V IR反应器吸氟效率低问题浅析

2010-12-28程大海

材料与冶金学报 2010年1期

关键词：铝电解净化系统投料

程大海

（中电投宁夏能源铝业青铝股份公司,宁夏青铜峡 751603）

V IR反应器吸氟效率低问题浅析

程大海

（中电投宁夏能源铝业青铝股份公司,宁夏青铜峡 751603）

铝电解在生产过程中,会产生大量的有害物质,这些有害物质对从事电解生产作业的人员有很大的伤害,同时对周围的大气环境造成污染,而铝电解净化系统的作用就是净化铝电解烟气,治理有害物质.本文结合净化实际生产,从铝电解烟气净化系统的主要设备、工艺方面分析了影响V IR反应器吸氟效率的因素及措施.

铝电解在生产中会产生出大量的有害物质,尤其以氟化物（HF）对工人身体健康,对厂区周围农、林、牧、渔和附近居民都会造成危害.随着经济的发展和保护环境的要求,对铝电解生产产生的有害物质的治理日趋严格.铝电解干法净化技术,就是利用铝电解生产原料氧化铝作为吸附剂吸附电解烟气中的氟化物（主要是 HF气体）,吸附后产生的载氟氧化铝作为生产原料直接返回电解生产使用.V IR反应器就是干法净化技术中,完成铝电解烟气净化的关键设备之一.

V IR简单释意是:垂直、辐射、喷射之意.这种反应器具有低氧化铝破损率、高效吸附反应率,本技术从美国引进并加以改进而成.V IR反应器根据气体流动的多点式锥形运动原理设计的,将沸腾的氧化铝由喷射器内喷出,是一个均匀的圆截面,达到氧化铝与烟气均匀混合的目的,喷出的氧化铝随烟气上升的同时,又有所降低,从而减少了氧化铝的破损率及阻力损失.

V IR反应器是安装于进入大布袋前立烟管中,是吸附净化电解烟气的关键设备.它的作用是将新鲜氧化铝喷射到立烟管中形成一个圆截面,使氧化铝与烟气充分混合完成吸附反应,从而达到吸附 HF气体净化电解烟气的目的.因此,净化系统吸氟效率的高低,V IR反应器起着决定性的作用.

1 V IR反应器吸氟效率低问题实例

青铝股份公司 150 kA电解系列净化二车间.

1.1 净化二车间 V IR反应器吸氟效率低情况

净化二车间有四套净化系统,分别为净化西区、净化东区、净化南区和净化北区,担负着150kA电解系列 200台电解槽的烟气净化任务.2007年 1～3月净化二车间净化西区、南区、北区系统氟化物排放多次超标.净化系统的除氟主要靠V IR反应器来完成电解烟气的喷淋和吸附.净化西区、南区和北区现有 12台 V IR反应器,每台布袋除尘有三台反应器,那么要想排氟达标,就要保证这三台 V IR反应器连续不断的投放相同的新鲜氧化铝.但现状是每台 V IR反应器都无法准确地、直观地观察到氧化铝的投放状况.V IR反应器投料状况见图 1.

图 1 V IR反应器投料状况

1.2 V IR反应器吸氟效率低的原因

V IR反应器吸氟效率低的原因很多,见图 2.

从 V IR反应器吸氟效率低的原因关联图中,分析出了 7条末端因素,哪几条才是主要因素呢?请见表 1.

1.3 V IR反应器吸氟效率低的解决方案

1.3.1 冲板流量计不准确

图 2 V IR反应器吸氟效率低的原因关联图

冲板流量计校定周期太长,参数发生了变化致使计量不准确需重新校定.在冲板流量计的下口,按每小时为单位截取氧化铝进行称重,然后,将数值与冲板流量计的现有数值相比对找出了误差值,经计算换算出了校定参数并重新进行 V IR反应器参数录入.达到冲板流量计准确显示实际投料量.

表 1 V IR反应器吸氟效率低的要因确认表

1.3.2 风压过高

将V IR反应器的供风管与现场的为溜槽供风的高压风机供风管联通.改变V IR反应器的供风方式,由原压缩空气风源改为高压风机风.在现有的压缩空气供风管上加一个阀门做为备用风源.从而达到可直观的看到 V IR反应器中投放的氧化铝的目的,从根本上杜绝使用压缩空气给设备造成的损害,如压缩空气中含有水和油会堵塞和腐蚀流化元件;过高的风压（0.45M Pa）将氧化铝喷射出喷射器时,会磨损喷射孔径,孔径变大后,氧化铝的喷射半径缩短,从而降低吸氟效率.

2 效果检验

通过对冲板流量计不准确和风压过高两条要因解决方案的实施,是否解决了 V IR反应器除氟效率低这一问题?请见图 3～图 5和表 2.

从图 3中可以看出净化北区和南区冲板曲线波动非常大,无法平稳投料而从图 4可以得出解决方案实施后净化北区和南区冲板流量计显示的曲线,非常平稳,因此说明计量准确,投料连续平稳.

从图 5可以看出 V IR反应器解决方案实施后,可直观在 V IR反应器的下料器中,看到氧化铝的投料状况在 2/3处,表明投料连续平稳.为了进一步验证 V IR反应器除氟效率低的问题得到解决,我们统计了解决方案实施前 2007年 3～5月份和解决方案实施后 2007年 6～12月份,净化系统氟化物排放数值.见表 2.从表中可以看到 6月份之后,氟化物有了大幅的下降,西区 57.27%;南区 72.46%;北区 80.31%.这说明 V IR反应器除氟效率低的问题得到了解决.