电解铝烟气净化技术的发展与展望分析
电解铝生产中烟气净化及余热利用的研究分析
电解铝生产中烟气净化及余热利用的研究分析发布时间:2022-09-08T05:30:54.057Z 来源:《科学与技术》2022年第9期第5月作者:张伟[导读] 当前,我国的电解铝行业存在着能耗大、资源利用率差、环境问题严重等问题张伟内蒙古大唐国际呼和浩特铝电有限责任公司内蒙古呼和浩特市 010010摘要:当前,我国的电解铝行业存在着能耗大、资源利用率差、环境问题严重等问题,电解工序会产生大量的烟气和余热,但没有能够合理处理烟气和利用余热的方法,这也是电解铝行业需要考虑的重要问题。
本文主要对如何合理处理烟气和有效利用余热进行研究,以此来提高公司的经济效益,减少对环境的影响。
关键词:电解铝;烟气净化;余热利用引言:近年来,随着我国经济的高速发展,社会运转所需的能源量也在不断增加,我国的能源供给出现了供不应求的趋势。
电解铝是我国能源需求量极大的一个产业,因此如果想要使电解铝行业得到快速的发展,同时减轻我国的能耗负担,就需要加强对节能技术的研究,提高能源利用率。
一、电解铝工业的发展现状与对环境的影响电解铝正如其名,指的就是由电解反应生成的铝。
在当前的工业中,常用的电解铝工艺是冰晶和氧化铝电解生成铝,反应原材料为冰晶石和氧化铝,电解阳极和阴极分别是碳棒和铝,在通电高温的情况下,电解槽两段发生电化学反应,碳元素不断消耗,阴极则产生铝。
传统的电解铝通常都是采用以上的基础生产方式,但随着电解铝业的迅速发展,各种各样新颖而高效的电解铝工艺不断涌现。
同时,国内对电解铝行业的发展也十分关注,在20世纪90年代的工业快速发展时期,我国的学者就提出了“优先发展铝”的战略政策。
近年来,由于国家高度重视电解铝产业的发展,国内的相关产业在政策的扶持下不断进步,我国的电解年产量得以在国际上遥遥领先,各省市也将铝工业作为经济发展的重要支柱。
近年来,我国电解铝业的发展势头一直保持稳步上升。
然而,即便如此,电解铝产业的发展过程中依旧存在着许多问题,例如资源利用率无法提高,这与电解铝的生产方式有很大关系,电解池尾部排放的烟气以及冶炼过程中的废渣无法得到有效利用,如果能够将这些问题处理好,那么就可以有效提高资源利用率,减少对环境的负面影响。
电解铝烟气净化系统节电技术分析
电解铝烟气净化系统节电技术分析摘要:电解铝即经由电解工艺得到的铝,这种工艺的使用有效解决了我国对于铝的需求,截至2018年初,我国的电解铝产能已达到4630万吨,并有逐步上升趋势,电解铝的生产也开始向着大规模、大槽化方向发展,但随着电解铝工艺的增加,生产电解铝而形成的烟气也在增加,对我国生态环境产生一定危害,因此必须予以重视。
因此电解铝企业在烟气排放之前势必要对其进行烟气超净排放工艺处理,通过本文中介绍的常用的脱硫工艺,能够有效帮助电解铝的烟气排放得到净化,经过文中的综合对比,可以得出石灰-石膏半干法是目前最优的超净排放控制工艺,在技术条件允许的情况下,应倡导使用。
关键词:电解铝;烟气净化;节电技术;分析引言:随着我国对环保事业的逐渐重视,更加关注电解铝工艺在生产过程中的烟气产出问题,根据国家相关部委近几年出台的“双控”、“阶梯电价”及“双碳”政策要求,电解铝企业面临巨大的降电耗压力。
按照国家发改委、工信部等五部委于2021年10月18日发布的《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》中关于《冶金、建材重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案(2021-2025年)》的要求,电解铝行业在2025年综合电耗(铝液交流电耗)基准水平:13,350 kWh/t-Al,标杆水平:13,000 kWh/t-Al。
而当前国内的电解铝企业的吨铝平均电耗在13,518 kWh左右,距离目标电耗差距较大。
一旦在规定期限内未完成既定吨铝综合电耗目标,企业将面临高额的电费支出,甚至影响企业的生存。
1.分析电解铝的原理1.1分析电解铝的原材料电解铝生产的原材料主要是包括了以下几种:一是原料,既氧化铝,其熔点和沸点非别为2050、3000℃,具有极佳的流动性,可溶于水晶石熔体,不溶于水;二是熔剂,即氧化盐,主要包括氟化铝、氟化镁、氟化钠、氟化钙、水晶石等;三是阳极材料,也就是预焙炭块。
1.2分析电解铝的生产原理目前的电解铝生产实践依然是应用冰晶石一氧化铝熔盐电解铝方法进行,用到的生产设备主要是为铝电解槽,化学反应式为2Al2O3+3C固=4Al液+3CO2在电解铝生产实践中,电解槽要长期处在温度偏高,电流、磁场、腐蚀性都较强的生产环境中。
浅谈国内电解铝烟气净化系统的主要问题及改进
2023年 5月上 世界有色金属7冶金冶炼M etallurgical smelting浅谈国内电解铝烟气净化系统的主要问题及改进夏云镇,谢清申,王海涛(邹平县汇盛新材料科技有限公司,山东 邹平 256200)摘 要:本文主要介绍了国内电解铝烟气干法净化系统以及脱硫系统的发展状况及存在的主要问题,并提出了部分改进建议。
关键词:铝电解烟气;净化中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)09-0007-3Discussion on the main problems and improvements of domestic electrolyticaluminum flue gas purification systemXIA Yun-zhen, XIE Qing-shen, WANG Hai-tao(Zouping County Huisheng New Material Technology Co., Ltd,Zouping 256200,China)Abstract: This article mainly introduces the development status and main problems of domestic electrolytic aluminum flue gas dry purification systems and desulfurization systems, and proposes some improvement suggestions.Keywords: aluminum electrolysis flue gas; purify收稿日期:2023-03作者简介:夏云镇,男,生于1981年,山东滨州人,本科,工程师,研究方向:轻金属冶炼。
电解铝生产中需要加入冰晶石、氟化盐等含氟物质,生产中会产生大量的含有氟化物的烟气。
电解铝企业环境污染分析及治理措施
