铝冶炼烟气净化余热利用技术的探讨

张发宝

（中国铝业青海分公司，青海 西宁 810101）

在进行铝冶炼的生产过程当中，主要的溶质是冰晶石和氧化铝融溶质，主要的电极是碳素材料。在冶炼的过程当中，阴极会逐渐生产出液态的金属铝，而在阳极上则产生二氧化碳为主的气体，同时还会散发出以氟化物为主的污染物。阳极和阴极生产出来的污染气体通称为冶炼烟气，它弥漫在冶炼车间的内部使得整个车间的劳动条件逐渐恶化，并影响到作业人员的身体健康以及整个生产过程的效率。如果这些冶炼烟气扩散到厂房周围，那么周围的大气环境也会受到污染，所以企业必须要将冶炼的烟气进行回收治理再进行排放。

用于处理铝冶炼烟气的工艺方法有多种，目前使用频率较高的主要是干法净化方式，该方法的主要原理是用新鲜的氧化铝吸附烟气当中的有害物质，通过除尘布袋进行过滤之后，再将低于国家排放标准的烟气排入到大气当中。因为目前大部分烟气净化的过程都过于追求净化以及物料的回收效果，所以对于高温烟气当中携带的热能的回收过程并没有给予足够的重视，使得烟气当中的大部分热能被浪费。

一、国内铝冶炼烟气治理存在的问题

从目前收集到的数据来看，铝冶炼过程当中存在的问题，主要有烟气温度高，风量大，成分复杂以及处于不同生产槽之间的特征存在较大的差别等等。再加上生产过程当中产生的部分粉尘的性质，相对特殊，它们的比重较轻，比面积相对较大，而粉尘颗粒又相对较细使得它们在空气当中弥漫时具有较高的粘性。目前国内大部分的铝冶炼企业在烟气治理方面进行了长时间大规模的研究，以及实验最终研究出形式多样的方法，但是总体的烟气净化效果仍然不能达到预期的目标。而且有部分企业在进行烟气净化的过程当中，主要追求经济效益，所以在烟气净化方面，没有一套完整的系统。有部分企业即便有属于自身的烟气净化系统，但也会由于前期的资金投入不足，使该系统在实际运行过程当中存在各种各样的漏洞。目前大多数企业现有的净化系统达到的净化指数仍然不能满足国家规定的指标而在对电解质系列的设备进行改造之后，也由于没有对净化系统进行相应的改造，使得烟气余热的利用系统缺失。

对某企业容量为2t的铝冶炼燃烧系统进行测试，结果显示，熔铝炉炉顶出口烟气温度为1060℃。在投入铝锭量为460kg/h，成品铝粉量为452kg/h时，熔铝炉炉顶排出烟气的流量达1072m3/h，烟气带走的热量比例高达67%，占热损失的82%，造成熔铝炉能量大量损失，铝粉生产能耗高。

据统计，国内铝冶炼的综合能耗高于国外约8%～10%，产品的综合成品率却低约10%。因此，提高铝冶炼过程的热效率，提高铸件质量和成品率，节约能源资源，已显得十分迫切和重要，这也是企业降本增效，增强企业竞争力的重要手段。从技术上看，高温育人利用技术经过多年的发展已经比较成熟，一些成功的案例也表明铝冶炼烟气治理的经济效益比较明显，但是潜力巨大的中低温余热利用技术尚需进一步发展。此外，由于信息传播渠道及企业缺乏资金等问题，制约了铝冶炼烟净化余热技术的大量推广。

二、烟气减排的途径

（一）优化净化装备的过滤及吸附效果

从功能方面对进化工艺流程进行分析，它主要包括机器吸附反应，气固分离，载氟氧化铝输送以及机械排风这5个内容。经过净化之后的烟气由排烟机抽送到烟囱之后就会直接排入到大气环境当中，该净化工艺称为干法净化技术。它的主要原理是使用某种固体物质吸附另一种气体物质之后完成整个净化过程，其中能够起到吸附作用的物质称为吸附剂，而被吸附的物质则称为吸附质。

（二）采用砂状氧化铝为吸附剂

其中经常作为吸附剂的物质主要是砂状氧化铝，当然除了砂状氧化铝之外，氧化铝还有一种粉状氧化铝的类型，这两种氧化铝之间的差别主要是比面积的大小不同，而比面积的大小对于氧化铝的溶解性能之间存在较大的影响，也会对一氧化碳的吸附效率产生作用。

三、铝冶炼的烟气净化工艺

（一）工艺流程

铝冶炼烟气净化工艺方法主要是从干法净化工艺从流程上进行分析，其主要包括集气烟道、吸附反应器、气固分离系统、氧化铝输送和机械排风这5个内容。

（二）烟气特征

从烟气特征进行分析，它会根据槽型的不同，生产出完全不同性质的烟气，除此之外，不同的地区，不同的工艺流程，不同的操作手段以及不同的原材料，都会对最终的烟气特征产生较大的影响。

（三）铝冶炼烟气余热的利用

一般情况下，铝冶炼产生的烟气都会由导烟管引入到锅炉当中进行一个交换，一直到温度降到150度之后，才会进入到主烟道与氧化铝进行吸附反应，最后在净化结束之后通过烟囱进行排放。一般情况下锅炉的结构都十分紧凑，它们的热工制度很稳定，能够保证烟气出口的温度保持在150度以下，并满足除烟器的要求。

四、结语

通过上文的分析，我们可以总结出铝冶炼行业从整体的解情况进行分析，它的环保水平以及节能水平仍然处于较低的状态，如果政府不能给予铝冶炼的企业优惠的电价，那么企业在进行与产品演练的过程当中，将会出现生产亏本的情况。再加上整个铝冶炼生产过程具有较高的环保标准，如果企业按照各项标准严格执行，那么企业的铝冶炼过程就必须停产，因为要想满足较高的环保标准就需要投入较大的资金成本。对于推动整个铝冶炼行业来说，烟气净化与热利用系统的大幅度推广对于行业技术的发展具有深远的意义，它能够从技术上对目前铝也仍存在的各种问题进行有效的解决。但是从经济方面进行分析，要想使得该系统得到大幅度的推广使用，应该开发其它更加具有经济效益并适用于不同用户要求的技术。