袋式除尘器在铝电解烟气净化系统中的应用

李 南，邓 翔

(贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州贵阳550081)

袋式除尘器在铝电解烟气净化系统中的应用

李 南，邓 翔

(贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州贵阳550081)

阐述了除尘器的最新研究成果在印度Vedanta工程中的应用情况，从压差变化的角度，分析探讨了设备内部气固两相流流场的不均匀性，供从事除尘器研究的同行参考。

袋式除尘器;烟气净化;铝电解

0 引言

干法净化是铝电解烟气净化技术中净化效率最高、环境治理效果最好的烟气净化技术，其特点是把氧化铝作为吸附剂加入到烟气中，利用氧化铝本身对烟气中的氟化物有很强的吸附性等特点，将烟气中的氟化物去除并回收。使用后氧化铝作为电解铝的原材料，需要回收并送电解槽使用，因此布袋除尘器作为干法净化系统的一个最重要设备，被广泛应用于铝电解烟气净化系统中，并在净化系统的净化效率上起着最重要的作用，是影响净化效率的关键设备。因此，对净化系统除尘器进行了研究并应用于国外工程中，通过对除尘器进行小试和中试试验的研究测试及观察，对传统除尘器内部结构通过增加气流分布板的方式进行了改进，使设备各方面性能得到提高，并率先应用于印度Vedanta工程。

1 工程概况

Vedanta工程铝电解烟气净化系统是目前我国国内设计的最大的烟气净化系统，1个系统处理134 kt/a产能的电解铝烟气，对应电解槽台数为152台，过滤面积32 544 m2，设备采用圆形滤袋，单箱体滤袋组合24(阀数)×15(袋数)×6(袋长)×φ150(袋直径)，箱体组合8×4(组)，除尘器进出风方式为侧进侧出，单箱体处理风量为70 000 m3/h左右。该项目共4套净化系统，第一套净化系统2007年底开始建设，2008年7月投产。

2 运行情况对比

Vedanta项目的第一套净化系统投产是与电解槽投产工作同时进行的，开始电解槽部分投产并逐步启动电解槽，直到整套系统的所有电解槽全部运行，电解烟气净化系统相应逐步增加运行箱体数量。系统设备运行过程中，为了提高净化效率，对净化系统进行了控制上的改进，设备运行阻力可以达到3 000 Pa以上，可以通过调整系统清灰根据需要控制除尘器的运行阻力和控制滤袋上粉尘附着层的厚度。在以前的除尘器运行控制过程中我们发现，当除尘器的阻力上升到一定的数值(1 000～1 600 Pa)，即使系统停止清灰，滤袋的阻力也不再上升，想通过控制清灰来提高滤袋上的粉尘附着层厚度基本上难以实现，滤袋上存在粉尘分布不均，局部区域粉尘无法黏附的情况。

3 运行效果对比

通过对系统粉尘及氟化物的在线监测，得到净化系统调试之前的监测结果为粉尘排放浓度3～5.5 mg/m3，国内项目的粉尘取样监测结果均在10 mg/m3以上，设备的除尘效果已经达到了国际先进水平的要求。从在线监测的结果来看，氟化物的排放浓度波动较大，最低的排放浓度为0.98 mg/m3，与国内实行在线监测的工程对比，在即使没有对系统进行调试的情况下，其排放浓度波动区间明显低于国内工程。该设备运行的除尘及净化效果明显优于国内项目。

4 运行分析及改进方向

为了提高布袋除尘器的除尘效果和净化指标，通过对除尘器控制系统的改进和对各项指标的测试，确定对铝电解烟气净化系统，除尘器的运行阻力控制1 700～2 000 Pa的范围内波动除尘效果比较理想。对于氟化物的净化效果而言，由于排放指标没有规律的波动，如何实现通过改进控制系统来最直接有效控制氟化物的排放，是我们下一步研究的主要方向之一。Vedanta工程的第一、二套系统的除尘器是根据试验初期的方案来制造的，从系统清灰和除尘器的压差变化见图1。除尘器内部的压差变化说明除尘器内粉尘分布是不均匀的。图1中8条曲线分别表示同一列除尘器8个箱体的压差变化，由于8个箱体清灰控制是同步的，所以8个箱体的压差也同步波动，曲线的跳动反应的是单个脉冲阀清灰使除尘器箱体产生的压差变化，曲线的波动反应的是单个箱体在各个清灰周期内的压差连续变化。结合曲线的波动情况和先前的试验情况可以看出:该箱体内的粉尘分布在除尘器箱体中部比箱体的两端多，所以在清灰的时候，当箱体两端的脉冲阀工作时，清除的滤袋上的粉尘相对较少，压降较低，除尘器运行阻力较高;当箱体中部的脉冲阀工作时，清除的滤袋上的粉尘相对较多，压降较高，除尘器运行阻力较低。粉尘的分布不均，说明了设备内部的气固两相流流场的分布不均。

图1 除尘器清灰压差变化图Fig.1 Variation Diagram of Ash－ Removal Differential Pressure for Dust Collector

工程应用的粉尘结果说明，箱体的中部粉尘分布较为集中，设备内部只有纵向的气流分布板，没有考虑解决气流横向分布的问题，在试验的最后结果中，考虑到了横向气流分布板的问题。尽管如此，使除尘器内部的气固两相流均匀分布和上升仍然是我们继续研究的方向，对干法净化系统的除尘器而言，根据不同的吸附剂本身的物性不同，设计确定不同的上升气流速度，是作为设备更高层次的研究目标。

5 结语

除尘器已经在各个行业得到广泛的应用，电解铝行业是个高能耗、高污染的行业，在干法净化系统中显得尤为重要。世界先进的布袋除尘器制造水平，均体现在铝电解烟气干法净化系统的净化效率上，通过改善设备内部的结构，来提高除尘器的除尘效率和净化效率，不仅可以提高生产原材料的回收利用率，还可以延长设备的使用寿命，减少设备的维修维护时间，减少设备的事故停机率，减少用户的设备维修工作量，使人们的生产和生活环境得到更好的保护。

[1]邱竹贤.预焙槽炼铝[M].北京:冶金工业出版社，2005.

[2]邓翔，吕维宁.铝电解烟气干法净化系统的研究——除尘器内部流场[J].轻金属，2009(7):56－59.

[3]邓翔，刘迅.铝电解烟气干法净化系统的研究——清灰控制方法[J].轻金属，2009(12):53－55.

Application of Bag Dust Collector in Flue Gas Purification System for Aluminium Electrolysis

LI Nan，DENG Xiang
(Guiyang Aluminum－Magnesium Design＆ Research Institute Co.Ltd，Guiyang 550081，China)

The application condition in India’s Vedanta project of the latest research results on a dust collector was expounded.The non－uniformity of gas－solid two－phase flow field inside the equipment was analyzed and discussed from the view of differential pressure change，which can provide those who engage in research on a dust collector for reference.

bag dust collector;flue gas purification;Aluminium Electrolysis

TF805.3

A

1004－2660(2012)01－0027－06

2011－12－14.

李南(1971－)，女，四川人，高级工程师.主要研究方向:环保净化.E－mail:linan@gami.com.cn