电解铝企业环境污染分析及治理措施以电解铝生产系统为出发点,从生产过程中产生的有害气体、固体废弃物和污水等三个方面阐述了电解铝企业污染物产生机理和污染现状。
着重指出有害氣体和高危有害废槽衬等固体废弃物对环境破坏的严重性,有针对性地给出了电解铝企业治污的措施。
标签:电解铝;环境污染;生产系统;治理措施目前,我国电解铝年产量已经突破2400万吨,居世界首位,且电解铝年产量仍以10%的速度递增[1]。
在电解过程中,多种氟化盐在高温作用下熔融为电解质,氧化铝与电解质在电流作用下析出金属铝,而电解质中的氟化盐发生化学反应生成氟化氢,氟化碳和氟化硅等氟化物气体,这些气体氟化物是电解铝生产过程中的特征污染物,若不加以控制和净化会对空气造成严重的污染[2-3]。
同时,在电解过程中会造成部分氟化物粉尘飞扬,这些氟化物随烟气排放一定程度地污染周围环境。
另外,电解铝企业在生产过程中会产生大量的固体废弃物,如废槽衬、碳渣、生活垃圾等,这些固体废弃物对于企业周围环境污染也起着促进作用。
鉴于此,作者根据多年工作经验对电解铝企业污染源进行分析,并给出有针对性的治理措施。
1 电解铝污染物分析1.1 电解铝生产系统在电解铝生产过程中,以碳素体和铝液分别作为阳极和阴极,在直流电和950℃~970℃作用下,碳素阳极与氧发生反应生产一氧化碳和二氧化碳而不断消耗,故需要对碳素阳极进行定期补充;阴极产物为铝液,铝液从电解槽内通过出铝抬包抽出进入混合炉和铸造机制成铝锭。
在电解过程中,电解槽中会溢出大量的氟化物气体、氟化物粉尘、二氧化硫和其他粉尘颗粒,这些产物是电解铝企业主要污染物。
资料显示,电解铝企业氟化物污染物产率为20~35kg/t-Al,且电解铝企业中的99%以上的污染物均在电解铝过程中产生。
电解铝生产系统流程和污染物产生过程见图1所示。
1.2 污染物分析(1)有害气体污染,电解铝企业环境污染最主要的因素便是电解铝生产过程中产生的有害气体。
铝电解烟气脱硫现状与趋势
铝电解烟气脱硫现状与趋势王俊青,周云峰,李昌林,张芳芳,汪艳芳,罗丽芬,张芬萍(中铝郑州有色金属研究院有限公司,河南 郑州 450041)摘 要:中国电解铝产量占世界总产量的一半以上,已连续多年位居世界第一,铝电解过程中会产生大量烟气,二氧化硫是铝电解烟气的主要污染物,铝电解烟气脱硫就成为必然趋势。
目前,由于铝电解烟气中二氧化硫浓度低、烟气量大而使得电解铝烟气脱硫非常困难,还没有形成脱硫效果理想的、工艺成熟的、能大规模应用的工业化脱硫技术,很多脱硫技术基本都处于研发试验阶段。
本文介绍了铝电解烟气脱硫的现状、烟气脱硫方法以及目前在电解铝烟气脱硫中常用的脱硫方法,为以后的电解铝烟气脱硫提供借鉴和参考。
关键词:铝电解;烟气;脱硫;方法中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)09-0001-2Current Situation and Trend of Flue Gas Desulfurization in Aluminum ElectrolysisWANG Jun-qing, ZHOU Yun-feng, LI Chang-lin, ZHANG Fang-fang,WANG Yan-fang, LUO li-fen, ZHANG Fen-ping(Zhengzhou nonferrous metals Research Institute Ltd of Chalco,Zhengzhou 450041,China)Abstract: China's production of electrolytic aluminium accounts for more than half of the world's total output, and has ranked the first in the world for many years. A lot of flue gas will be produced in the process of aluminium electrolysis. Sulfur dioxide is the main pollutant in the flue gas of aluminium electrolysis, and the desulfurization of aluminium electrolytic flue gas will become an inevitable trend. At present, because of the low concentration of sulfur dioxide in the flue gas of aluminium electrolysis and the large amount of flue gas, it is very difficult to desulfurize the flue gas of aluminium electrolysis. There is no industrial desulfurization technology with ideal desulfurization effect, mature technology and large-scale application. Many desulfurization technologies are basically in the stage of research and development. In this paper, the status quo of flue gas desulfurization in aluminium electrolysis, the methods of flue gas desulfurization and the common desulfurization methods in flue gas desulfurization of aluminium electrolysis are introduced, which can provide reference for future desulfurization of aluminium electrolysis.Keywords: Aluminum electrolysis; Flue gas; Desulfurization; Method中国电解铝业工业经过60多年的发展,整体技术水平已达到国际先进。
电解铝生产中烟气处理与余热利用探讨
74Metallurgical smelting冶金冶炼电解铝生产中烟气处理与余热利用探讨魏迎辉(山西兆丰铝电有限责任公司,山西 阳泉 045200)摘 要:电解铝这个过程本身的能量利用率不高,再加上烟气也会带走相当一部分的热量,从而导致损失的热量较多,因此,我们要尽可能地将烟气所带走的热量回收利用,以达到节能环保的目的。
