电解铝行业阳极焙烧炉多级烟气治理方法浅析

2017-01-21臧佳克邓永怀

资源节约与环保 2017年11期

关键词：干法阳极颗粒物

臧佳克邓永怀

（西北矿冶研究院甘肃白银 730900）

电解铝行业阳极焙烧炉多级烟气治理方法浅析

臧佳克邓永怀

（西北矿冶研究院甘肃白银 730900）

电解铝行业阳极焙烧过程会产生大量烟气，单一的净化方案无法满足对烟气中各污染物的高效去除，需进行多级烟气治理。通过对多种多级烟气治理方案比较分析，得出电捕法+熟石灰干法吸附法是较为理想的阳极焙烧烟气治理方案。

阳极焙烧；污染物；烟气治理

1 前言

作为电解铝行业的一道重要工序，阳极焙烧过程是以焦炉煤气、天然气或重油为燃料，在焙烧炉加热炉室的最高火道温度为1150-1200℃的条件下，对生阳极炭块进行焙烧作业，使其高温炭化的过程。阳极焙烧炉生产1t预焙阳极块约排出烟气量约10000m3-12000m3，[1]烟气中需进行净化的主要污染物为颗粒物、SO2、沥青烟（主要成分为焦油）和氟化物（主要成分为HF）。目前，我国阳极焙烧烟气治理主要有电捕法、碱液吸收湿式净化法、氧化铝干法吸附法和熟石灰干法吸附法等方法。[2]然而，单一阳极焙烧烟气治理方案具有一定的局限性，无法满足对烟气中各污染物的高效去除，因此，对于阳极焙烧烟气治理需要多种方法串联使用。

2 多级烟气治理技术方案比选

2.1 电捕法+熟石灰干法吸附法

本方法中焙烧烟气首先经过全蒸发冷却塔降温预处理，再进入电捕焦油器，烟气中的颗粒物、沥青烟在电场中，由于碰撞和离子的扩散使自身荷电，在库仑力的作用下定向移动到沉淀极，在沉淀极释放出所带电荷，同时吸附在沉淀极，从而实现对烟气中颗粒物和沥青烟的去除。[3]电捕后的烟气以熟石灰为吸附剂，去除SO2和氟化物，吸附污染物后的熟石灰及其混合物经布袋除尘器进行气固分离，使烟气中各污染物得到有效去除。但吸附后的熟石灰无法循环使用，需进行合理处置。

2.2 电捕法+氧化铝干法吸附法

本方法中焙烧烟气首先经过全蒸发冷却塔，对焙烧烟气降温预处理，再采用电捕焦油器吸附烟气中的沥青烟和颗粒物，经电捕焦油器净化后的烟气采取氧化铝干法吸附法进一步去除颗粒物和沥青烟，同时可有效去除氟化物。虽然电捕+氧化铝干法吸附法净化效率高，处理后烟气中大部分有害物浓度将大大降低，操作管理方便。然而，采用该净化方法，一方面在烟气中沥青焦油含量较高，吸附焦油后的氧化铝返回电解系统再利用时，将会对电解系统的正常生产产生一定影响；[4]另一方面，该方法只能吸附烟气中的少量SO2，并将其带至电解系统排放，无法解决焙烧烟气中SO2的超标排放问题。

2.3 蓄热式焚烧+熟石灰干法吸附法

焙烧烟气进入蓄热式焚烧炉内被加热至700-1000℃，烟气中的沥青烟高温氧化为二氧化碳和水蒸气，有机物净化率可达到95%-99%。经焚烧后高温烟气的热量被蓄热室吸收并用于预热新进入的废气，热回收率超过95%。[5]烟气再通过熟石灰干法吸附法净化SO2和氟化物，净化后烟气经布袋收尘器实现气固分离并由烟囱排入大气。蓄热式焚烧+熟石灰干法吸附法是一种处理焙烧烟气最行之有效的方法，对废气的处理量大，同时可高效去除焙烧烟气中的各污染物，并且净化系统在运行过程中具有较高的稳定性。但是该方法存在着投资高、能耗高、运行维护费用高等问题。

2.4 碱液吸收湿式净化法+电捕法

焙烧烟气首先经沉降室去除大颗粒粉尘，再经碱液吸收塔去除其中部分颗粒物、SO2、氟化物和沥青烟，同时烟气得到了降温预处理，最后由电捕焦油器进一步去除烟气中的颗粒物和沥青烟后经烟囱排入大气。碱液吸收湿式净化法+电捕法运行较为稳定，国内应用厂家较多。然而，该方法在烟气净化过程中将各污染物转入废水中，需设置废水处理系统，进而增加了设备费用。若废水泄漏，还会对环境造成二次污染。此外，在北方地区还需解决冬季结冰问题。湿法设备易腐蚀，并且设备费用、运行费用高于干法，同时对管理要求较高[6]。