烟气净化培训教材_-

特性见下表：
真比重 比表面 g/cm3 积m3/g 粉状 氧化 铝 砂状 氧化 铝 3.88 20-35 安息角 （度） 38 0-20um 粒度 20-60um 大于 60um 40.1%
3.59
90
35
18.1%
41.8%
从上表中可以看出砂状氧化铝的比表面积比粉状氧化 铝的比表面积大的多，所以砂状氧化铝是理想的吸附剂。
电解槽散发的烟气呈 无组织扩散状态，为了有效 的控制污染，必须对电解槽 进行密封。收集到的烟气通 过电解槽的排烟支管汇总到 电解厂房排烟总管，然后送 往净化系统集中处理。 集气总管道
3、烟气净化与气固分离
• 3.1 【烟气净化过程】
将吸附剂氧化铝粉通过VRI反应器（设备部分详细介绍 ）加入到烟气中，并使之与烟气充分接触而吸附烟气中的 HF。本流程中，新鲜氧化铝除了去净化烟气，也可以直接 到电解厂房供其使用。 左图中，VRI反应器位于烟道 的内部下方位置，新鲜氧化铝通过 反应器与地下烟道来的烟气充分混 合，之后向上进入除尘器，进行气 固分离。
• 清灰方式采用低压反吹清灰。清灰是由设在除尘器顶部 的气缸阀控制的，可以在指定的任何时间内由程序控制 清灰，清灰时不进行过滤，反吹气流与过滤气流方向相 反，反吹风风压较低，清灰后净化除尘效率仍很高，清 灰时整个布袋振动小，布袋既不互相碰撞，也不受任何 机械损伤，滤料使用寿命长。 • 布袋容积大、吸湿性小、阻力低、耐温耐磨、耐腐蚀。
2
3 4
法国彼斯涅公司
加拿大铝业公司 本厂采用
文丘里
稀相床 VRI
400
150-200 250
10-20
20 5
• 1.3氧化铝水平输送技术
氧化铝水平输送采用风动 溜槽输送，该技术的优点是能 耗低，管理简单，输送能力大 ，密封性能好，无检修工作量 ，并具有氧化铝破损率低的特 点。新氧化铝从贮仓输送到反 应器、返回的载氟氧化铝输送 到气力提升机、循环氧化铝加 入到反应器的输送都采用风斗 溜槽。
2Na3AlF6+3H2O=2Al2O3+6NaF+6HF ↑
2AlF3+3H2O=Al2O3+6HF ↑
2NaF+H2O=Na2O+2HF↑
1.2在发生阳极效应时，在高电压作用下析出的初生态氟 原子与阳极作用生成CF4： C+4〔F〕＝CF4/C2F6。
该产物的排放量影响因素:阳极效应的频率、阳极效应延 续时间。
（三）、工艺流程
烟气净化工艺流程
新鲜氧 化铝供 给
电解集 气系统
烟气净 化与气 固分离
载氟氧 化铝回 收
1、新鲜氧化铝供给
• 1.1 浓相输送部分
• 概念：一种气力输送中的静 压输送技术，是直接利用压 缩空气的静压能来推动物料 ，使物料呈非悬浮态栓装流 动，输送物料时风速低解决 了能量传递和颗粒物间的摩 擦损失。 • 作用：将入厂新氧化铝送到 新鲜氧化铝仓。 • 所用设备：浓相打料压力罐
3、对废气治理的必要性
按照国家环保标准GB1297—1996《大气污染物综合排放标准》的 要求，必须对电解烟气加以治理，进行达标排放。 – 国家提高对电解铝行业准入的门槛，如：产能消耗（电能）厂址外 部环境、技术指标等进行限制。 – 强制对治理效果进行监测，定期复检、在线监测、环保局设置终端 监测等。 我公司执行标准： – 氟化氢排放标准：≤3.0mg/Nm3 – 颗粒物排放标准：≤20mg/Nm3 – SO2排放标准： ≤200mg/Nm3
1)一次集气系统 一次集气系统的密闭程度通常是75～98％。这就是说，还 有相当数量的烟气泄漏入厂房空气中，当然也有相当数量 的空气进入槽罩之内。 2)二次集气系统 由于一次集气系统的密闭程度不能达到100％，再加上还有 大量的热从电解槽散发出来，所以电解厂房内部必须有良 好的通风，让外部的新鲜空气通过墙壁上的百叶窗进入电 解厂房，流经电解槽的操作地带，然后上升至天窗。
• HF的性质：
HF沸点为19．54℃,活性大，具有同自身以及其他化合物相结合的 特点。氧化铝与烟气中的HF接触后，吸附反应速度很快，几乎是在0． 25~1.5秒钟完成。
4、干法净化回收效率
