈化系統(tǒng)也隨著增大，如何保證氟化氫氣體吸附凈化效率的問題就更為突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種流程短、凈化效率高、電能消耗低、運行可靠、無二次污染、操作管理方便，并能徹底地解決鋁電解槽的煙氣污染問題的鋁電解煙氣n型噴射兩級逆流吸附干法凈化工藝，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的它將電解槽產(chǎn)生的煙氣通過排煙支管、排煙次干管、排煙主干管及排煙總管匯集在一起進入脈沖噴吹凈化過濾器，在進入脈沖噴吹凈化過濾器前，采用兩級加料；第一級把含氟氧化鋁加入到排煙總管，含氟氧化鋁在排煙總管內(nèi)與煙氣中氟化氫氣體混合先進行吸附反應(yīng)，第二級將新鮮氧化鋁加入到脈沖噴吹凈化過濾器前的各個煙道氣流中進行吸附反應(yīng)，上述經(jīng)兩級吸附后的煙氣和含氟氧化鋁再進入脈沖噴吹凈化過濾器中進行過濾分離，分離出的含氟氧化鋁輸送到含氟氧化鋁倉，一部分作為生產(chǎn)原料供電解槽生產(chǎn)使用，一部分返回到脈沖噴吹凈化過濾器前的排煙總管內(nèi)與煙氣中氟化氫氣體混合；凈化后的煙氣經(jīng)排煙風(fēng)機送入煙囪排空。
第一級加料采用爪形加料裝置把含氟氧化鋁按規(guī)定量加入到排煙總管。
第二級加料采用分料箱和n型噴射反應(yīng)器將新鮮氧化鋁定量加入到脈沖噴吹凈化過濾器前的各個煙道氣流中。
排煙總管中的含氟煙氣在進入n型噴射反應(yīng)器與新鮮氧化鋁進行吸附反應(yīng)前先通過風(fēng)量分配管進行氣流分配，風(fēng)量分配管分出的風(fēng)管數(shù)與脈沖噴吹凈化過濾器的煙氣處理單元組數(shù)一一對應(yīng)。
采用新型卸灰裝置、風(fēng)動溜槽、密封箱和空氣提升機將脈沖噴吹凈化過濾器分離出的含氟氧化鋁輸送到含氟氧化鋁倉。
排煙次干管采用變徑設(shè)計且每條次干管所帶的電解槽數(shù)n為5～18臺，起始端的電解槽與末端的電解槽的間距不大于120米。
排煙管網(wǎng)中的排煙主干管采用同程設(shè)計，每條排煙主干管的長度相等，每條排煙次干管的長度相等，每條排煙主干管及每條排煙次干管之間的長度差不大于10米；局部異程設(shè)計的變徑排煙次干管通過電解槽排煙支管上的調(diào)節(jié)閥的閥門角度調(diào)節(jié)阻力，使每臺電解槽均勻排風(fēng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了新型的鋁電解脈沖噴吹凈化過濾器，將吸附劑氧化鋁和煙氣中氟化氫氣體充分接觸混合的吸附反應(yīng)和將含有氟化氫的氧化鋁過濾分離作用兩者結(jié)合為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，并有利提高吸附凈化氟化氫效果和收集氧化鋁效率；而采用袋式除塵器新型卸灰裝置，既能保證密封，又能連續(xù)均勻卸灰，并無易損件；由于采用了分料箱，能將氧化鋁量進行比較均勻分配，從而保證進入每個n型噴射反應(yīng)器的氧化鋁量達到設(shè)計值，使相同量的氧化鋁原料均勻地加入到脈沖噴吹凈化過濾器中的每一臺煙氣處理單元中；采用爪形加料裝置，既能通過氧化鋁阻斷氣流又能把氧化鋁均勻地分配至排煙總管內(nèi)，從而保證含氟氧化鋁與煙氣的混合均勻程度；由于采用了密封箱，既能隔斷氧化鋁輸送過程中設(shè)備間氣流，又能及時清理雜質(zhì)并保證系統(tǒng)連續(xù)運行情況；由于采用了空氣提升機，能連續(xù)進料和排料，并且設(shè)備運行可靠，維護簡單、密封性好、能耗低；由于電解車間通常有幾百米至上千米的長度，每棟廠房配置的電解槽臺數(shù)有幾十臺到一百余臺，起始端的電解槽與末端的電解槽相距幾百米，就很難做到每臺槽等量排風(fēng)，從而就不能保證集氣效率。想要做到等量排風(fēng)的困難之處是如何保持排煙干管全長上的靜壓恒定。