本文则通过详细的分析电解铝生产过程中产生的烟气特点,论述了如何尽可能地充分利用烟气余热这部分的能量,以期将来得到更好的发展。
关键词:电解铝;烟气处理;余热利用中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)11-0074-2 收稿日期:2020-06作者简介:魏迎辉,男,生于1973年,汉族,河北辛集人,研究生,轻金属冶金高级工程师,研究方向:铝冶金、电力。
随着科技的日益进步,以及对节能环保这方面的重视,电解铝生产中烟气处理与余热利用也随之出现了能量利用率低的问题,那么如何尽可能地将电解铝生产过程中产生的烟气余热的能量利用率提高就成为了我们必须要解决的问题,电解铝是重要并且常见的一种能源,只有对其深入研究发现问题、解决问题那么该能源,能够保持长期的发展,有着长远的未来。
1 提高电解铝能量利用率的意义当今世界总体上能源形势日益严峻,节能环保已经在世界上达成了共识。
因此将各种能源的利用率提高,也就成为了对节约能源这一方面的一种不可或缺的因素。
然而,电解铝过程中能量利用率仅在50%左右,造成了大量热空气的排放,这样既造成了能源的大量损失,也使得环境被污染。
因此,对于电解铝生产中烟气处理与余热利用这一问题,我们一定要将其重视起来,尽可能地提高电解铝生产过程中产生的烟气余热的能量利用率,并将其高效地应用在人们生活中的其他方面。
2 对于电解铝生产过程中所存在的污染要知道大多数的化学反应都伴随着一定的污染,电解铝也不例外,在电解铝生产过程中,其所产生的固体废物、气体废物、液体废物,这些都会对环境造成很大的损害。
关于铝电解槽烟气净化研究
关于铝电解槽烟气净化研究摘要:在电解铝厂的生产过程中,氟化盐作为铝电解的溶剂并且是电解铝不可或缺的成分之一,而高温使氟化盐与水发生水解反应后产生的氟化氢气体,是电解铝过程中产生的主要污染物。
目前,预焙槽在生产过程中的吨铝排氟量一般为16~15kg。
从电解槽排出的如此大量的含氟烟气对人体健康、车间环境和周围大气质量,都有着极大地危害,因此,国家规定了严格的排放标准,这些烟气必须经过治理才能排放。
目前,国内外均采用干法净化技术来治理电解槽排出的含氟烟气,利用氧化铝吸附烟气中的氟化氢,净化烟气中的有害物,控制氟化物排放量,以达到国家环保排放标准,减少对周围环境的污染。
关键词:干法净化;湿法净化前言采用氧化铝吸附含有氟化氢烟气的干法净化技术,是一种高效、经济、先进、成熟的烟气净化技术,目前在世界上广泛应用于电解铝厂的电解槽含氟烟气的治理(尤其是采用预焙槽的电解铝厂)。
近年来,国内外的各种电解烟气净化技术虽然不尽相同,但是其基本原理和流程却差别不大。
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-氧化铝溶体为电解质,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,由于氧化铝含税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: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。
在两种产物排放量取决于阳极效应的频率,阳极效应延续时间。
说明:类别1代表侧插槽;类别2代表上插槽;类别3代表预焙槽2 铝电解烟气净化主要有湿法净化和干法净化回收两种。
电解铝厂烟气处理工艺
电解铝厂烟气处理工艺随着工业化的发展,电解铝厂的烟气处理变得越来越重要。
烟气处理工艺的目的是减少废气中的污染物排放,保护环境和人类健康。
本文将介绍电解铝厂常用的烟气处理工艺,包括湿法烟气处理和干法烟气处理。
一、湿法烟气处理湿法烟气处理是一种常见的烟气处理工艺,它通过将废气与液体接触来去除污染物。
其中,常用的湿法烟气处理工艺包括吸收、洗涤和吸附。
1.吸收吸收是湿法烟气处理的关键步骤之一。
在吸收过程中,废气与液体接触,污染物被液体吸收并转移到液体中。
常用的吸收剂包括碱液、酸液和氧化剂。
吸收剂的选择取决于废气中的污染物种类和浓度。
2.洗涤洗涤是湿法烟气处理的另一个重要步骤。
在洗涤过程中,废气通过喷淋装置与液体接触,通过液体的冲刷和冲击作用,去除废气中的固体颗粒和液滴。
洗涤液中常添加表面活性剂和分散剂,以增强洗涤效果。
3.吸附吸附是湿法烟气处理的补充工艺。
在吸附过程中,废气通过填充床层或活性炭床层,废气中的有机物和重金属等污染物被吸附到填充物或活性炭表面。
吸附剂的选择取决于废气中污染物的性质。
二、干法烟气处理干法烟气处理是另一种常见的烟气处理工艺,它通过干燥和吸附来去除污染物。
干法烟气处理适用于废气温度较高或湿度较低的情况。
1.干燥干燥是干法烟气处理的关键步骤之一。
在干燥过程中,废气通过干燥装置,废气中的水分被蒸发和除去。
常用的干燥装置包括旋风分离器和冷却器。
2.吸附吸附是干法烟气处理的核心工艺。
在吸附过程中,废气通过填充床层,废气中的污染物被吸附到填充物表面。
常用的吸附剂包括活性炭和分子筛等。
三、烟气处理设备除了上述的湿法烟气处理和干法烟气处理工艺,电解铝厂还需要配备一些烟气处理设备,以确保烟气处理的效果。
1.除尘器除尘器是烟气处理的关键设备之一,它用于去除废气中的固体颗粒物。
常用的除尘器包括静电除尘器、布袋除尘器和湿式电除尘器等。
2.脱硫装置脱硫装置是用于去除废气中的二氧化硫的设备。
常用的脱硫装置包括湿法脱硫装置和干法脱硫装置等。
浅析提高电解铝烟气净化效率的途径
23 图件检 查 .
图 目录中图号 、顺序号 、比例 尺是否符合标准要求 ;
检 查 电子 文 档 登 记 表 填 写 的 内 容 是 否 与 电子 文 档 一
致。 和存档文件是否一致 ,是
( 若无附图可省略) 一附表 目录( 若无附表可省略) 附件 目录 ( 无 附 件 可 省 略 ) 正 文 参 考 文 献 _ 内容 摘 若 一 ÷
要一分发单位 制印标签。
附表类 :封 面一 扉 页一 目录一 附表 内容
使用 ,所附系统库 、字库等相关文件完整齐全 ,使用
3 结语
成果地质资料是国家的宝贵财富,是 国民经济建 设的基础信息 ,是地质工作的物质表现 ,是地质工作 成果 的体现 ,是广大地质工作者劳动的结晶和历史记 录 ,是进一步部署地质工作 的重要依据 ,是地质工作 服务社会的主要载体 ,因此 ,对它的验收要严肃 、 认 真 、细心 、负责 ,确保每一份资料正确无误地入库。
端设有多叶阀门,以控制和调节烟气量的大小。
3 影响 电解 烟气 干法净化效率的因素分析
3 1 集气 效率 .
