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190kA预焙电解槽电解烟气干法净化技术的实践
作者:管理员    发布于:2016-11-05 16:48:07    文字:【】【】【

  轻金属°相关技术°190kA预焙电解槽电解烟气干法净化技术的实践赵双狮,张宏家(山西关铝股份有限公司,山西解州044001)净化效果好,污染物排放浓度达到国家标准,对电解生产指标起到了积极的作用。同时,强调了细化环节操作对系统平稳。高效。节能运行的重要性。

  山西关铝股份有限公司七万吨190kA大型预焙电解槽的电解烟气治理,是沈阳铝镁设计院开发设计的干法净化回收技术。该工程于1998年7月设计,1999年2月开始动工建设,2000年12月调试结束,正式交付生产使用。净化系统中心位于电解三、四车间中部,由两个小系统合并组成,每个小系统有五台LLZB―1850(111)10室袋式除尘器。系统持续平稳运行两年多来,取得了除氟效率99. 45,除尘效率99.99的先进指标,两项指标均达到国内先进水平。

  1干法净化的原理及工艺流程干法净化的原理是直接用电解生产的原料一氧化铝为吸附剂,吸附烟气中的氟。吸附反应后的载氟氧化铝随混合烟气进行气固分离,固态的载氟氧化铝随同烟气中的其它尘粒,又被送回到电解生产使用,实现除氟、除尘。氧化铝吸附氟化氢的反应其工艺流程为:电解烟气由每台槽的集气罩收集起来,从端部支管汇集到墙外排烟总管,经地下烟道进入径向喷射反应器,与定量加入的吸附剂一氧化铝进行吸附反应。反应后烟气中气态HF分子被氧化铝表面吸附,随烟气一起进入布袋除尘器进行气固分离。同时,烟气中的固态氟化盐、碳粉等亦进入除尘器完成气固分离。干净的气体经引风机由烟囱送入大气。分离下来的载氟氧化铝一部分再次作为吸附剂(尚有再吸附HF的能力)循环使用,另一部分经风动溜槽、气力提升机送至载氟氧化铝仓供电解生产使用。

  2干法净化采用的技术及设备特点〔1〕LLZB―1850(I)袋式除尘器属气固分离设备,系消化国外技术开发的,经新安、青铜峡等铝厂应用后加以改进,具有如下特点:袋长3.0m,采用沟槽设计(每袋有29条沟槽),使布袋呈菱形状。每台除尘器分10个室,每室装袋12条,每台总有效过滤面积达1750m2.底部为尖状,有效地回避了氧化铝的冲刷磨损,并使气体在袋内均匀分布,提高了单位空间的过滤面积。

  的流线型本体设计,紧凑的结构,先进的橡胶活口软密封工艺,加上选用阻力小,强度高,有一定容尘量,伸缩率低,过滤效率高的无纺针刺滤料,使其除尘效率能达99.9以上。

  除尘器采用低压反吹清灰方式,反吹清灰时,室与室彼此分开进行,清灰时不过滤。反吹气流由袋里向外,与过滤气流方向相反。反吹清灰时间及顺序由PLC可编程控制器自动控制每室顶部的气缸阀完成。反吹及间隔可随机调整,以确保除尘器在低阻力、高效率状态下运行。由于清灰时整个布袋振动小,不受任何机械碰撞,有利于延长布袋的使用寿命。

  2.2先进的径向喷射反应器径向喷射反应器是根据气体流动的多点式锥形运动原理设计的。沸腾的氧化铝由反应器的锥形喷射器中多孔眼溢流出来,在立烟道内形成一个均匀的水平圆截面,使烟气与氧化铝充分均匀混合,进行吸附反应。由于其的锥形设计和工艺原理,使其既减少了氧化铝的破损率,又降低了反应器本身阻力损失。表1为不同形式反应器的阻力损失及氧化铝破损率。

  表1不同形式反应器阻力消耗。氧化铝破损率w序号国另I反应器形式阻力损失mmH2氧化铝破损率美国陕西省尔阔沸腾床法国彼施涅文丘里加拿大管道中国径向喷射2.3高效率的密闭物料输送技术氧化铝水平输送采用风动溜槽,垂直输送采用气力提升机,大大减少氧化铝在输送过程中的飞扬损失。

  2.4可靠的分料技术通过对10个分料器的流量进行控制,可以确保单位时间内加入每个径向喷射反应器的氧化铝量为一恒定值,保证整个系统的净化效率。

  3干法净化系统的操作实践干法净化系统的操作,必须严格按照系统的操作规程来办,而要确保系统运行高效、平稳、节能,且净化效率高,则还必须在以下环节操作上下功夫(细化)3.1净化吸附反应要完全彻底提高系统的净化效率,电解烟气能否高效收回,烟气管道是否严密,各个径向喷射反应器能力能否的发挥是关键。为此,我们在操作中,首先严格电解工操作方法,少开或不开槽罩板。同时,杜绝管道的跑、冒、滴、漏,大程度地收集电解烟气,确保集气效率达98以上。其次,通过物料分流器控制,使各径向喷射反应器的新氧化铝均恒供给(1.6t/h.个左右),同时确保一定量的循环氧化铝(2t/h°个左右)。第三,在系统的料路前端,增加了一个我们自己设计制作的物料杂质收捕器,清洁物料,保证径向喷射反应器不受物料中渣块沉淀,丝物缠绕等原因而影响物料流化和溢流喷射,既减少了反应器的清洁频率,提高其使用寿命(现在我们仅一季度或半年清洁一次),又提高了系统整体净化效率。表2是山西省环境监测中心站,2001年6月对电解三、四车间净经系统烟气中氟的监测结果。

