提高铝电解烟气净化效率探讨

摘要：铝电解生产是高污染、高能耗的生产，所以铝电解烟气净化在该行业中起到的作用是非常重要的，而应用集气效率可以有效地艋回收效率，这也是该行业持续发展的重要条件。为了可以更好地提高在铝电解生产时所产生的污染可以得到有效的净化回收，就必须要加强集气效率。文章讨论了提高烟气净化的主要措施，从而达到理想的效果。

关键词：铝电解生产；集气效率；烟气净化；回收效率；湿法净化回收；干法净化回收 文献标识码：A

中图分类号：TQ151 文章编号：1009-2374（2017）04-0021-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.04.011

铝电解在生产时应用最多的一种成分溶剂是氟化盐，这也是最主要的一种材料，但是在高温条件下，氟化盐和水分融合就会产生一种气体，就是氟化氢，它是一种非常严重的污染物。在处理这种污染物时，一般所应用的方法就是干法净化技术，它可以有效地治理排出吸附的烟气，从而达到一个净化有害物的作用。只有控制了氟化物的排放，降低环境污染，才能达到环保的排放要求。我们所应用的烟气干法净化系统是非常经济、高效以及较为先进的一种净化技术，可以降低烟气的排放，降低烟气当中的有害物质，减少排放，从而达到一个理想的效果。

1 铝电解烟气净化工艺流程

湿法净化回收和干法净化回收是铝电解烟气净化的两种主要方法，经过多年的发展应用，我们发现，干法净化容易控制、流程简单、环境好、操作容易，且干法净化回收过程中产生的二次污染小、净化效果好，湿法净化回收系统已逐渐不适应环保的要求，趋于被淘汰，目前大部分湿法净化工艺已经法净化工艺所取代。

干法净化就是以某种固体物质的吸附性能来吸附另一种气体物质所完成的烟气净化过程，具有吸附作用的物质称吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。铝电解烟气干法净化是用电解铝生产用的Al2O3作为吸附剂来吸附烟气中的HF等大气污染物，并生成载氟氧化铝返回电解槽生产使用，实现对铝电解烟气中的氟化物等污染物的回收再利用，同时降低铝电解生产过程中的氟化盐消耗。铝电解烟气净化系统一般采用局部通风和全面通风相结合的联合通风方法对铝电解生产所产生的有害气体进行控制和净化，电解槽在生产过程中产生的有害烟气集气系统收集，进入干法净化系统，这部分气体就是我们所说的一次集气，干法净化系统的工艺流程为：电解生产产生的烟气通过主排烟风机提供的动力，由电解槽集气罩收集经电解槽支烟管进入主烟管，在主烟管中或除尘器入口烟管中烟气与投料系统投入的氧化铝混合发生吸附反应，将气态氟转化为固态载氟氧化铝，经过除尘器的气固分离将载氟氧化铝从气体中分离出来，再通过供料系统输送到电解槽供生产用料，气固分离后的净气通过烟囱排放进入大气；少量的烟气通过集气罩的缝隙进入电解厂房，这些气体由窗户进入的大量空气稀释，受热气的作用上升到天窗，由天窗排入大气中，这部分没有进入干法净化集气系统的烟气就是我们所说的无组织排放气体。从铝电解烟气净化工艺来看，一次集气的效率是铝电解烟气中污染物净化回收基础，集气效率越高，无组织排放的污染物就越少，集气效率对整个净化系统综合净化效率起着决定作用。

2 影响电解烟气效率的主要因素

在铝电解的生产当中，电解槽内会产生一定的烟气，而烟气的主要成分就是氟，一般是通过净化系统的烟囱以及天窗进行排放的。但是在生产车间内，由于具有大量的烟气，都是无组织的烟气，含有一定的有害物，所以在进行治理时有很高的成本，在通常情况下是不会做特别处理的，这就需要加强对烟气的捕集效率，降低烟气的排放。控制电解槽当中的烟气污染物就是为了可以控制好它的总量不会超标，也就是把烟气进行净化后所排出的烟气和氟含量是通过自然通风的作用下来控制的，不只是控制烟气在净化后的排放，对此，怎样可以使这些污染因素得到有效地排放，是治理烟气净化的主要因素。

第一，在铝电解的生产过程当中，电解槽内会产生一定量的烟气，而这些烟气在排放时是有组织的，主要是通过排放风机来减少负压的，最主要的目的也是为了确保在板间缝的位置有一定量的微负压，从而控制烟气不会扩散。由于排烟量的多少会影响到电解槽内的集气量，只有提高排烟量才能有效地增加集气效率，也可以控制污染源的排放。从这些年来看，在设计一些大容量的电解槽时可以看出，排烟量都有所增加，这种处理虽然可以提高净化系统，但同时也会增加大量的费用。对此，选用合理的电解槽排放量是解决净化系统的根本，也是提高净化效率的基础。

第二，处理烟气净化系统时，一旦出现烟气分布不均匀的现象时将会导致烟气量超标，这是因为除尘器的过滤单元没有达到设计的要求，从而加大了过滤单元的负担。在这种情况下，不仅会缩短过滤袋的使用时间，同时也会降低净化效率，影响净化系统的应用，所以在对净化系统设计时必须要把管道制成几何形状，从而来确保过滤单元的排放量。此外，在投放氧化铝时也应均匀分布，这是非常重要的一点，在进行投放时应连续并均匀，应用合理的反应器，把风速控制好，保证电解烟气和氧化铝可以均匀地混合吸附。还应注意的是，进行氧化铝的净化时必须要对其筛分，从而避免氧化铝当中存在的大颗粒物质的沉积，降低对设备造成的影响。