入 地下 烟道 ,在地 下烟 道 与加入 的新鲜 氧化 铝充 分混 合 反应 ,吸附烟气 中的氟化 氢气 体 ,完 成第 一次 吸 附 反应 。载氟 氧化铝 和净 气通 过脉 冲 布袋 除尘 器进 行气 固分离 ,分 离后 的载氟 氧化 铝通 过 风动 溜槽 ,一 部分 进 入气 力提 升机 ,提升 至载 氟氧 化 铝贮仓 ,经超 浓相 输 送 系统供 电解 生产使 用 ,一部 分进 入地 下 烟道 与烟 气进行 第二 次吸 附反应 。净气 由主排烟机 送 至 7m高 0
铝电解生产的烟气净化技术综述
铝电解生产的烟气净化技术综述铝电解生产的烟气净化技术综述【摘要】在铝电解生产中,做好烟气净化系统运行中的维护与管理, 可以提高净化效率, 减少吨铝氟排放量, 降低铝电解中氟化盐的消耗量。
可以提高除尘效率, 减少氧化铝的飞扬损失,降低生产过程向环境中排放的污染物数量, 降低对大气环境的污染, 其实质也就是减少了能源的消耗, 提高能源利用率, 实现经济效益和环境效益的“双赢”, 具有节能减排的实际意义。
本文阐明了电解烟气的基本特征,分析研究了铝电解生产的烟气净化技术。
【关键词】铝电解烟气净化技术中图分类号:P618.45 文献标识码:A 文章编号:在铝电解生产中, 以冰晶石-氧化铝熔体为电解质, 以炭素材料为电极进行电解。
在阴极上析出液态的金属铝, 在阳极上产生以CO2为主的阳极气体, 同时还散发出氟化物和粉尘等污染物, 它们与阳极气体统称为电解烟气。
弥漫在电解车间内部的电解烟气使劳动条件恶化, 影响生产工人的身体健康。
电解烟气扩散到厂区周围, 会对大气环境造成经常性污染。
因此, 必须对电解烟气进行治理, 这样既可保护环境, 又可回收氟化盐和AI2O3, 降低生产成本。
一、电解烟气的基本特征1、电解铝的工艺介绍采用霍尔-埃鲁法(冰晶石一氧化铝熔盐电解)生产铝已有100 年的历史, 即电解槽导入强大直流电, 氧化铝、氟化盐在950℃左右高温条件下熔融(电解质) , 电解质在电解槽内经过复杂的电化学反应, 氧化铝被分解, 在槽底阴极析出液态金属铝, 阳极释放阳极气体。
2、铝电解烟气的产生在400-600℃温度下, 氧化铝中仍可含有0.2%-0.5% 的水分。
电解铝生产过程中, 高温条件下氟化盐与水发生水解反应后产生的氟化氢气体是电解铝过程中产生的主要污染物。
铝电解时散发主要的氟化物有:(1)熔融电解质蒸气, 主要是Na3AIF6、NaAIF4 和AIF3。
在低于920℃时, Na3AIF6 分解成亚冰晶石( NaAIF4) 与AIF3。
浅谈电解铝中的烟气净化余热利用技术
绿色能源G reen energy浅谈电解铝中的烟气净化余热利用技术段呈玺,刘 颖,杨 娟(青海西部水电有限公司,青海 民和 810800)摘 要:电解铝生产环节会产生大量的污染物,会对生态环境造成十分严重的影响。
本文从电解铝生产造成的污染现状入手,对常见的烟气净化方法及烟气净化余热利用技术等方面的内筒展开分析。
关键词:电解铝;烟气净化;余热利用技术中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2018)15-0031-2Discussion on waste heat utilization technology of flue gas purification in electrolytic aluminumDUAN Cheng-xi, LIU Ying, YANG Juan(Qinghai Western Hydropower Co., Ltd., Minhe 810800,China)Abstract: Electrolytic aluminum production will produce a large number of pollutants, which will have a very serious impact on the ecological environment. This paper starts with the status of pollution caused by electrolytic aluminum production, analyzes the common flue gas purification methods and waste heat utilization technology of flue gas purification and so on.Keywords: electrolytic aluminum; flue gas purification; waste heat utilization technology在能源领域中,电解铝是重要且常见的一种能源,该能源若想要得到长期的发展,就必须更深入地研究能源生产过程中的节能技术,提高能源利用率。
铝电解制备技术的研究及发展趋势分析
铝电解制备技术的研究及发展趋势分析随着工业现代化的不断发展,铝制品作为一种广泛使用的材料,越来越受到人们的关注。
铝制品包括铝型材、铝板、铝箔等等,这些产品的制造离不开铝原料。
铝原料的生产源于铝电解制备技术,因此,铝电解制备技术的研究和发展一直是热门领域。
本文将从铝电解制备技术的原理和特点入手,探讨其研究现状,并分析其未来的发展趋势。
一、铝电解制备技术的原理和特点铝电解制备技术,即通过电解法将铝矾土或氧化铝转化为铝金属。
其原理是利用电解槽中的电解质(Na3AlF6和Al2O3)的电解过程,将氧化铝还原为铝金属。