干法净化回收的吸附效率主要取决于氧化铝的物理性 能和投入到烟气中的数量。 • 氧化铝分粉状氧化铝和砂状氧化铝。 氧化铝的比表面积的大小，不仅影响氧化铝的熔解性 能，而且也影响对HF的吸附效率。氧化铝是一种多孔结 构的物质，具有很大的内表面积，这给吸附物和吸附剂之 间提供了接触机会。所以氧化铝的比表面积越大，接收吸 附物的能力就越大，吸附量也随比表面积的增加而增加。
（二）、我公司烟气净化系统
1、工艺原理
烟气净化方法：湿法净化和干法净化回收两种。
1.1干法。用氧化铝作吸附剂，使之产生含氟氧化铝，直接返回电解 槽使用。此法多用于预焙槽和上插自焙槽，是一种较新的方法。我 国于1977年4月开始试验这一技术，现在已掌握了工艺流程和技术 条件控制等问题。 【优势】：易于控制、流程简单、环境好、操作容易，而且干法净 化回收过程中产生的二次污染小、净化效果好。 1.2湿法。湿法净化回收有多种方法，如用清水洗涤、碱水洗涤、海 水洗涤等。从近十几年的发展趋势看，湿法净化回收大部分已被干 法净化回收所取代。
电解车间烟气净化 生产工艺及主体设备简介
2012年04月
第一部分 工艺
概述
• 我公司烟气净化系统
工艺原理
工艺流程
第二部分 技术规范
• 主要设备 • 操作规范
一 、 烟气净化工艺
（一）、概述
1、电解铝生产中产生的有害气体成分
1.1 工业铝电解槽的冰晶石—氧化铝熔体为电解质，以 碳素材料为电极进行电解，在阴极上析出液态的金属铝 ，在阳极上产生大量的CO2与CO气体，另外在阳极气体 中还含有氟化物、电解质蒸发，阳极气体带走氟化物固 体颗粒，由于氧化铝含水0.2%-0.5%，原料中的水分及 大气水蒸气，对固态氟化盐在高位（400-600度）条件 下反应，生成HF气体：
2、电解烟气的危害
污 染 物 气态：氟化氢 细颗粒：由电解质蒸汽凝结而成 固态 大颗粒：氧化铝、碳、冰晶石粉尘 弥漫在电解车间电解烟气，恶化劳动生产条件，严重影 响生产工人的身体健康，电解烟气不净化处理扩散到大气中， 对生态有一定的危害。
• 氟化物离子是一种普通的细胞毒素。所以人体中所有 的细胞和器官系统都会受到影响。当氟化物进入人的 肌体内时，大部分氟化物便被胃肠道吸收，进入血液 中。沉积于骨骼的磷灰石无机物中。氟化物离子对钙 和磷有很强的亲和力是其沉积骨骼、牙齿、指甲和头 发的硬组织中的原因。人体中99％以上氟化物滞留在 骨骼中。 • 众所周知CO2被称为温室气体。而CF4／C2F6全氟乙烷 使全球变暖趋势分别是CO2的6500～9200倍，因此在电 解铝生产中应尽量减少阳极效应次数，法国彼施涅公 司，300kA预焙槽，基本达到无效应操作。
• 3.2【气固分离】
吸附后的氧化铝为载氟 氧化铝，载氟氧化铝与烟气 的分离是由具有最严格控制 指标的袋式除尘器来完成的 。
除尘器外观
除尘器气缸
4、载氟氧化铝的回收
• 分离下来的载氟氧化铝，一部分作为循环氧化铝继续参 与吸附反应，另一部分（相当于新鲜氧化铝的加入量） 由气力提升系统送入载氟氧化铝料仓供电解使用。
所用设备：风机 风动溜槽
溜槽供风机
超浓相输送
2、烟气收集系统
• 2.1 集气系统
【一次烟气】：铝电解槽散发出来的、由槽上集气罩收 集下来的烟气。
【一次集气系统】：收集一次烟气的设备系统。
【二次烟气】：未经集气罩收集而直接进入电解厂房空 气中的烟气。
【二次集气系统】：收集二次烟气的设备系统系统。
【特点】:一次烟气的体积较小，其中氟化物浓渡较大； 二次烟气的体积较大，其中氟化物浓渡较小。
启动操作
1打开除尘器进出口阀门、排烟风机出口阀门， 关闭排烟风机入口阀门 2按规程启动主排烟风机 3启动气力提升风机向载氟仓送料
4启动高压离心风机、打开氧化铝给料阀向风动溜槽送料
5启动流态化风机，打开除尘器沸腾床供风阀门及下料管道阀门 6合理调整新鲜氧化铝的投入量, 确保VRI反应器喷吹良好，新鲜 料不断流 7启动反吹风机、投入除尘器时间控制方式 8 确定除尘器进入运行状态
罗茨风机
气力提升泵
二 、技术规范
1、主要设备
• 1.1菱形组合式布袋除尘器
1）工作原理：
