电解铝行业阳极焙烧炉多级烟气治理方法浅析

电解铝行业阳极焙烧炉多级烟气治理方法浅析
臧佳克邓永怀
(西北矿冶研究院甘肃白银730900)
摘要:电解铝行业阳极焙烧过程会产生大量烟气,单一的净化方案无法满足对烟气中各污
染物的高效去除,需进行多级烟气治理。通过对
多种多级烟气治理方案比较分析,得出电捕法%
熟石灰干法吸附法是较为理想的阳极焙烧烟气
治理方案。
关键词:阳极焙烧;污染物;烟气治理
刖,
作为电解铝行业的一道重要工序,阳极焙烧过程是 以焦炉煤气、天然气或重油为燃料,在焙烧炉加热炉
室 的最高火道温度为1150-1200!的条件下,对生阳极炭 块进行焙烧作业,使其高温炭化的过程。阳极焙烧炉生 产1*预焙阳极块约排出烟气量约10000m3-12000m3,]烟气中需进行净化的主要污染物为颗粒物、S〇2、沥青烟 (主要成分为焦油)和氟化物(主要成分为HF)。目前,我 国阳极焙烧烟气治理主要有电捕法、碱液吸收湿式净化 法、氧化铝干法吸附法和熟石灰干法吸附法等方法。[2]然 而,单一阳极焙烧烟气治理方案具有一定的局限性,无 法满足对烟气中各污染物的高效去除,因此,对于阳极 焙烧烟气治理需要多种方法串联使用。
2多级烟气治理技术方案比选
2.1电捕法$熟石灰干法吸附法
本方法中焙烧烟气首先经过全蒸发冷却塔降温预 处理,再进人电捕焦油器,烟气中的颗粒物、沥青烟在电 场中,由于碰撞和离子的扩散使自身荷电,在库仑力的 作用下定向移动到沉淀极,在沉淀极释放出所带电荷,同时吸附在沉淀极,从而实现对烟气中颗粒物和沥青烟 的去除。[3]电捕后的烟气以熟石灰为吸附剂,去除S〇2和 氟化物,吸附污染物后的熟石灰及其混合物经布袋除尘 器进行气固分离,使烟气中各污染物得到有效去除。但 吸附后的熟石灰无法循环使用,需进行合理处置。
2.2电捕法$氧化铝干法吸附法
泥土样本
本方法中焙烧烟气首先经过全蒸发冷却塔,对焙 烧烟气降温预处理,再采用电捕焦油器吸附烟气中的 沥青烟和颗粒物,经电捕焦油器净化后的烟气采取氧化铝干法吸附法进一步去除颗粒物和沥青烟,同时可 有效去除氟化物。虽然电捕%氧化铝干法吸附法净化效 率高,处理后烟气中大部分有害物浓度将大大降低,操 作管理方便。然而,采用该净化方法,一方面在烟气中 沥青焦油含量较高,吸附焦油后的氧化铝返回电解系 统再利用时,将会对电解系统的正常生产产生一定影 响;4]另一方面,该方法只能吸附烟气中的少量S〇2,并 将其带至电解系统排放,无法解决焙烧烟气中S〇2的超标排放问题。
2.3蓄热式焚烧$熟石灰干法吸附法
焙烧烟气进人蓄热式焚烧炉内被加热至700-1000!,烟气中的沥青烟高温氧化为二氧化碳和水蒸 气,有机物净化率可达到956-996。经焚烧后高温烟 气的热量被蓄热室吸收并用于预热新进人的废气,热 回收率超过956。H烟气再通过熟石灰干法吸附法净化 S〇2和氟化物,净化后烟气经布袋收尘器实现气固分离 并由烟囱排人大气。蓄热式焚烧%熟石灰干法吸附法是 一种处理焙烧烟气最行之有效的方法,对废气的处理 量大,同时可高效去除焙烧烟气中的各污染物,并且净 化系统在运行过程中具有较高的稳定性。但是该方法 存在着投资高、能耗高、运行维护费用高等问题。
2.4碱液吸收湿式净化法$电捕法
焙烧烟气首先经沉降室去除大颗粒粉尘,再经碱 液吸收塔去除其中部分颗粒物、S〇2、氟化物和沥青
