11.30 如何有效提升電解鋁煙氣淨化效率

中商碳素研究院


如何有效提升電解鋁煙氣淨化效率


電解鋁生產是高汙染、高能耗的生產過程,所以電解鋁煙氣淨化在行業中起到的作用非常重要,而應用集氣效率可以有效地淨化回收效率,這也是該行業持續發展的重要條件。為了更好地提高電解鋁生產過程產生的汙染可以得到有效的淨化回收,必須要加強集氣效率。

一、影響電解煙氣效率的主要因素

1.在電解鋁生產過程當中,電解槽內會產生一定量的煙氣,而這些煙氣在排放時是有組織的,主要是通過排放風機來減少負壓,最主要目的是為了確保在板間縫的位置有一定量負壓,從而控制煙氣不會擴散。由於排煙量的多少會影響到電解槽內的集氣量,只有提高排煙量才能有效地增加集氣效率,也可以控制汙染源的排放。近年來,在設計一些大容量電解槽時可以看出,排煙量都有所增加,這種處理雖然可以提高淨化系統,但同時也會增加大量的費用。對此,選用合理的電解槽排放量是解決淨化系統的根本,也是提高淨化效率的基礎。

2.處理煙氣淨化系統時,一旦出現煙氣分佈不均勻的現象,將會導致煙氣量超標,這是因為除塵器過濾單元沒有達到設計要求,從而加大了過濾單元的負擔。在這種情況下,不僅會縮短過濾袋的使用時間,同時也會降低淨化效率,影響淨化系統的應用,所以在對淨化系統設計時須把管道製成幾何形狀,從而確保過濾單元的排放量。此外,在投放氧化鋁時應均勻分佈,這一點非常重要,在進行投放時應連續並均勻,應用合理的反應器,把風速控制好,保證電解煙氣和氧化鋁可以均勻地混合吸附。還應注意的是,進行氧化鋁的淨化時必須先對其進行篩分,從而避免氧化鋁當中存在的大顆粒物質產生沉積,降低對設備造成的影響。

3.由於在淨化系統當中的除塵布袋所起到的除塵效率非常低,對淨化效率造成直接的影響。所以袋式除塵器的效率越高,所投入的原材料回收率也就越高,也就是說應用氧化鋁的材料越少,電解鋁的成本就相對較低,而對環境的汙染也較少。

二、目前我國的情況

在電解鋁淨化煙氣的前期建設過程中,因為它的設計和供貨不在一起進行,對於設備的相關探討以及製作都是通過相關製造商承擔責任,然而他們僅僅可以控制粉塵排放量,而對於含F物質的釋放則不能控制;這種設備是通過建設方公開進行招標,而對它籌劃的部門僅僅可以提出對於技術方面的需要,所以對於技術無法確保,所以在現實操作的情況下,全部系統對於煙氣排出量是不確定的,因此,我國的電解煙氣淨化效率還處在一個不高的位置。

然而在外國,這種淨化系統都是通過對工程進行整體承包的一種方法,承包者對於所有的一切都需要承擔責任。不單單只是對於機器的供應貨源方面,還包括對於系統的設計、進行工作、淨化的速度與效率、排放量等,這樣效率和質量能被有效控制,在淨化過程中,方法在逐漸完善,不但可以讓使用的物質進行二次利用,還可以對大氣環境進行保護,可以讓企業獲得更多利益的同時還能夠保護社會環境。

三、提高淨化效率的主要方法

1.應用成熟的鑄造技術和設備

電解鋁工廠的關鍵配置包括保證鋁存有量持續製造鋁錠的鑄造爐和橋式起重機等。目前中國電解鋁生產存在很多問題,如持續製造鋁錠的設備生產能力非常低,製造出的鋁錠質量不好,發生錯誤的次數較多。上面所說的問題使得這些設備不能運用到當今的大型電解鋁工廠,導致我國的大部分電解鋁工廠都選用國外鑄鋁技術和設備。

