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    190kA預焙電解槽電解煙氣干法凈化技術的實踐
    作者:管理員    發布于:2016-11-05 16:48:07    文字:【】【】【

      輕金屬°相關技術°190kA預焙電解槽電解煙氣干法凈化技術的實踐趙雙獅,張宏家(山西關鋁股份有限公司,山西解州044001)凈化效果好,污染物排放濃度達到國家標準,對電解生產指標起到了積極的作用。同時,強調了細化環節操作對系統平穩。高效。節能運行的重要性。

      山西關鋁股份有限公司七萬噸190kA大型預焙電解槽的電解煙氣治理,是沈陽鋁鎂設計院開發設計的干法凈化回收技術。該工程于1998年7月設計,1999年2月開始動工建設,2000年12月調試結束,正式交付生產使用。凈化系統中心位于電解三、四車間中部,由兩個小系統合并組成,每個小系統有五臺LLZB―1850(111)10室袋式除塵器。系統持續平穩運行兩年多來,取得了除氟效率99. 45,除塵效率99.99的先進指標,兩項指標均達到國內先進水平。

      1干法凈化的原理及工藝流程干法凈化的原理是直接用電解生產的原料一氧化鋁為吸附劑,吸附煙氣中的氟。吸附反應后的載氟氧化鋁隨混合煙氣進行氣固分離,固態的載氟氧化鋁隨同煙氣中的其它塵粒,又被送回到電解生產使用,實現除氟、除塵。氧化鋁吸附氟化氫的反應其工藝流程為:電解煙氣由每臺槽的集氣罩收集起來,從端部支管匯集到墻外排煙總管,經地下煙道進入徑向噴射反應器,與定量加入的吸附劑一氧化鋁進行吸附反應。反應后煙氣中氣態HF分子被氧化鋁表面吸附,隨煙氣一起進入布袋除塵器進行氣固分離。同時,煙氣中的固態氟化鹽、碳粉等亦進入除塵器完成氣固分離。干凈的氣體經引風機由煙囪送入大氣。分離下來的載氟氧化鋁一部分再次作為吸附劑(尚有再吸附HF的能力)循環使用,另一部分經風動溜槽、氣力提升機送至載氟氧化鋁倉供電解生產使用。

      2干法凈化采用的技術及設備特點〔1〕LLZB―1850(I)袋式除塵器屬氣固分離設備,系消化國外技術開發的,經新安、青銅峽等鋁廠應用后加以改進,具有如下特點:袋長3.0m,采用溝槽設計(每袋有29條溝槽),使布袋呈菱形狀。每臺除塵器分10個室,每室裝袋12條,每臺總有效過濾面積達1750m2.底部為尖狀,有效地回避了氧化鋁的沖刷磨損,并使氣體在袋內均勻分布,提高了單位空間的過濾面積。

      的流線型本體設計,緊湊的結構,先進的橡膠活口軟密封工藝,加上選用阻力小,強度高,有一定容塵量,伸縮率低,過濾效率高的無紡針刺濾料,使其除塵效率能達99.9以上。

      除塵器采用低壓反吹清灰方式,反吹清灰時,室與室彼此分開進行,清灰時不過濾。反吹氣流由袋里向外,與過濾氣流方向相反。反吹清灰時間及順序由PLC可編程控制器自動控制每室頂部的氣缸閥完成。反吹及間隔可隨機調整,以確保除塵器在低阻力、高效率狀態下運行。由于清灰時整個布袋振動小,不受任何機械碰撞,有利于延長布袋的使用壽命。

      2.2先進的徑向噴射反應器徑向噴射反應器是根據氣體流動的多點式錐形運動原理設計的。沸騰的氧化鋁由反應器的錐形噴射器中多孔眼溢流出來,在立煙道內形成一個均勻的水平圓截面,使煙氣與氧化鋁充分均勻混合,進行吸附反應。由于其的錐形設計和工藝原理,使其既減少了氧化鋁的破損率,又降低了反應器本身阻力損失。表1為不同形式反應器的阻力損失及氧化鋁破損率。

      表1不同形式反應器阻力消耗。氧化鋁破損率w序號國另I反應器形式阻力損失mmH2氧化鋁破損率美國陜西省爾闊沸騰床法國彼施涅文丘里加拿大管道中國徑向噴射2.3高效率的密閉物料輸送技術氧化鋁水平輸送采用風動溜槽,垂直輸送采用氣力提升機,大大減少氧化鋁在輸送過程中的飛揚損失。

      2.4可靠的分料技術通過對10個分料器的流量進行控制,可以確保單位時間內加入每個徑向噴射反應器的氧化鋁量為一恒定值,保證整個系統的凈化效率。

      3干法凈化系統的操作實踐干法凈化系統的操作,必須嚴格按照系統的操作規程來辦,而要確保系統運行高效、平穩、節能,且凈化效率高,則還必須在以下環節操作上下功夫(細化)3.1凈化吸附反應要完全徹底提高系統的凈化效率,電解煙氣能否高效收回,煙氣管道是否嚴密,各個徑向噴射反應器能力能否的發揮是關鍵。為此,我們在操作中,首先嚴格電解工操作方法,少開或不開槽罩板。同時,杜絕管道的跑、冒、滴、漏,大程度地收集電解煙氣,確保集氣效率達98以上。其次,通過物料分流器控制,使各徑向噴射反應器的新氧化鋁均恒供給(1.6t/h.個左右),同時確保一定量的循環氧化鋁(2t/h°個左右)。第三,在系統的料路前端,增加了一個我們自己設計制作的物料雜質收捕器,清潔物料,保證徑向噴射反應器不受物料中渣塊沉淀,絲物纏繞等原因而影響物料流化和溢流噴射,既減少了反應器的清潔頻率,提高其使用壽命(現在我們僅一季度或半年清潔一次),又提高了系統整體凈化效率。表2是山西省環境監測中心站,2001年6月對電解三、四車間凈經系統煙氣中氟的監測結果。