在这个过程中,铝电解槽的温度、电流密度、电解质成分等因素都会对铝的电解速率和铝的纯度产生影响。
铝电解制备技术的特点是占有铝金属生产的绝对优势,可以制造出高纯度和高质量的铝金属,并且可以通过改变生产过程控制铝金属的氧化层,从而控制其表面的性质和形态。
同时,铝电解制备技术的净能耗低,能源利用率高,是一种相对环保的工艺。
二、铝电解制备技术的研究现状(一)电解槽的结构电解槽的结构是铝电解制备技术的一个重要研究方向。
目前主要有三种电解槽结构:平面电解槽、不对称电解槽和锂电解槽。
不同的电解槽结构会对铝电解的速率、纯度和能耗产生不同的影响。
平面电解槽是使用最早、最广泛的电解槽结构,铝电解反应直接在电解槽底部进行。
不对称电解槽是一种改进的电解槽结构,通过改变电解槽的形状和电流分配,使反应在电解槽底部和上部均匀进行,提高铝的纯度和减少能耗。
锂电解槽是一种新型电解槽,利用负极材料锂代替铝电解质,将铝在锂电解槽的底部和顶部反应,能耗和铝的纯度得到了进一步提高。
(二)电解质的研究电解质的研究是铝电解制备技术的另一个重要研究方向。
目前主要有两种电解质:Na3AlF6和Na3AlF6-CaF2。
Na3AlF6是电解制备铝金属的主要电解质,但其有一定的毒性,对人体和环境有一定的伤害。
Na3AlF6-CaF2是一种新型的电解质,在提高铝金属纯度和减少能耗的同时,还具有环保、安全的特点,因此,被广泛地研究和应用。
关于提高电解铝烟气净化效率的探讨
电解 铝烟气净 化采用 氧化铝作为 吸附剂 。 根据理论 计算及考 虑到 国内氧化 铝的实 际情 况。 我们可 以得知 生产一 吨铝 需要净化 用氧 化铝 1 . 3 -1 . 9 5 吨。 为 保 证净化 效率 , 在 实际设 计及运 行 中 , 还 需要加 入一 定量 的载氟 氧化铝 加入 到循 环 使用 , 使 固气 比达 到合 理范 围 。 但是 现在存 在 如下几 点 问题
由于 目前 电解铝 厂的粗放 型管理模 式尚未完 全改变 , 因此在对 电解槽进 行 操 作的 时候会 出现 不按 照操作规 程 的情况 , 导致 电解槽 密封 效果 差 , 达不 到设
计值 , 集气 效果 差 。
2提 高净 化 效率 意义 及措施 2 . 1提 高净 化效率 的意义 先进的干法 净化技 术是减少污 染物排 放的有力保 障。 为 了使烟气 排放达 到 《 铝 工业污染 物排放 标准 》 中对于 氟化物及 粉尘浓度 的 的要 求 , 就 要求 我们烟气 净化 系统 必须 提高 净化 效率 。
( 1 ) 氧 化铝 粉末 化严 重
电解铝主要污染物——氟化氢的排放由经烟气净化系统净化后的有组织 排放和天窗的无组织排放两部分组成。 国际上通常采用“ 吨铝排氟量” 这个指标
来衡量 一个 电解 厂 的环 保水 平 。 国 际工程 通常 采用世 界上 最严格 P ARC O M标 准作 为设 计保证 值 该 标准规 定 ; 新建 电解铝厂 吨铝排 氟最应低 于0 . 6 k g / t . A l 。 通 过计 算可 知 , 天窗 的排放量 远大 于烟 气净化 系统 的排放量 , 是影 响 电解铝 厂
氟化物排煮总薰的主要因素。 以某4 0 0 k A 铝电解槽为例 :
浅谈电解铝行业现状分析及环保优化发展对策
浅谈电解铝行业现状分析及环保优化发展对策摘要:随着我国经济社会的快速发展和铝消费量的不断增加,近年来我国电解铝工业发展越来越快,其产量和消费量持续呈现上升趋势。
然而,随着该行业的蓬勃发展,也会带来严重的环境污染问题。
因此,如何利用清洁能源、节能新技术和先进环保技术,实现电解铝工业的绿色发展是当前工作的重中之重。
本文分析了我国电解铝工业的现状及面临的环境保护问题,提出了优化发展电解铝工业环境保护的建议,以期对电解铝工业的发展有所帮助。
关键词:电解铝行业;现状分析;环保优化环境保护是我国现阶段面临的主要问题之一。
在大力发展工业的同时,我们应该更加重视环境保护。
接下来将从环境保护的角度对我国电解铝工业的可持续发展提出对策和建议。
1电解铝行业现状分析1.1产量分布情况在“碳中和”、“碳达峰”的大背景下,2017年国家开始实施电解铝行业供给侧配套改革,将电解铝引入产能过剩行业,严格控制电解铝新增产能规模,国内电解铝产能上限约为4,500万吨。
近年来,许多地方都要求环保政策和重点地区实施减煤政策。
二零一九年,中国电解铝产能逐步从山东、河南向云南、广西、四川等清洁能源丰富地区转移。
但目前,中国电解铝生产仍主要集中在山东、新疆和内蒙古。
截至2021年底,这三个地区的总产能达到全国总产能的47%。
1.2行业竞争激烈近年来,随着我国电解铝行业的不断发展,企业之间的竞争越来越激烈,电解铝企业面临着巨大的压力。
因此,要想在市场中脱颖而出,就必须寻找新的策略,积极优化产能,将绿色电力供应提上日程。
五年来,中国电解铝行业以高质量产业发展为总体目标,努力践行节能环保的发展理念,坚持低碳、绿色、高效,实现电解铝环保措施不断强化,生产能耗不断降低,绿色电解铝生产比重逐年提高。
然而,要想在行业中保持可持续的竞争优势,仍然需要不断发现行业发展中的问题,并根据问题不断改进和创新。
1.3行业存在差距与世界上一些发达国家相比,我国电解铝工业还存在一定差距。
铝电解烟气净化
近年来国内电解铝企业的盲目扩张,产能过剩严 重,在经济危机来临,需求大幅下降的情况下一批企 业破产倒闭已不可避免。企业间竞争加剧,由于电解 铝行业的规模效应,行业集中度有望进一步提高。资 金雄厚,在行业中处于龙头地位的央企更容易得到国 家的支撑,将成为这波行业洗牌过程中最大的赢家。
2AlF3+3H2O=Al2O3+6HF ↑
