焙烧烟气净化在铝工业中的重要性和意义

　　[摘 要]我国铝工业的高速发展，使电解铝污染物的排放日趋严重，对环境造成了极大的污染。为此，我国对于铝工企业污染物排放的标准与要求也越来越高。为了做好铝工业的节能、减排、降耗工作，采用焙烧烟气净化方法可以有效的吸收烟气中的粉尘、沥青烟、氟化物、SO2，同时提高污染物的净化效率。本文将首先介绍焙烧烟气净化方法中的三种常见净化方法，并阐述电捕焦油器净化法与氧化铝吸附干法净化的结合使用方式，同时探讨焙烧烟气净化方法对于铝工业的重要性与意义， 　　[关键词]焙烧烟气净化、铝工业；重要性；意义 　　中图分类号：X753 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0210-01 　　焙烧烟气净化方法能够有效的降低铝工业企业生产中所造成的环境污染。目前主要使用的焙烧烟气净化方法包括电捕焦油器净化法、氧化铝吸附干法净化、碱液湿洗涤净化法等[1]。其中大多数铝工业企业采用的净化方式是氧化铝吸附干法净化。 　　1.焙烧烟气净化方法 　　1.1 电捕焦油器净化法 　　电捕焦油器净化法是一种最简单的烟气净化方法，其流程也最简单。这种方法可以净化烟气中的粉尘与沥青烟，其净化效率高达90%。然而电捕焦油器净化法无法对烟气中的气态氟化物起到净化作用。 　　1.2 氧化铝吸附干法净化 　　氧化铝吸附干法净化的净化流程也相对比较简单。这种方法的原理是利用氧化铝对烟气中沥青烟与氟的吸附功能，再使用布袋除尘器进行过滤分离。氧化铝吸附干法净化主要以铝电解生产中的原料氧化铝作为吸附剂，对烟气中包括氟化物、沥青焦油等在内的有害成分进行吸附[2]。氧化铝吸附干法净化的主要设备包括：主排烟气机、袋式除尘器、全蒸式冷却塔等。 　　氧化铝吸附干法净化所回收的物料能够完全返回至电解槽进行再利用，因此不存在二次污染的问题。这种方法对于烟气中的粉尘、沥青烟、氟化物均能起到较高的净化作用。氧化铝吸附干法净化的主要缺陷是无法对SO2起到净化作用。 　　1.3 碱液湿洗涤净化法 　　碱液湿洗涤净化法的净化流程更为稳定。这种方法可净化部分的SO2，然而污染物从烟气形态转变为废水形态后，需要设立废水处理系统。该问题导致净化设备的增加，使净化工艺更加复杂，给设备的维护与操作管理均带来了一定的困难。如果废水处理系统存在管理不善等问题，将会导致二次污染。 　　2.电捕焦油器净化法与氧化铝吸附干法净化的结合 　　电捕焦油器净化法与氧化铝吸附干法净化的结合，主要是在净化流程中，新增了氧化铝输送、冷却降温喷淋装置、文丘里反应装置、过滤装置、自动化监测报警装置等设备。同时对高压静电电捕器进行了改造，使其捕捉能力得到提高。在此基础上更增加了蒸汽灭火设备，对阻火装置进行了改造。 　　这种方法的工艺流程如下：高温烟气从焙烧炉出口释放出来后，先经过全蒸式冷却塔，使高温烟气温度下降。当烟气的温度下降至90℃时，烟气中的大多数气态焦油被冷凝，形成液态焦油。通过这种方式使电阻比降低，提高烟气的净化效率。烟气进入文丘里反应器后，将新添加的氧化铝与之充分的接触，这样烟气中的沥青焦油、氟化物就被吸附到了氧化铝的表面上。最后吸附着焦油、氟化物的氧化铝会随着剩余的烟气进入到袋式除尘器，在其中进行气固分离。烟气在净化后，从主排烟风机排放至空气中。分离出来的一部分氧化铝被循环使用，另外一部分氧化铝则在气力提升机与风动溜槽的共同作用下被转送至氟化盐的料仓，根据回收再利用的原则由槽罐车运送到电解车间，在铝工业的生产中继续使用。在长时间的运行过程中，焙烧炉内的一部分焦油会被冷凝，且凝固于烟道内。当焦油遇到明火后，会导致焦油开始燃烧[3-4]。因此，为了避免烟道内焦油燃烧所生成的大量高温气体对设备造成损害，应在烟道内设置旁通烟道与灭火设备。这样，烟气就可以在袋式除尘器、全蒸式冷却塔的检修过程中，通过旁通烟道排至烟囱，最终排入空气中。一旦烟道内部的温度高于250℃，烟气同样可以在不通过主排烟风机的情况下，直接经过旁路烟道后，从烟囱排出。