  表2关铝公司7万t/a电解铝烟气氟化物监测结果表〔3〕标态排气量,Ndm3/h排放浓度,m排放氪kg/h净化效率进口出口进口出口进口出口电解三车间配套净化系统监测均值电解四车间配套净化系统监测均值3.2均衡阻力,高效除尘均衡阻力,即:,随着系统运行时间的延续,长时间受烟气中浙清烟的影响,以及布袋粉尘附着层加厚,除尘器阻力有逐渐增大趋势,应及时调整定时反吹清灰的PLC控制程序。第二,通过调整烟气风速等办法,使各除尘器的阻力值在同一范围之内,以便系统整体始终处于低阻力高捕集效率的平稳状态下运行。我们的净化系统除尘器阻力损失一直控制在950―1100Pa范围内。同时,通过运行巡视,对除尘器进行定期揭盖检查,观察其压差值的突然变化等手段,确保布袋严密无损,高效除尘。表3是山西省环境监测中心站,2001年6月对电解三、四车间净化系统烟气粉尘的监测结果。

  表3关铝公司7万/a电解铝烟气粉尘监测结果表标态排气量,Ndm3/h排放浓度,m排放氪kg/h净化效率进口出口进口出口进口出口电解三车间配套净化系统监测均值电解四车间配套净化系统监测均值3.3确保系统平稳运行统确定以后,烟气的平稳运行,也就是引风机的平稳运行取决于除尘器阻力变化,其控制已在3.2中加以阐述。物料系统的平稳运行则明显体现在载氟气力提升机的运行状态,而气力提升机的负荷变化,又取决于新鲜氧化铝的投料量变化。所以,均衡控制新鲜氧化铝的投料量是系统物料系统平稳运行的关键,也就是系统流化风机、反吹风机、气提风机平稳运行的关键。当然,除尘器及溜槽沸腾床的清洁程度和供风变化、除尘器漏斗的物料溢流状况等也是影响物料系统平稳运行的因素。

  3.4保证系统监控仪表及信号报警的有效性保证净化系统监控仪表及信号报警装置的有效性,有助于净化系统净化效果的提高和机器设备的平稳运行,既科学、准确、及时,又能降低工人的劳动强度,特别是系统中的反应器物料断流报警,载氟料断流报警,高、低料位报警,除尘器压差表,电机电流表等当属重中之重,应加倍给以关照。

  4干法净化系统污染物达标情况表4是山西省环境监测中心站,2001年6月监测的关铝公司七万吨电解烟气净化系统污染物达标表4电解烟气污染物达标情况一览表W项氟化物沥青烟粉尘二氧化硫目浓度排放量浓度排放量浓度排放量浓度排放量容三车间净化系统测试次数测值范围平均值四车间净化系统测试次数测值范围平均值合计平均值标准值达标率,年达标排放总量t/a 5干法净化系统对电解生产指标的影虽然,经过净化吸附后的载氟氧化铝,其氧化铝含量下降,杂质Fe含量会有所提高,加上因摩擦破损而变细变轻,比表面积减小,可能会对电解生产指标产生一些不利影响。但是,在氧化铝经过净化系统到电解槽过程中,除尘器及溜槽沸腾床,径向喷射反应器喷射等都可以将其中很大一部分Si、Fe颗粒杂质分离出来。同时在净化反应中多用或全部用新鲜的氧化铝,少用或不用循环料(在确保系统进口氧化铝浓度达到15g/m3为前提)也可降低氧化铝的破损率和Fe杂质的提高。另外,干法净化系统还有一个大的功劳,就是在净化过程中能将烟气中的氟和氧化铝大量得以收回,取得明显的经济效益。

  因此,干法净化系统对电解生产指标的影响利远大于弊。关铝公司七万吨干法净化系统两年多的运行实践,已经证明了这一点。表5是2002年关铝7万t电解主要生产指标报表。

  指标电解三车间电解四车间电解三车间电解四车间电解三车间电解四车间一季度二季度三季度四季度均值表5 2002年关铝7万t电解主要生产指标电流效率。

  氟化盐单耗kg/Al. 6结语⑴经过两年多的运行实践,充分证明了关铝公司190kA电解槽干法净化系统,集中了多项先进技术和设备,科学、合理、高效,代表着铝电解烟气治理的先进水平。

  ⑵从表4可以看出,本套干法净化系统排气筒的终排放结果为:各项监测指标远低于国家标准,达到系统设计要求。

  ⑶效益好,根据监测数据,本套干法净化系统年可收回氟化盐547t左右,回收氧化铝700t左右,在取得可观的经济效益同时也取得了不可估量的环境效益和社会效益。

  ⑷系统运行当中,细化操作是确保系统低阻力、高效率,平稳运行的必要条件。

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