通常在風(fēng)機運轉(zhuǎn)情況下，風(fēng)管的全壓損失是沿著長度方向增加的，因此要使靜壓保持不變，必須使動壓沿著氣流方向逐漸降低，也就是說，風(fēng)管的截面應(yīng)沿著氣流方向逐漸擴大，因此，在設(shè)計上采用了變徑的排煙次干管，并且縮短了排煙次干管的長度，即每條次干管所帶的電解槽數(shù)控制在n＝5～18臺，控制起始端的電解槽與末端的電解槽間距在120米以內(nèi)(一般在60米左右)，減小最近端與最遠端阻力不平衡率以利于每臺槽排煙的阻力平衡；排煙管網(wǎng)主干管采用同程設(shè)計，即每條主干管的長度大致相等，并使每條次干管的長度盡量相等，局部異程的變徑次干管通過電解槽排煙支管上的調(diào)節(jié)閥的閥門角度調(diào)節(jié)阻力，使每臺電解槽均勻排風(fēng)，從而保證較高的集氣效率；由于排煙管網(wǎng)主管采用同程設(shè)計，局部異程的干管通過電解槽排煙支管上的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，使每臺電解槽均勻排風(fēng)，從而保證集氣效率；脈沖噴吹凈化過濾器前的風(fēng)量分配管能將排風(fēng)均勻分配，從而保證進入凈化過濾器中每一臺煙氣處理單元的風(fēng)量均勻，使每臺煙氣處理單元的負荷相等，有助于提高凈化效率。由于采用了上述兩級逆流吸附技術(shù)，既能均勻地分配風(fēng)量及物料，又能使氧化鋁和氟化氫充分反應(yīng)，從而保證較高的凈化效率，使煙氣達到國家環(huán)保排放標準。


附圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
圖中1-煙囪，2-排煙風(fēng)機，3-脈沖噴吹凈化過濾器，4-風(fēng)量分配管，5-排煙總管，6-排煙主干管，7-排煙次干管，8-調(diào)節(jié)閥門，9-排煙支管，10-電解槽，11-新鮮氧化鋁倉，12-風(fēng)動溜槽，13-密封箱，14-計量裝置，15-分料箱，16-n型噴射反應(yīng)器，17-新型卸灰裝置，18-空氣提升機，19-含氟氧化鋁倉，20-爪形加料裝置。
具體實施例方式
具體實施例方式如附圖1所示，在本發(fā)明中所采用的排煙風(fēng)機2、風(fēng)動溜槽12、計量裝置14等均可采用市場上出售的成品；脈沖噴吹凈化過濾器3、n型噴射反應(yīng)器16、新型卸灰裝置17、分料箱15、爪形加料裝置20、密封箱13、空氣提升機18等可按實際使用的工藝技術(shù)條件進行訂貨，由專業(yè)制造廠進行制作。
在進行煙氣凈化處理時，所有電解槽10均用小型活動蓋板和上部蓋板密閉，槽內(nèi)煙氣通過集氣罩及上部的聯(lián)結(jié)支管與系統(tǒng)連接，每臺電解槽10的排煙支管9均接在室外架空的水平排煙次干管7上，排煙次干管7匯合至排煙主干管6，再由排煙總管5接至脈沖噴吹凈化過濾器3，經(jīng)過凈化后的煙氣，通過排煙風(fēng)機2送入煙囪1排空；煙氣在進入脈沖噴吹凈化過濾器3之前，將由分料箱15分配后的新鮮氧化鋁定量加入脈沖噴吹凈化過濾器3前的各個煙道氣流中，通過n型噴射反應(yīng)器16與煙氣中氟化氫氣體混合，排煙總管中的含氟煙氣在進入n型噴射反應(yīng)器與新鮮氧化鋁進行吸附反應(yīng)前先通過風(fēng)量分配管4進行氣流分配，風(fēng)量分配管4分出的風(fēng)管數(shù)與脈沖噴吹凈化過濾器3的煙氣處理單元組數(shù)一一對應(yīng)，其風(fēng)管數(shù)m最好控制在m＝4～8組。