该系统可由PLC自动控制运行。其净化流程图如下。 　　3.焙烧烟气净化方法对于铝工业的重要性与意义 　　电解铝的原料之一是炭阳极制品，其中焙烧是炭素制品生产过程中的重要工序，生制品的焙烧是在焙烧炉内用石油焦粉作为保护介质，在隔绝空气的条件下，根据产品的技术要求，按一定的升温速度进行间接加热到最高焙烧温度（1000―1250℃），炭素制品以沥青作为粘结剂，在焙烧过程中排出以沥青烟为主的焙烧炉烟气，焙烧炉是炭素厂最主要的污染源，其烟气量大，污染物浓度高。 　　炭素制品生产过程中产生的污染物，主要有沥青烟、SO2、含炭粉尘、固体废渣、含粉尘含焦油的废水、噪声等。焙烧烟气净化方法是控制污染物中氟化物排放的有效途径，可以有效的减少氟化物对环境造成的污染。焙烧烟气净化方法加快了粉尘的清除速度，有效的节省了净化的时间，同时减少了铝工业生产中有害的化学污染物的排放，避免了污染物对环境造成的极大污染。焙烧烟气净化方法通过对污染物的回收再利用，在降低污染的同时，使资源得到了充分的利用。 　　铝在电解过程中所排放的主要有害气体是氟化物。目前铝工业企业大多采用氧化铝吸附干法净化对烟气中的氟化氢进行净化。在氧化铝的投料量连续且均匀时，能获得很好吸附效果，提高了烟气的净化效果。相关研究显示，氧化铝吸附干法净化对烟气进行净化后，烟气中氟化物的排放浓度低于2mg/Nm3[5]。该数值低于我国规定的空气污染物的排放标准，说明氧化铝吸附干法净化对于氟化物的净化效果符合我国相关标准的要求。因此这种方法，提高了铝工业企业对烟气中氟化物的净化效果，使企业的污染排放量满足国家的相关排放标准。在实际运行中，这种方法的净化效果良好，同时操作与管理也极为方便，净化率较高。 　　随着焙烧净化技术的进步，电捕焦油器净化法与氧化铝吸附干法净化被有机的结合在一起。通过上述方法的结合，净化过程中，烟气中的颗粒物、沥青烟、氟化物、SO2的排放浓度均低于我国规定的空气污染物的排放标准，使污染物的排放指标得到了进一步的降低。这种结合方法的整体运行效果十分稳定，使铝工业企业的污染物排放量低于国家规定排放标准。由于该系统的密封性与控制精度的有效提高，为焙烧炉的稳定运作提供了更为有利的条件。同时，保证了焙烧炉炉室内的温度控制程序能够根据事前预设的曲线自动运作，使成品的质量得到较大提高，大大降低了企业员工的劳动强度。这种方法同时也能够让电捕焦油器净化法或氧化铝吸附干法净化单独进行运作。例如，在布袋除尘器或电捕焦油器出现故障时，可以单独采用其中一种净化方法，巧妙的避免了因设备故障而引发的烟气排放异常问题。 　　4.结束语 　　综上所述，炭素生产中存在着大量的可变因素，同时烟气的净化方法也在不断的进步。针对焙烧烟气净化方法中存在的一定缺陷，我国对铝工业的烟气净化还有进一步的发展空间，需要不断的深入研究与探索。电捕焦油器净化法与氧化铝吸附干法净化的有机结合，弥补了单独使用电捕焦油器净化法或氧化铝吸附干法净化的不足，使烟气中的氟化物等污染物得到了更好的净化，使铝工业企业实现了污染物排放量的达标。同时这种净化方法有效的提高了烟气的净化效率，节省了大量的净化时间，为铝工业企业带来了一定的经济效益。 　　参考文献 　　[1] 李长珍.浅谈铝冶炼烟气净化余热利用技术[J].科技致富向导，2010，（20）：179-180. 　　[2] 王刚.浅谈焙烧烟气净化中含氟废水的处理[J].青海科技，2011，（6）：31-32. 　　[3] 孟令旗，张明辉，刘晓辉等.铝业含氟、沥青烟气净化回收研究及工程实践[J].环境工程，2001，19（2）：53-54. 　　[4] 王嵩.浅谈PLC在电解精铝烟气净化自动控制系统中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（10）：125-126. 　　[5] 吴超.铝电解烟气净化系统运行中的维护与管理[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（15）：245-246.