王少东

(中电投 宁夏能源铝业公司股份分公司,宁夏 青铜峡 751603)

电解铝生产与大气环境保护
——电解烟气净化效率的提高

王少东

(中电投 宁夏能源铝业公司股份分公司,宁夏 青铜峡 751603)

以青铜峡铝业集团铝电解烟气净化系统为例,分析了铝电解生产中有害烟气产生的机理及其危害,阐述了有效提高烟气净化效率的措施.

铝电解企业在生产过程中产生大量的含氟烟气,其净化处理是铝电解企业的重要环保课题.铝电解烟气干法吸附净化技术能够以较低的反应段固气比获得较高的氟净化效率.使长期困扰我国铝电解工业的烟气污染问题基本得到解决.

1 铝电解生产烟气的产生与危害

1.1 铝电解生产中有害烟气的产生机理

在氧化铝电解生产过程中,会产生大量有毒、有害的烟气.主要成分为:氟化氢、其余为二氧化碳、二氧化硫、四氟化硅、四氟化碳和极少量的固体物质的挥发份等:

预焙槽与早期铝电解槽烟气排放对比情况见表1.

表1 电解铝产生的污染物数量 (kg/t-Al)

1.2 铝电解生产中有害烟气的危害

在人、动、植物体内都含有一定量的氟,但含氟量超过一定限度时,就会对人体健康及动、植物生长造成极大危害.

(1)过量的氟会在人体中富集,从而对人体的健康产生严重危害.如患骨硬化、骨质增生、斑状齿、气管炎、支气管炎等疾病.

(2)动物通过空气、饮水和鲜、干饲料,体内摄入过量的氟,影响动物的生长发育,使动物牙齿磨损加速,患“长牙病”骨骼脱钙,骨质疏松膨大,骨头失去光滑光泽,变得粗糙多孔.

(3)植物通过土壤、水和空气吸收了过量的氟,严重的造成植物枯死,较轻的使植物叶子变黄或生成坏死斑,影响农作物的生长,使之减产或颗粒不收.

铝电解系列生产排氟量相当可观,如不进行有效的净化回收,会对大气环境产生极大的破坏,以每吨铝氟化氢排量为 8kg计算,则

由于铝电解烟气对人类身体健康和农、林、牧、鱼产业都造成危害.因此,必须进一步提高铝电解烟气的净化回收效率,把有害气体对环境的污染降到最低程度.

2 120 kA铝电解干法净化系统

2005年青铝股份公司将 80 kA自培上插电解槽改造为 120 kA预培电解槽,采用干法净化技术对电解生产过程中产生大量的含氟烟气及粉尘进行净化回收.

2.1 电解烟气干法净化原理

电解烟气干法净化原理主要是利用电解生产原料氧化铝作吸附剂,吸附电解烟气中的氟化氢来完成的净化过程.氧化铝吸附氟化氢是由它的性质和吸附规律所决定的.干法净化过程是通过吸附反应原理完成的.氧化铝的孔隙较高,比表面积较大,属两性化合物,对酸性气体(如氟化氢气体)具有良好的吸附性.而氟化氢具有沸点高、化学活性强很容易被氧化铝吸附的特点.吸附反应原理可表示为

2.2 120 kA铝电解干法净化系统简介

青铝股份公司 120 kA铝电解干法净化系统简介如图 1所示.

主除尘器采用 n-PLN-6和 n-PLN-3型号,主要技术参数见表 2.

图 1 120 kA干法净化系统简图

表 2 除尘器的主要技术参数(120 kA)

3 提高电解烟气净化效率的有效措施

(1)正确调整 VR I反应器压缩空气压力,确保新鲜 Al2O3呈流态化状态,从而保证 Al2O3对HF充分吸附.VR I反应器是将Al2O3经供料箱和流态化元件送入空心锥体并均匀喷射的装置,使得氧化铝与烟气在直烟道充分接触吸附.因此在日常运行中需要经常检查反应器内胆的完好情况,并适时根据料量调整风压.

(2)确保烟道负压,及时治理系统泄漏.保证电解槽罩密封,尽量减少开合.同时,密切注意负压变化情况,保证烟气输送管路的密封和主排烟风机的运行状况良好.

(3)用针刺滤气呢料为滤料的除尘器,提高除选尘效率.确定适宜的气固比和布袋压差,同时控制烟气温度避免灼伤布袋,在日常巡检除尘器布袋室时,发现有积料,立即更换破损布袋.

通过采取以上措施,120 kA电解系列排出烟气含氟量一直保持在 1.8～3.8 mg/m3,仅为国家标准 11 mg/m3的 16%～34%,净化效果显著.

4 结 论

(1)电解铝工业产生的氟是一种非常有害的大气污染物,必须采取有效措施加以去除.

(2)铝电解烟气干法净化技术利用电解铝原料—氧化铝的吸附功能,可以对烟气中的氟等有害杂质进行吸收和减排.

(3)通过对整个烟气系统的整体分析,采取有效措施确保管路密封及各系统附件的出力,能有效提高除氟效率.

A

1671-6620(2010)S1-0143-02