技术|电解铝生产中烟气处理与余热利用(上)

发布时间: 2020-11-20 01:01:29 作者:中商

在我国工业飞速发展的今天,电解铝行业得到迅猛发展。传统的电解方法无法满足现如今社会需求,且电解过程中烟气与余热浪费严重,资源得不到有效利用,影响了企业的经济发展。本文立足于当前我国电解铝产业现状分上、下两部分就电解铝生产中烟气处理与余热利用进行探究。供企业参考借鉴。

 



一、电解铝产业现状

电解铝顾名思义就是通过一系列电解反应得到的铝。在现代化工业生产中,通常采用的方法是冰晶石和氧化铝电解法,原料就是冰晶石和氧化铝,一般来说,电解阳极是碳棒,阴极是铝单质,在电解槽中通入强大的电流,在高温条件下,电解槽的两端发生复杂的电化学反应,阳极的碳素不断消耗,从而在阴极产生得到的铝。


反应方程式为:

2Al₂O₃+3C(通电)→4Al+3CO₂↑

阳极:2O-+C-4e-=CO₂↑

阴极:Al+3e-=Al


通常电解铝生产采用上述生产原理,但目前我国电解铝产业快速发展,各种电解铝方法层出不穷。近些年,我国在进行现代化建设的同时,电解铝行业发展趋势始终稳定增长,即便是高速发展,产业化建设中仍然存在不少问题,诸如,电解槽尾端废弃烟气及设备余热利用问题等,只有将这些问题解决好,企业才能实现降本增效。


二、电解过程中烟气处理


(一)废弃烟气的收集

废弃烟气对环境有着较大的破坏,传统的在电解槽下端加集气罩方法虽然操作便捷但是更多的烟气会跑出集气罩,继续对环境造成污染,仍然得不到利用。现下,多数企业采用上部集气的方法,多道收集,合理利用集气罩内的温差,提高了烟气的收集效率。


目前排烟主要利用双管排放,控制电解槽对废弃烟气的排放,在生产过程中,烟气经由主排管道排到电解槽外的排烟支管道,并通过两侧的自动调节设备调节排烟量,既对排烟管道进行有效的保护,平衡管道内压力,也能有效收集烟气,实现收集的目标。收集采用PLC主控制器系统进行操作,采用计算机技术进行管理、监视,节省人力物力,实现收集系统平稳高效运行。


(二)收集烟气的处理

对收集的废弃烟气来说,净化是最有效的处理方式。企业通常采用的是无水净化的方式,该净化方式效果良好且资源利用率高。无水净化是将收集的烟气直接排入净化设备中,使用氧化铝吸收废弃烟气中的污染因素,再通过除尘器将气体和固体分开,最后,直接将净化后的气体排入大气中,达到净化烟气的目的。实际检测中,发现氧化铝有着很好的吸收效果,且对环境不会造成很严重的影响。净化之后,氧化铝吸收的物质作为有效的电解质继续在电解槽中被利用,避免了废弃物和二次污染的产生,实现了资源的有效利用。无水净化也分为以下两种方式:


传统手法:

传统净化工艺的特点是将氧化铝与其他待净化物质放入反应装置中,发生反应后,用布袋将气体与固体分开。该工艺没有很好地利用废弃资源,且大量残留物滞留净化设备中,并不能减少对环境的危害,甚至还会破坏设备,增大系统压力,导致电解槽的电解能力减低。


两端手法:

该净化工艺是在反应器上端三分之一处放置氟氧化铝,用来吸附周围烟气中的废弃氟化物;在反应器内部继续加干燥的氧化铝,吸附上端处残留物,反应后再通过布袋进行气体与固体分离。该工艺效果明显,实现了废弃烟气的最

大化利用。


烟气的处理不仅是出于对环保效益的考虑,同时也是企业降本增效的有效手段。电解铝生产中除了废弃烟气能回收利用之外,余热也能循环利用。下期连载文章中我们再对电解过程中余热的循环利用进行探究,欢迎继续关注!