吸附后的氧化鋁通過脈沖噴吹凈化過濾器3分離收集下來，經(jīng)風(fēng)動溜槽12、空氣提升機18等輸送設(shè)備送到含氟氧化鋁貯倉19，一部分供電解槽10生產(chǎn)使用，一部分再通過爪形加料裝置20返回到脈沖噴吹凈化過濾器3前的排煙總管5內(nèi)與煙氣中氟化氫氣體混合，使氟化氫氣體充分被氧化鋁吸附。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解含氟煙氣的凈化工藝，其特征在于它將電解槽產(chǎn)生的煙氣通過排煙支管、排煙次干管、排煙主干管及排煙總管匯集在一起進入脈沖噴吹凈化過濾器，在進入脈沖噴吹凈化過濾器前，采用兩級加料；第一級把含氟氧化鋁加入到排煙總管，含氟氧化鋁在排煙總管內(nèi)與煙氣中氟化氫氣體混合先進行吸附反應(yīng)；第二級將新鮮氧化鋁加入到脈沖噴吹凈化過濾器前的各個煙道氣流中進行吸附反應(yīng)，上述經(jīng)兩級吸附后的煙氣和含氟氧化鋁再進入脈沖噴吹凈化過濾器中進行過濾分離，分離出的含氟氧化鋁輸送到含氟氧化鋁倉，一部分作為生產(chǎn)原料供電解槽生產(chǎn)使用，一部分返回到脈沖噴吹凈化過濾器前的排煙總管內(nèi)與煙氣中氟化氫氣體混合，凈化后的煙氣經(jīng)排煙風(fēng)機送入煙囪排空。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解含氟煙氣的凈化工藝，其特征在于第一級加料采用爪形加料裝置把含氟氧化鋁加入到排煙總管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解含氟煙氣的凈化工藝，其特征在于第二級加料采用分料箱和n型噴射反應(yīng)器將新鮮氧化鋁定量加入到脈沖噴吹凈化過濾器前的各個煙道氣流中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解含氟煙氣的凈化工藝，其特征在于排煙總管中的含氟煙氣在進入n型噴射反應(yīng)器與新鮮氧化鋁進行吸附反應(yīng)前先通過風(fēng)量分配管進行氣流分配，風(fēng)量分配管分出的風(fēng)管數(shù)與脈沖噴吹凈化過濾器的煙氣處理單元組數(shù)一一對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解含氟煙氣的凈化工藝，其特征在于采用新型卸灰裝置、風(fēng)動溜槽、密封箱和空氣提升機將脈沖噴吹凈化過濾器分離出的含氟氧化鋁輸送到含氟氧化鋁倉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解含氟煙氣的凈化工藝，其特征在于排煙次干管采用變徑設(shè)計且每條次干管所帶的電解槽數(shù)n為5～18臺，起始端的電解槽與末端的電解槽的間距不大于120米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的鋁電解含氟煙氣的凈化工藝，其特征在于排煙主干管采用同程設(shè)計，每條排煙主干管的長度相等，每條排煙次干管的長度相等，每條排煙主干管及每條排煙次干管之間的長度差不大于10米；局部異程設(shè)計的變徑排煙次干管通過電解槽排煙支管上的調(diào)節(jié)閥的閥門角度調(diào)節(jié)阻力，使每臺電解槽均勻排風(fēng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解含氟煙氣的凈化工藝，它將電解槽產(chǎn)生的煙氣通過排煙支管、排煙次干管、排煙主干管及排煙總管匯集在一起進入脈沖噴吹凈化過濾器，在進入脈沖噴吹凈化過濾器前采用兩級加料進行吸附反應(yīng)；經(jīng)兩級吸附后的煙氣和含氟氧化鋁再進入脈沖噴吹凈化過濾器中進行過濾分離，分離出的含氟氧化鋁一部分作為生產(chǎn)原料供電解槽生產(chǎn)使用，一部分返回到脈沖噴吹凈化過濾器前的排煙總管內(nèi)與煙氣中氟化氫氣體混合；凈化后的煙氣經(jīng)排煙風(fēng)機送入煙囪排空。本發(fā)明具有流程短、凈化效率高、電能消耗低、運行可靠、無二次污染、操作管理方便，并能徹底解決鋁電解槽的煙氣污染問題等優(yōu)點。
文檔編號B01D53/04GK1831201SQ200510200138
公開日2006年9月13日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月11日
發(fā)明者劉志玲, 呂維寧, 楊凱, 張樹勝, 鄧七一 申請人:貴陽鋁鎂設(shè)計研究院