烟,同时烟气得到了降温预处理,最后由电捕焦油器 进一步去除烟气中的颗粒物和沥青烟后经烟囱排人 大气。碱液吸收湿式净化法%电捕法运行较为稳定,国内应用厂家较多。然而,该方法在烟气净化过程中将 各污染物转人废水中,需设置废水处理系统,进而增 加了设备费用。若废水泄漏,还会对环境造成二次污 染。此外,在北方地区还需解决冬季结冰问题。湿法设 备易腐蚀,并且设备费用、运行费用高于干法,同时对 管理要求较高[7]。
结语
通过对多级烟气治理技术方案的对比分析,电捕 法%熟石灰干法吸附法可实现对烟气中各污染物的有
(下转第64页)
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2.2.2固定化微生物还不足够稳定,所以,未来还需要在 稳定性方面加快研究步伐,提高固定化微生物的稳定 性,从而提高固定化微生物的使用效果。
2.2.3环境工程的废水中的污染物非常多,所以,单一的 有机物处理还不能完全达到治理废水的目的,未来,还 需要针对不同的污染使用不同的固定化微生物方法对 其进行治理,从而有效提高固定化微生物对污染的处 理效果,并拓宽其使用范围。车库门开门机
2.2.4固定化微生物的密度直接影响着废水的治理效 果,未来还要研究如何控制好固定化微生物的密度,使 固定化微生物技术能够更高效的使用在环境工程中。结语
总之,固定化微生物技术在环境工程中有着重要 意义,其在一定程度上治理了污染,使环境得到相应的!上接第55页)
扬声器结构效去除。同时,该法工艺较成熟,易于操作维护,同时还 避免了湿法引起的二次污染和设备腐蚀等问题,并且 吸附剂价格低廉、来源广泛,是较为理想的阳极焙烧烟 气治理方案。
参考文献
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直接冲刷,同时起到均流的作用。增加槽形板后的结构 见图6。
3.2.2结构改进后的计算结果
结构改进后各袋区的流量偏差见表2,和原有结构相 比,流量偏差降低很多,最大流量偏差小于4;,说明各袋 区流量分配均匀,符合布袋除尘器流量分配均匀的标准。
表2袋区分区的流量偏差表(优化后)
序号135T9111315
偏差值  4. e%1. 8%-〇.3%-3. O%-1. 3%-〇.8%-2. O%  4. 9%
序号2468io121416
4. 1%O. 2%-2. 3%-4. 9%—3. 2%-2. 8%-4. O%  4. 5%
结语
本文利用CFD软件对某电厂350MW机组用直通式布袋除尘器内部流场进行了模拟,并对结构进行 了改进,原有结构存在气流分布不合理,部分袋区滤袋 存在烟气冲刷现象,导致局部阻力增大,滤袋使用寿命 缩短,通过数值模拟的方法对在喇叭出口和侧面通道改善,虽然固定化微生物技术还存在一定的缺陷,但是 只要根据其缺点进行相应的研究,定能够使固定化微 生物技术有更大的应用前景,从而使我们生存的环境 变得越来越好。
参考文献
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作者简介
臧佳克(199O.8-),男,江苏东台人,硕士,西北矿 冶研究院。
增加槽形板导流装置后的结构进行计算,结果显示各 袋区风量较优化前均匀,各袋区流量偏差<4;,同时槽 形板也防止烟气直接冲刷前排和侧部通道区滤袋。计 算结果表明,优化结构满足布袋除尘器气流分布均匀 的要求,可用于工程设计指导。
参考文献
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作者简介
张彦婷(1981-),女,硕士研究生,主要研究方向:布袋除尘器的设计及优化。
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