氧化铝除渣装置在铝电解烟气净化系统的应用

氧化铝除渣装置在铝电解烟气净化系统的应用

王新杰

河南中孚铝业   河南巩义   451200

摘要：随着国家生态文明建设的推进、环境保护政策 逐步完善、环保技术进步，污染物排放标准也在提 高。铝工业 2010 年出台《铝工业污染物排放标准》 ( GB25465－2010) ，2013 年对《铝工业污染物排放标 准》进行了修定，形成《铝工业污染物排放标准》修 改单，在标准中增加大气污染物特别排放限值，铝电 解企业污染物排放标准进一步提高。对于铝电解企 业来说，污染物排放标准的提高，对环保设施的技术 水平、运行稳定性要求更高。环保设施的达标运行 是最基本的要求，也是保证污染物稳定达标排放最 重要的措施之一。

关键词：铝电解; 净化系统; 氧化铝; 运行稳定性; 净化效率

引言

干法氧化铝电解烟气是目前国内外常用的烟气净化方法之一，该原理是以吸收氧化铝为基础，使氢氟从气体到固相，再通过真空吸尘器分离气体， 清除烟雾并清除预焙电解液中的氟氢和粉尘主要通过电解槽收集烟气利用风机负压将烟气引入封闭管道，并在与粉尘分离后与清洁混合气体系统中的氧化铝接触，分离后的固体返回电解液中，清理气体排放，氧化铝质废料堆积在仓库、市场和其他可能造成堵塞的部位，破损的材料，材料不能永久发挥作用，直接影响电解液的净化效果和电解液供应的稳定性，在严重违反环境标准的情况下，电解铝系列产品的安全稳定运行直接影响着电解液净化系统的运行稳定性，而铝的物理特性直接影响着干式净化系统和输送系统的正常运行，影响着污染物排放浓度的满足与否，保证了烟气净化系统的稳定运行，本文介绍了氧化铝在烟气净化系统中存在的问题和解决方法。

1氧化铝超浓相输送原理

超浓相输送是基于物料具有的潜在流化特性来输送。在 目前输送粉末物料的流态化是通过一个多孔气层来完成的。 多孔透气层将输送槽分为上下两部分，上部装有粉状物料，下 部是气腔。当气腔中没有外压时，气体是常态，物料粒子呈静 止状态; 当气腔中有外加压力时，气体通过多孔板，进入上部粉 状物料层，填充粉料层的空隙，当气流达到一定速度时，粉状粒 子之间原有的平衡被打破，同时其体积增大，比重减小，粒子之 间的内摩擦角及壁摩擦角都接近于零，这样粉状物料就成了流 体，利用粉状物料这一特性进行输送即是超浓相输送。

2氧化铝的特性对烟气净化系统的影响

2.1 粒度

氧化铝粒级参数主要有两种，即大于 150 um 和 小于 45 um 的细颗粒所占的百分比。当粒度大于 150 um 的氧化铝的含量超过 2%时，对净化和输料 系统的运行影响不是很明显; 当粒度小于 45 um 的 氧化铝的含量超过 20%时，氧化铝黏度大，容易黏附在除尘器布袋表面及溜槽上部平衡料柱内的布袋 上，使布袋透气性变差，从而使除尘器差压过高、风 动溜槽内氧化铝流动性变差，导致在规定时间内，氧 化铝不能输送到电解槽料箱，电解槽因缺料而效应 频发。粒度较细的氧化铝含量超过 20%时，也使电 解槽料箱在下料时，飞扬增加，从而氧化铝单耗也会 随之增加。

2.2比表面积

氧化铝比表面积的大小直接影响着干法净化系 统烟气中氟化氢气体的吸附效率和对氟的回收 量。中间状和砂状氧化铝中 α－Al2O3含量较少，γ －Al2O3含量相对较多，对晶体而言，砂状氧化铝表面 疏松，微孔较多，安息角较小，比表面积大，其吸附性 较强，对烟气中氟化氢气体的吸附效果较好，氟的回 收量也随之增加。而粉状氧化铝晶体表面紧密，微 孔较少，比表面积小，安息角大，细粒过多，进入净化 系统后大大增加了干法净化系统的负荷，降低了氟 的去除效率，随之减少了氟的回收量，从而使氟的排 放浓度增加，影响公司环保指标的完成，也增加了电 解氟化盐的消耗量。