2NaF+H2O=Na2O+2HF↑
第10页,本讲稿共87页
✓ 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。这二种产物排放量取决于阳极效应的频 率,阳极效应延续时间。
名称
数量
Kg/T-AL
第18页,本讲稿共87页
四、烟气净化方法
❖ 铝电解烟气净化工艺主要有湿法净化和干法净化回收两种。 (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。
铝电解烟气净化
第1页,本讲稿共87页
培训内容
第一部分 工艺篇 ❖ 电解铝行业形势分析 ❖ 烟气净化产生的背景 ❖ 烟气收集系统 ❖ 烟气净化方法 ❖ 电解烟气干法净化工艺 ❖ 除尘装置介绍
第2页,本讲稿共87页
培训内容
第二部分 技术规范篇 净化操作规程介绍
环境相关法律法规
第3页,本讲稿共87页
第一部分 工艺篇
第26页,本讲稿共87页
❖ 氧化铝分粉状氧化铝和砂状氧化铝。 ❖ 特性见下表:
粉状 氧化
铝
真比重 比表面 g/cm3 积m3/g
铝电解烟气脱硫技术方案
铝电解烟气脱硫技术方案一、引言铝电解工业是铝生产过程中的关键环节,对于全球铝供应具有重要影响。
然而,铝电解过程中产生的烟气含有大量的硫氧化物(SOx),如果不经处理直接排放到大气中,会对环境和人类健康造成严重影响。
因此,研究和应用烟气脱硫技术对于铝电解工业的可持续发展具有重要意义。
烟气脱硫技术是一种通过化学反应将烟气中的硫氧化物转化为硫酸盐或其他形式,从而降低其危害性的技术。
这种技术的应用不仅有助于减少大气中的硫氧化物含量,改善空气质量,还能为企业节省因超标排放而面临的罚款和法律责任。
本文旨在探讨铝电解烟气脱硫技术方案的设计、实施及效果评估,以期为铝电解工业的环保治理提供理论和实践指导。
二、铝电解烟气成分及危害铝电解烟气是铝电解过程中产生的废气,主要成分包括氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气以及硫氧化物、氟化物、粉尘等有害物质。
其中,硫氧化物(主要是SO2和SO3)是烟气中主要的污染物之一,对环境和人体健康具有较大的危害。
硫氧化物的危害主要表现在以下几个方面:首先,SO2和SO3在大气中会氧化成硫酸雾或硫酸盐气溶胶,是环境酸化的重要前驱物,可导致土壤酸化、水体酸化、农作物减产等;其次,硫氧化物还会对人体健康造成危害,长期吸入可引起呼吸道疾病、心血管疾病等;此外,硫氧化物还会对生态环境造成破坏,如导致森林退化、生物多样性减少等。
为了减少铝电解烟气对环境和人体健康的危害,各国纷纷制定了严格的烟气排放标准及法规要求。
例如,我国《大气污染物综合排放标准》规定了铝电解烟气中硫氧化物的排放限值,要求企业采取有效的脱硫措施,确保烟气达标排放。
三、烟气脱硫技术原理及分类烟气脱硫技术的基本原理是通过向烟气中添加脱硫剂,使脱硫剂与硫氧化物发生化学反应,生成硫酸盐或其他稳定的化合物,从而达到脱除硫氧化物的目的。
根据脱硫剂和脱硫产物的状态,烟气脱硫技术可分为干法脱硫技术、湿法脱硫技术和半干法脱硫技术。
1.干法脱硫技术:该技术采用固态的脱硫剂与烟气中的硫氧化物反应,生成固态的硫酸盐。
铝电解生产的烟气净化技术综述
铝电解生产的烟气净化技术综述【摘要】在铝电解生产中,做好烟气净化系统运行中的维护与管理, 可以提高净化效率, 减少吨铝氟排放量, 降低铝电解中氟化盐的消耗量。
可以提高除尘效率, 减少氧化铝的飞扬损失,降低生产过程向环境中排放的污染物数量, 降低对大气环境的污染, 其实质也就是减少了能源的消耗, 提高能源利用率, 实现经济效益和环境效益的“双赢”, 具有节能减排的实际意义。
本文阐明了电解烟气的基本特征,分析研究了铝电解生产的烟气净化技术。
【关键词】铝电解烟气净化技术在铝电解生产中, 以冰晶石- 氧化铝熔体为电解质, 以炭素材料为电极进行电解。
在阴极上析出液态的金属铝, 在阳极上产生以CO2为主的阳极气体, 同时还散发出氟化物和粉尘等污染物, 它们与阳极气体统称为电解烟气。
弥漫在电解车间内部的电解烟气使劳动条件恶化, 影响生产工人的身体健康。
电解烟气扩散到厂区周围, 会对大气环境造成经常性污染。
因此, 必须对电解烟气进行治理, 这样既可保护环境, 又可回收氟化盐和AI2O3, 降低生产成本。
一、电解烟气的基本特征1、电解铝的工艺介绍采用霍尔- 埃鲁法(冰晶石一氧化铝熔盐电解)生产铝已有100 年的历史, 即电解槽导入强大直流电, 氧化铝、氟化盐在950℃左右高温条件下熔融(电解质) , 电解质在电解槽内经过复杂的电化学反应, 氧化铝被分解, 在槽底阴极析出液态金属铝, 阳极释放阳极气体。
2、铝电解烟气的产生在400-600℃温度下, 氧化铝中仍可含有0.2%-0.5% 的水分。
电解铝生产过程中, 高温条件下氟化盐与水发生水解反应后产生的氟化氢气体是电解铝过程中产生的主要污染物。
铝电解时散发主要的氟化物有:(1)熔融电解质蒸气, 主要是Na3AIF6、NaAIF4 和AIF3。
在低于920℃时, Na3AIF6 分解成亚冰晶石( NaAIF4) 与AIF3。
(2)气态氟化物主要是HF, 因为在原料中含有水分, 或电解液暴露面与空气中水分发生下述反应:2Na3AIF6+ 3H2O= AI2O3+ 6NaF+ 6HF ↑2AIF3+ 3H2O= AI2O3+ 6HF ↑(3)在接近发生阳极效应时, 产生CF4 与C2F6,含量占1.5%-2% , 在阳极效应时高达20%-40% 。
电解铝企业环境污染分析及治理措施