      表2關鋁公司7萬t/a電解鋁煙氣氟化物監測結果表〔3〕標態排氣量,Ndm3/h排放濃度,m排放氪kg/h凈化效率進口出口進口出口進口出口電解三車間配套凈化系統監測均值電解四車間配套凈化系統監測均值3.2均衡阻力,高效除塵均衡阻力,即:,隨著系統運行時間的延續,長時間受煙氣中浙清煙的影響,以及布袋粉塵附著層加厚,除塵器阻力有逐漸增大趨勢,應及時調整定時反吹清灰的PLC控制程序。第二,通過調整煙氣風速等辦法,使各除塵器的阻力值在同一范圍之內,以便系統整體始終處于低阻力高捕集效率的平穩狀態下運行。我們的凈化系統除塵器阻力損失一直控制在950―1100Pa范圍內。同時,通過運行巡視,對除塵器進行定期揭蓋檢查,觀察其壓差值的突然變化等手段,確保布袋嚴密無損,高效除塵。表3是山西省環境監測中心站,2001年6月對電解三、四車間凈化系統煙氣粉塵的監測結果。

      表3關鋁公司7萬/a電解鋁煙氣粉塵監測結果表標態排氣量,Ndm3/h排放濃度,m排放氪kg/h凈化效率進口出口進口出口進口出口電解三車間配套凈化系統監測均值電解四車間配套凈化系統監測均值3.3確保系統平穩運行統確定以后,煙氣的平穩運行,也就是引風機的平穩運行取決于除塵器阻力變化,其控制已在3.2中加以闡述。物料系統的平穩運行則明顯體現在載氟氣力提升機的運行狀態,而氣力提升機的負荷變化,又取決于新鮮氧化鋁的投料量變化。所以,均衡控制新鮮氧化鋁的投料量是系統物料系統平穩運行的關鍵,也就是系統流化風機、反吹風機、氣提風機平穩運行的關鍵。當然,除塵器及溜槽沸騰床的清潔程度和供風變化、除塵器漏斗的物料溢流狀況等也是影響物料系統平穩運行的因素。

      3.4保證系統監控儀表及信號報警的有效性保證凈化系統監控儀表及信號報警裝置的有效性,有助于凈化系統凈化效果的提高和機器設備的平穩運行,既科學、準確、及時,又能降低工人的勞動強度,特別是系統中的反應器物料斷流報警,載氟料斷流報警,高、低料位報警,除塵器壓差表,電機電流表等當屬重中之重,應加倍給以關照。

      4干法凈化系統污染物達標情況表4是山西省環境監測中心站,2001年6月監測的關鋁公司七萬噸電解煙氣凈化系統污染物達標表4電解煙氣污染物達標情況一覽表W項氟化物瀝青煙粉塵二氧化硫目濃度排放量濃度排放量濃度排放量濃度排放量容三車間凈化系統測試次數測值范圍平均值四車間凈化系統測試次數測值范圍平均值合計平均值標準值達標率,年達標排放總量t/a 5干法凈化系統對電解生產指標的影雖然,經過凈化吸附后的載氟氧化鋁,其氧化鋁含量下降,雜質Fe含量會有所提高,加上因摩擦破損而變細變輕,比表面積減小,可能會對電解生產指標產生一些不利影響。但是,在氧化鋁經過凈化系統到電解槽過程中,除塵器及溜槽沸騰床,徑向噴射反應器噴射等都可以將其中很大一部分Si、Fe顆粒雜質分離出來。同時在凈化反應中多用或全部用新鮮的氧化鋁,少用或不用循環料(在確保系統進口氧化鋁濃度達到15g/m3為前提)也可降低氧化鋁的破損率和Fe雜質的提高。另外,干法凈化系統還有一個大的功勞,就是在凈化過程中能將煙氣中的氟和氧化鋁大量得以收回,取得明顯的經濟效益。

      因此,干法凈化系統對電解生產指標的影響利遠大于弊。關鋁公司七萬噸干法凈化系統兩年多的運行實踐,已經證明了這一點。表5是2002年關鋁7萬t電解主要生產指標報表。

      指標電解三車間電解四車間電解三車間電解四車間電解三車間電解四車間一季度二季度三季度四季度均值表5 2002年關鋁7萬t電解主要生產指標電流效率。

      氟化鹽單耗kg/Al. 6結語⑴經過兩年多的運行實踐,充分證明了關鋁公司190kA電解槽干法凈化系統,集中了多項先進技術和設備,科學、合理、高效,代表著鋁電解煙氣治理的先進水平。

     ?、茝谋?可以看出,本套干法凈化系統排氣筒的終排放結果為:各項監測指標遠低于國家標準,達到系統設計要求。

     ?、切б婧?,根據監測數據,本套干法凈化系統年可收回氟化鹽547t左右,回收氧化鋁700t左右,在取得可觀的經濟效益同時也取得了不可估量的環境效益和社會效益。

     ?、认到y運行當中,細化操作是確保系統低阻力、高效率,平穩運行的必要條件。

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