3氧化铝输送过程中存在的渣料影响输送的问题

在氧化铝的超浓相输送过程中，氧化铝受潮结块形成大颗 粒氧化铝，以及氧化铝生产及运输过程中混入的大颗粒杂质， 在超浓相风动溜槽沸腾板上大量积聚。由于这些大颗粒结块 氧化铝及杂质比重较大，其积聚在料室底部，而超浓相系统的 风压较低，常常吹不动，降低了氧化铝的流动性，严重时造成超 浓相输送系统不能输送氧化铝，影响电解铝生产。目前采用定 期清渣的方法保持氧化铝超浓相输送的稳定性，人工清理增加 了工作量，且在清渣过程中还将带来氧化铝粉料的飘扬，浪费 原料，影响现场管理，进一步还可能会影响环保指标。

4氧化铝对电解烟气净化系统运行的影响

⑴氧化铝粉中的杂物、渣滓会沉积在储仓、溜 槽、反应器喷口及管道等部位，使氧化铝不能正常流 动; 长期堆积造成净化输送系统堵塞，造成断料，直 接影响电解烟气的净化效果和电解槽物料供应的稳 定性。严重时会造成环保排放不达标，威胁到电解 系列的安全稳定运行。 ⑵氧化铝粒度较细，增加了净化系统负荷，减少 氟化盐的回收量; 输料系统平衡料柱内布袋的透气 性变差，输料时间过长。

5采取的措施

(1)加料第一阶段除渣。对于氧化铝粉中的杂质和炉渣，利用杂质、炉渣和氧化铝粉的比重差进行初筛，采用气力将炉渣沉降到贮渣室中。然后使用电动排渣阀，只排渣不漏气。将氧化铝输送过程中的低压输送转化为常压进行二次筛选，完成氧化铝输送和筛选的全过程，双选自动除渣。氧化铝输送第二段除渣。在氧化铝输送过程中，物料通过进料腔输送。在气动送风的作用下，进料腔和沉降腔内的物料处于混合沸腾状态。由于物料中残渣的比例大于氧化铝粉的比例，因此在氧化铝粉物料的正常运输过程中，残渣沉降到沉降室，进入残渣料斗，氧化铝粉在溜槽中正常运输。此外，在第一和第二分离器中，物料处于气料混合沸腾状态，物料中残渣的比例大于氧化铝粉。氧化铝由下至上沸腾，流入溜槽，残渣沉淀到下沉降室，在运输阶段完成整个筛选过程。氧化铝输送和筛分双选自动除渣装置，可自动清除氧化铝输送过程中的残渣，节省人力，无污染。本系统的投入，使净化系统的运行更加顺畅，降低了劳动强度，提高了电解烟气净化系统的稳定性针对氧化铝粒度细小，建议选用表面疏松、微孔多、休止角小、比表面积大、吸附力强的砂质氧化铝，对烟气中的氟化氢气体吸附效果好，增加了氟化物的回收率;降低了氧化铝和氟化盐的单位消耗指标，提高了净化系统和物料输送系统的运行效率，提高了烟气中氟化氢气的净化效率。

6解决氧化铝自动清渣的措施

解决氧化铝输送过程渣料的影响思路:为解决这一问题，根据我们日常工作人工清渣的经验及氧化铝在超浓相风动溜槽中走料情况，考虑通过制作一个合适大小孔径的筛网，将氧化铝中超过标准要求的颗粒全部过滤出来。当这样做筛网过滤出的超过标准要求的颗粒料仍需要人员定期进行清理，不然一旦颗粒料积聚多将影响系统氧化铝走料，造成超浓相风动溜槽输送量减少，甚至不走料。必须将这些过滤出的颗粒料有效的清理出系统，而不能阻塞超浓相输送系统。同时，部分粒径大小与筛网孔径相近的颗粒料长长会卡在筛网上，同样会影响筛网的过滤效果，造成堵塞氧化铝流动。

结束语

该装置可根据氧化铝输送的需要量改变筛网的面积; 通过 更换不同孔径的筛网可清理相应大小的颗粒物。通过安该氧 化铝自动清渣装置取得了显著的效果，有效降低了氧化铝超浓 相输送系统人工清渣工作量，节省了人力物力，同时保证了系 统运行的平稳性和可靠性，为电解槽的正常生产提供原料 保障。

参考文献

[1]王琼生.造纸用氧化铝陶瓷锥形除渣器的研制与磨损行为[J].中国造纸学报,2010,25(03):52-57.

[2]吴建华,张丽娜.中铝山西分公司氧化铝二厂出台措施奖励创新员工[N].中国有色金属报,2008-09-13(006).

[3]张宏杰,卿孝元.铝电解氧化铝输送除杂系统改造[J].甘肃冶金,2006(04):58-59+61.

[4]杨福成.现代除渣器的理论与实践(续三)[J].黑龙江造纸,2004(02):25-26.

[5]颉立生.铝青铜除气除渣新工艺[J].建筑机械,1983(04):48-51.