电解铝企业环境污染分析及治理措施电解铝是一种重要的工业产品,广泛应用于建筑、交通、包装等领域。
然而,电解铝企业在生产过程中却会产生大量的环境污染物,给周围环境带来严重的影响。
本文将重点分析电解铝企业环境污染的现状和治理措施。
一、电解铝企业环境污染现状1.废气排放电解铝企业在生产过程中,会产生大量废气。
主要包括氢气、氮气、氯气、二氧化碳等。
其中,氯气是一种非常有毒的气体,容易对周围环境造成污染,损害人体健康。
2.废水排放电解铝企业会产生大量废水,其中包括有机废水、无机废水、重金属废水等。
这些废水中含有大量的氯化铝、氢氧化铝等物质,容易对周围水资源造成污染。
3.固体废弃物排放电解铝企业还会产生大量固体废弃物,包括氧化铝、硫酸铝渣、有机垃圾等。
这些固体废弃物如果处理不当,会对周围的环境和生态造成破坏。
二、治理措施1.废气治理电解铝企业可以采用吸收、化学反应等技术将废气中的有害物质去除。
同时,也可以设置排气管道,将有害气体排放到高空中,减少对周围环境的影响。
2.废水治理电解铝企业可以采用化学沉淀、生化处理、离子交换等技术将废水中的有害物质去除。
同时,也可以设置循环利用系统,减少对水资源的消耗和污染。
3.固体废弃物治理电解铝企业可以采用资源化利用和无害化处理等方法,将固体废弃物转化成资源,例如将氧化铝用于建材、水泥等生产中,将有机垃圾用于发电等。
三、总结电解铝企业环境污染对周围环境和生态造成严重影响,需要采取一系列的治理措施来减少污染。
在治理中,技术创新也是非常重要的一环,只有不断推动技术创新和进步,才能更有效地完成治理任务,保护生态环境。
同时,政府应该加强监管,建立完善的法规和制度,促进企业的环保行动。
只有全社会共同努力,才能营造一个良好的环境。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电解铝烟气净化技术的发展与展望分析
发表时间:2019-09-02T11:40:40.900Z 来源:《基层建设》2019年第16期作者:吴雪
[导读] 摘要:电解铝烟气中含有很多的温室气体,甚至有部分足以致命的含量存在,所以人们一直十分重视电解铝烟气净化技术,本文通过对比当前电解铝烟气净化技术与之前的不同,来分析电解铝烟气技术未来的发展。
十一冶建设集团有限责任公司 542007
摘要:电解铝烟气中含有很多的温室气体,甚至有部分足以致命的含量存在,所以人们一直十分重视电解铝烟气净化技术,本文通过对比当前电解铝烟气净化技术与之前的不同,来分析电解铝烟气技术未来的发展。
关键词:电解铝烟气技术;氟化物;排放量
引言:
当今世界,由于环境问题频发,在当前的社会之中,一些能耗较高且污染严重行业要么在进行产业升级,要么在对自身的工艺进行强化。
由于电解铝烟技术多被应用于能耗高、污染大的行业,所以相关人员对其净化技术的发展做出了无数突破,目前有多种净化技术,在当今电解铝烟气净化方面取得了不错的成果。
一、电解铝烟气净化技术
电解铝主要是靠着冰晶石一氧化铝为电解质,以碳阳极、阴极为电极进行电解反应,电解铝生产中排出的废气主要是以二氧化碳和氢氟酸气体为主的气-固氟化物等。
二氧化碳是一种温室气体,是造成全球气候变暖的主要原因。
而氟化物中的四氟化碳和六氟乙烷,其温室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍,并且会对臭氧层造成不同程度的影响。
氢氟酸则是一种剧毒气体,通过皮肤或呼吸道进入人体,仅需1.5g便可以致死。
所以电解铝当中产生的废气危害十分巨大,必须经过净化处理,只有这样才能够对其危害进行有效防治。
二、电解铝烟气净化技术分析
电解铝烟气净化技术当中较为重要的环节就是关于除尘器和反应器的技术,当前国际上较为先进的就是净化技术持有者分别在法国和挪威,他们占据了国际上关于电解铝烟气净化市场八成左右的份额,同时在该方面还有一些其他的技术。
(一)Alstom Abart净化技术
Abart净化工艺主要是通过小型空气提升机直接喷射到灰斗当中,其中滤袋会将大量的新氧化铝进行吸附,循环氧化铝在弧形烟道中经过的时候,会被离心分离下来,随后通过小循环加料的方式,将其加入到单元支烟管内,并且在烟管之内采取一定的措施防止物料沉降。
在气流的均布方面,除尘器每根支管上都有单独的单板阀,除尘器中有导流隔板能够保证气流均匀分布,提高了净化效率。
在这样的操作之下,氢氟酸的排放浓度能够达到0.5mg/N m²,由于采用了脉冲的除尘方式,过滤的面积可以达到1400m²,同时采用管道注射式反应器将氧化铝喷射,具有较低的阻力。
Alstom Abart具有以下优缺点:优点是净化效率可以达到99.7%,同时具有较低的氧化铝破损率;能够增加预分离,减少布袋的负荷;能够进行二次反应,除尘的时候能够有少量的氧化铝结块。
缺点则是反应器内部维修困难;建造的费用较高,同时新的氧化铝喷射不容易实现。
(二)Solios TGT-RI净化技术
TGT-RI技术主要是对净化器添加两级燃料,其中第一级是新鲜氧化铝焦虑在除尘器下方进行,第二级则是在设备内部,将沸腾床上的循环氧化铝通过引射诱导的方式加入到烟气之中,从除尘器中部进入,并且将其均匀进行分配,提高了净化效率。
在布袋的清灰方式方面,除尘器采用缓释脉冲的方法,提高了布袋的清洁程度,同时延长了使用寿命。
在这样的方式之下,氢氟酸排放浓度达到了0.3mg/N
m²,而且过滤的面积也达到了较大的1400-2200m²,反应器主要是通过管道的方式进行反应,反应阻力也较低[]。