第三，由于在净化系统当中的除尘布袋所起到的除尘效率是非常低的，对净化效率造成直接的影响。所以袋式除尘器的效率越高，所投入的原材料回收率也就越高，也就是说应用氧化铝的材料越少，铝电解的成本就相对较低，而对环境的污染也较少。

3 提高净化效率的主要方法

铝电解在生产过程中应用最多的成分就是氟化盐，它是最重要的一种溶剂，但是在遇到高温的情况下，当氟化盐和水分产生反应时就会产生大量的氟化氢，其气体是重要的污染。在现阶段，一般治理污染的方法就是通过干法净化技术，从而排出污染的烟气，通过氧化铝来吸附氟化氢气体，从而起到一个净化的作用，降低对环境造成的污染。

第一，在对净化系统进行设计时必须要选用合理的设备，应用具有效率较高的电解槽，而在设计电解槽时也必须要提高它的密封性，设计管道系统时必须要减少烟管的长度，主要是为了降低管道摩擦所产生的阻力，对各种管件的应用时也要合理搭配，必须要选用具有较小阻力的除尘器，从而减少阻力所造成的损失，加强负压，提高净化效率。

第二，对电解槽烟管的阀门进行调节时必须要调控好它的开启度，应按照净化系统烟管的电解槽数量调节好它的阀门开启度。尽量把尾端的烟管阀门打开到最大，再由远到近地依次进行操作，根据比例的大小来减少开启的角度，但是有一点需要注意的是，在调节的过程当中必须要确保负压均衡，如果电解槽停止时同时也要关闭调节阀，避免出现泄漏。

第三，设备再好，也需要操作技术，对此必要全面地提高电解操作人员的技术质量，减少电解槽操作当中集气罩盖板打开的时间要求，确保盖板的密实度，炉门是否达到严密关闭状态。此外，也要加强对电解槽的日常维护工作，如果发现有破损的密封垫或者是槽盖板必须要及时的更换，确保它的密封性。一旦发现除尘器或者是净化管道有泄漏问题时应快速的补救，要确保管道系统达到一个良好的密封性。此外也要定期地对设备除尘维护，降低运行当中遇到的阻力。

4 提高吸附效率的方法

如果要想从根本上来提高烟气的吸附率，必须要从影响它的吸附率条件着手，从多方位角度来观察，及时进行调整，提高氧化铝的吸附率。在铝电解的生产过程当中，从氧化铝产品的性质以及它的质量方面来看，它的主要成分以及它的一些形态是不能改变的，所以在特定的环境下，比如说位置、温度或者是湿度等条件都是不能去改变的，由此我们也可以看出，如果要提高烟气的净化率就必须要从可以控制的方面入手，包括接触的时间、温度的人为控制、加料的方法等，具体体现在四个方面：

第一，可以应用高效的反应器来提高烟气扩散混合的程度，从而促使污染物在较短的时间内快速扩散，同时提高氧化铝的接触时间，增加吸附率。

第二，可以通过提高烟气系统的净化率，也就是说必须要提高氧化铝与烟气在除尘器当中的均匀分配，可以让烟气进行入每一台的反应器中，保持一个平衡的状态。

第三，必须要控制好氧化铝的加入量，保证净化吸附率达到环保要求，需要注意的是，氧化铝也不能过量，这会造成它的破损，给系统造成过度的负荷，不利于烟气的扩散。

第四，对于电解槽的材料可以进行一定的改变，通过其他方式来降低烟气的温度，也可以在管道的外壁应用一些散热片或者是在管道的内壁用喷水冷却的方式来降低烟气的温度，通过应用这种方法不仅可以降低烟气量，也可以减少负荷的产生，提高净化效率。除此之外，也可以在管道内增加短路风的概念，它会与大气相连，当温度较高时，便可以通过冷风进行降温，但需要注意的是，这种方法会增加系统的负荷。

5 结语

在铝电解生产当中会产生很大的污染源，所以我们在处理这种污染物时，一般所应用的方法就是干法净化技术，这种方法可以有效地治理吸附排出的烟气，从而达到一个净化有害物的目的。只有控制了氟化物的排放，降低环境污染，才能达到环保的排放要求。同时，烟气干法净化系统是非常经济和高效的，是非常先进的一种净化技术，可以降低烟气的排放，降低烟气当中的有害物质，达到一个理想的净化率。

参考文献

[1] 胡道和.气固过程工程学[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003.

[2] 戴小平.200kA铝电解生产与技术[M].长沙：中南大学出版社，2006.

[3] 卿孝元.浅析铝电解烟气净化系统集气效率影响因素及其控制[J].甘肃冶金，2010，（12）.

[4] 霍庆发.电解铝工业技术与装备[M].沈阳：辽海出版社，2002.

[5] 胡传鼎.通风除尘设备设计手册[M].北京：化学工业出版社，2003.

[6] 郝吉明.大气污染控制工程[M].北京：高等教育出版社，1989.

[7] 青铝人.现代大型预焙槽生产技术[M].沈阳：东北大学出版社，1994.

[8] 邓翔，吕维宁.提高铝电解烟气净化效率的探讨[J].轻金属，2006，（11）.