為了提高電解鋁煙氣淨化的效率,應做到消耗最低的能源來達到最理想的效果,並且有良好的管理。為了在生產過程中能夠有很高的效率並且耗能最低,我們不僅要有很好的焙燒方法,同時管理方法也很重要。我們認為在工作的管理過程中,平穩生產是最為關鍵的。

2.運用母線設計的方法

工作中的電解槽周邊,因為母線和裡面的電流會在生產過程中發生磁場感應現象,而此現象非常不固定,會上下波動並和裡面的電流發生反應,從而會產生電力磁場力量,電力磁場力量會引發很多問題,例如溶液流到外面,液態的鋁出現在表面,使得電解質的表面發生擺動。

首先,液體的快速流動使得爐子受到很大沖擊力,從而損壞爐子,更為可怕的是威脅到裡面的固體炭。其次,分界的層面發生變動和擺動都會使得電解質包括液態鋁和CO2發生快速化學反應,浪費了電流的使用價值。另一方面,電解槽兩邊的距離沒有一個固定值,也使得工作不能很好地進行。磁場流動的液體是否穩定被大部分廠家當成了判定電解槽中母線設計好壞的一個關鍵性衡量指標,換句話說就是指母線的設計好壞,這不單單隻涉及到磁場感應強度大小的計算,還涉及到解析熔體在磁場電力的反應下能不能不發生擺動,使得電解槽有很好的生產狀態。根據磁場流動的液體能否不發生擺動,解析並完善母線的設計工具,這樣不但可以獲得固定的生產狀況,還可達到以下幾點目標:做到經濟實惠,在不影響日常生產活動的情況下,用最少的母線及損耗的電能成本;做到保證生產的安全,也就是說不會由於母線承受過大的壓力而使得電器短路。

3.對電解槽煙管的閥門進行調節時必須要調控好它的開啟度。應按照淨化系統煙管的電解槽數量調節好它的閥門開啟度。儘量把尾端的煙管閥門打開到最大,再由遠到近依次進行操作,根據比例的大小來減少開啟的角度,但是有一點需要注意的是,在調節的過程中必須要確保負壓均衡,如果電解槽停止,要及時關閉調節閥,避免出現洩漏。

4、提高吸附效率的方法

(1)可以應用高效的反應器來提高煙氣擴散混合的程度,從而促使汙染物在較短的時間內快速擴散,同時提高氧化鋁的接觸時間,增加吸附率。

(2)可以通過提高煙氣系統的淨化率,也就是說必須要提高氧化鋁與煙氣在除塵器當中的均勻分配,可以讓煙氣進入到每一臺的反應器中,保持一個平衡的狀態。

(3)必須要控制好氧化鋁的加入量,保證淨化吸附率達到環保要求,需要注意的是,氧化鋁也不能過量,這會造成它的破損,給系統造成過度的負荷,不利於煙氣的擴散。

(4)對於電解槽的材料可以進行一定改變,通過其他方式來降低煙氣的溫度,也可以在管道外壁應用一些散熱片或者是在管道內壁採用噴水冷卻的方式來降低煙氣溫度,通過應用這種方法不僅可以降低煙氣量,也可以減少負荷的產生,提高淨化效率。除此之外,也可以在管道內增加短路風的概念,它會與大氣相連,當溫度較高時,可以通過冷風進行降溫,但需要注意的是,這種方法會增加系統的負荷。

在電解鋁生產過程中必然會產生汙染源,在處理時一般應用幹法淨化技術,這種方法可以有效地治理吸附排出的煙氣,從而達到淨化有害物的目的。只有控制了氟化物的排放,降低環境汙染,才能達到環保的排放要求。同時,煙氣幹法淨化系統是非常經濟和高效的,是非常先進的一種淨化技術,可以降低煙氣的排放,降低煙氣當中的有害物質,達到理想的淨化率。


影響鋁電解煙氣淨化效率的因素包括但不限於以上,例如氧化鋁的比表面積,比表面積越大,吸附能力越強,所以行業都喜歡使用國外產的砂狀氧化鋁。還有電解槽的密封情況、排煙機的功率、煙氣管道的匹配情況、布袋除塵器的質量情況和工藝操作的合理安排等。


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