TGT-RI技术的优缺点:优点是能够达到99.7%的高净化效率,其次是过滤面积较大,同时有较长的接触时间,更少的能源消耗,而且由于清洁技术的缘故,导致布带的寿命较长,能够达到六到七年,而且氧化铝的破损率也很低。
缺点则是维修困难,同时对于氧化铝的循环控制存在一定问题,内部的钢管磨损严重,消耗量大,设备的建造开支较大。
(三)Solios Virbrair技术
Solios Virbrair主要的工作原理是采用菱形扁袋组合式除尘器,同时运用文丘里反应器技术,吹灰方式则是采用反吹灰,同时在布袋方面,该单元能够单独进行检修,大大加强了检修方面的难度。
而且Solios Virbrair净化技术在氢氟酸的排放方面,达到了0.8-2mg/N m²,文丘里的梵音方式相对来说阻力中等,净化过滤的面积也能够达到1850m²。
Solios Virbrair优缺点都十分明显:首先就是关于该技术的优点,运行效率较为稳定,同时氧化铝磨损率较低,机械的检修简单。
缺点则是反应效率十分一般,占地面积相对较大,在占地上造成较大的困扰。
(四)A-398 Fluidized Bed技术
A-398 Fluidized Bed是沸腾床净化技术,主要是让烟气通过除尘器中的大沸腾床,同时在大沸腾床上有氧化铝料层,这样做的净化效率非常高,但是由于沸腾床的阻力非常大,这就导致了能源消耗方面开支较大。
A-398 Fluidized Bed技术有着非常好的净化效果,关于氢氟酸的排放能够达到0.1mg/N m²,采用沸腾床的净化方式,最终的阻力会非常大,控制起来以及能源消耗方面都是一个比较大的问题。
A-398 Fluidized Bed的优缺点:首先是优点方面,A-398 Fluidized Bed技术进化的效率能够达到99.9%,同时由于极高的净化率,氧化铝的磨损也非常小,而且氧化铝也无需进行循环,工序流程降低。
缺点则是由于沸腾床强大的阻力导致能量消耗较高,过程也非常难以控制,实用性存在一定问题。
(五)VRI喷射技式反应器技术
VRI喷射技式反应器技术是利用垂直径向喷射装置将循环氧化铝以及新氧化铝加入到除尘器前段的进烟口中,能够有效减低氧化铝的破损率,同时能够降低阻力。
VRI喷射技式反应器技术在氢氟酸的排放方面能够达到1-2mg/N m²,净化的面积较低,仅能达到400m²,由于采用普通式喷射的方法,反应的阻力较低。
VRI喷射技式反应器技术具有低氧化铝磨损率,低能量消耗的优点,同时缺点也比较明显,需要定期进行维护,同时反应的效率一般。
(六)Tor bed技术
Tor bed技术在当前时期使用较少,由于在反应器中气体存在的时间较长,所以反应非常充分,反应率也非常高。
对于氢氟酸的排放能
够达到0.3mg/N m²,同时因为使用旋流板进行反应,所以在阻力方面较高,能源消耗相对较大。
Tor bed技术同样存在其优缺点:优点就是能够有较低的压降,同时具有较低的气体流苏,而且能够有较少的氧化铝结块,减少了收集的步骤。
缺点则是对于导流板材的要求比较高,同时结构较为复杂,操作维修存在一定的困难。
(七)SAMI净化技术
SAMI净化技术是我国吸取国外经验自主研发的一种净化技术,主要是通过对电解车间以及喷射进行改造,其中较大的改造就是采用了双烟管系统,一定程度上加强了电解槽器的气体排入,大大提高了效率,同时在喷射方面,使用多点喷射的方式,能够让气体进行足够的接触,而且通过对除尘袋的改进能够让气体接触时间更长,反应更加充分,这就让净化的效果也有一定的增强。
SAMI净化技术在氢氟酸的排放上能够达到0.5-1mg/N m²,过滤面积也能够达到较大的1220m²,同时由于设计的全面性考虑,反应器的阻力也相对较低。
SAMI净化技术的优缺点,首先是优点方面,SAMI净化技术净化效率较高,能够达到99.4%-99.7%,同时具有较低的氧化铝磨损,能量消耗较低。
缺点则是对循环氧化铝的控制较为困难,同时需要定期的清理。
对人工要求较大[]。
三、世界对于电解铝烟气净化技术的要求
由于世界上对于电解铝烟气的净化标准不同,这里主要对其中具有代表性的国家进行叙述。
美国对于电解铝烟气净化的要求是,氟化物排放量不能够超过0.6kg/t-AI(新建预熔),0.8kg/t-AI(现有预熔)。
排放浓度年均不能够超过15mg/m²,日均不能够超过65mg/m。
德国对于氟化物排放的标准是不能够超过0.6kg/t-AI,排放浓度则是不能够超过1.0mg/m。
欧盟对于氟化物排放的标准则是0.4-1.0kg/t-AI,排放浓度则是在1-5mg/m之间。
埃及对于氟化物排放要求则是排放量不能超过1.2kg/t-AI,排放浓度不能够超过20mg/m[3]。
最后是中国。
我国对于排放的标准是0.6kg/t-AI,浓度则是3mg/m,颗粒物排放浓度是20mg/m。
通过上述数据可以发现,发达国家和发展中国家对于标准的设定是不相同的,我国在这些标准上已经接近发达国家的水平[4]。
四、结束语
虽然我国当前电解铝烟气净化技术没有实现质的飞跃,但是假以时日,在我国各项指标的支持以及开拓下,必然会有一个光明的未来。
参考文献:
[1]杨青辰,王尚元.电解铝生产氟化物总量排放控制措施[J/OL].世界有色金属,2019(02):11+13[2019-05-10].
[2]滕飞.浅谈氧化铝、电解铝的冶炼技术及发展动向[J].世界有色金属,2019(01):5+7.
[3]郭福宝.治理电解铝行业环境污染的措施研究[J].世界有色金属,2019(01):25+27.
[4]吴魁,潘永宝,魏志刚,马超,姬涛.电解铝烟气处理措施技术探讨——以某电解铝企业为例[J].绿色科技,2017(08):78-79+81.。