含尘气体从下部进入滤袋，
在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集 于滤料上，透过滤料的清洁气体由 排出口排出。沉积在滤料上的粉尘 ，可由反吹的作用从滤料表面脱落 ，落入灰斗中。
菱形组合式布袋除尘器
2）主要特点
• 高效除尘：除尘效率高达99.9%以上。
• （2）主要特点：物料破损 率低，设备不存在堵眼问 题，操作维修简单方便。 • （3）主要组成部件：空心 锥体、多孔喷射器、引射 器、流态化元件、双通道 进料装置、尾部气体射入 管路、视窗、密封件等组 成。
由于AL2O3与烟气接触不是在强烈的紊流气氛中进行（如文丘 里反应器），且AL2O3在系统中停留时间短所以破损率在现有的几 种反应器中它比较低。另外流化元件不与烟气直接接触，不存在孔 眼堵塞问题，操作维修简单方便。下表为不同形式的氧化铝破损率 及阻力损失比较。 序号 1 国别 美国铝业公司 反应器类型 沸腾床 阻力损失（Pa） 3500-4000 氧化铝破损 率% 10-15
2、干法净化基本原理流程框图
含氟烟气
集气系统
新鲜氧化铝
VRI反应器 废弃排空 气固分离
载氟氧化铝
去电解作原料
3、吸附效果
Al2O3吸附HF是由它们的性质和吸附规律决定的。
• 电解用Al2O3性质： Al2O3根据焙烧状况的不同，各结晶构造的比例也不 一样，一般为r 型与α型及少量的中间型。 α型活性较差，约占总量的40～50％，r型及中间型Al2O3孔隙率较高 ，比表面积较大，且Al2O3是一个典型的两性化合物。
目录 工艺参数 1 2 本体压力 输送压力
参数范围 ≤0.5MP ≥0.45MP
3
4 5
输送时间
总管压力 堵管压力 空罐本体压 力
≤2000S
≥0.5MP ≤0.03MP
6
≤0.01MP
• 1.2 超浓相输送部分
• 概念：一种气力输送中的流态化技术，是低压风通过分 配板使槽内物料流态化，使其具有流体的性质，同时沿 输送方向建立起料柱差，料柱差所产生的推动力足以克 服流体流动的摩擦力时，流态化的物料向前流动。 • 作用：将新鲜氧化铝加入净化系统、返回载氟氧化铝至 载氟仓。 新鲜氧化铝定量地从新鲜氧化铝料仓排出，经 水平风动溜槽分别供给进入到各个VRI反应器中；吸附 后的载氟氧化铝由除尘器下部的沸腾床的溢流口经水平 溜槽及气力提升机输送到载氟氧化铝料仓供给电解槽使 用。
2、操作规范
2.1烟气净化系统操作规程
•操作前检查
1检查电解槽烟管阀门在合适的开启角度、管道无泄漏。 2检查系统的风机、电机、各阀门、仪表处于正常状态 3检查料仓料位情况 4检查料仓内泄压管正常连通。 5确认循环水通畅，水泵出口压力保持在0.3Mpa-0.45Mpa之 间
浓相管道
主排风机
超浓相

• 1.2先进的VRI反应器
（1）工作原理： AL2O3经给料箱和流化元件进入VRI空心 锥体，经锥体壳体上的沿辐射线布置的孔均匀地，呈溢流状 态流入烟气管道内，并很快布满整个管道截面。烟气自下而 上穿过这层断面与AL2O3接触，AL2O3连续地加入，烟气连 续地流过，为烟气和AL2O3提供了均匀的接触机会，完成 AL2O3对HF的吸附过程。沿锥体圆周布置的溢流孔，使 AL2O3能充满整个管道断面，克服了管道稀相反应器及布料 不均的缺点，缩短了所需的管道长度，提高了净化效率。
5、吸附规律
吸附为表面作用，吸附剂的比表面积越大其吸附能力越强。吸附剂 的比表面积的大小取决吸附剂的孔隙率的大小及其颗粒的粗细。吸附质 的沸点越高越易被吸附，相反则难于被吸附。 氧化铝对HF以化学吸附为主，物理吸附次之。化学吸附的结果在氧 化铝表层，每个氧化铝分子吸附两个HF分子，生在单分子层吸附化合物 。HF的高沸点、化学性强的特点，使得HF很容易被氧化铝吸附。用化 学式表示如下： 吸附：3Al2O3+6HF →3（Al2O3·2HF） 转化：3（Al2O3·2HF → 2AlF3+3H2O+2Al2O3 总反应式：Al2O3+6HF →Βιβλιοθήκη Baidu2AlF3+3H2O