[發明專利]多孔氧化鋁高效凈化鋁電解含氟煙氣的新方法

在審

• 申請號: 201510340518.4
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN104911631A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 鐘莉;段東平;李武
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所;青海中科鹽湖科技創新有限公司
• 主分類號: C25C3/06
• 分類號: C25C3/06;B01D53/02
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技術領域

本發明屬工業煙氣凈化與環保領域，涉及一種多孔氧化鋁高效凈化鋁電解含氟煙氣新方法，同樣適用于其它含氟煙氣的凈化處理。

背景技術

電解法生產鋁已沿用一百多年，至今仍是一種主要的煉鋁方法。電解鋁工業排放的煙氣中含有毒氟化物，是電解鋁行業的特征污染物(據統計，在現行鋁工業中含氟煙氣的污染指數占全部鋁工業污染指數的73％以上)。氟化物在土壤、動植物和人體中有較為明顯的累積和毒害；世界各國都規定了相應的氟排放標準，并在積極謀求凈化煙氣中的特征污染物氟化氫的技術和手段。我國對電解鋁煙氣中氟排放控制也開始逐漸重視起來，氟化氫被列為國家重點監控的氣態污染物之一；并于2010年10月1日開始實施新標準即《鋁工業污染物排放標準》(GB25465-2010)，該標準將鋁電解生產中的特征污染物氟化氫的排放指標降到3mg/m³(N)，進一步提高了對氟化物限制排放的要求，而1996年頒布的《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)中的二級標準限值要求是9mg/m³(N)。

鋁電解含氟煙氣的凈化技術分濕法和干法兩種。(1)濕法吸收凈化技術：是早期電解鋁行業普遍采用的方法，主要采用清水、海水、堿液等吸收電解鋁煙氣中的氟化氫，對煙氣進行洗滌，使氣相污染物轉入液相；將生成的氟化鈉再與鋁酸鈉溶液反應生成冰晶石，返回電解槽。但濕法工藝存在后續氟化物產物分離與利用困難、管道結晶易堵塞和設備腐蝕等問題；尤其是隨著鋁電解生產由自焙槽全部改造為預焙槽后，目前幾乎全部采用干法凈化工藝對電解煙氣進行凈化。(2)干法凈化技術：活性氧化鋁對負電性很大的強酸性氟化氫有很好的吸附活性，且氧化鋁是鋁電解生產的主要原料，因而氧化鋁作為干法吸附劑是最合理的選擇，也是目前電解鋁工業普遍采用的干法吸附劑；吸附凈化過程的生成物氟化鋁及捕捉到的氟化物粉塵正是電解生產所需輔料，與剩余吸附劑氧化鋁一同返回電解槽供生產使用，整個凈化過程無廢棄物產生、吸附劑無需再生，且煙氣中的氟化物得到資源化、循環利用，是具綜合利用優勢的凈化工藝。目前電解鋁行業含氟煙氣的干法凈化處理，主要采用冶金級氧化鋁(砂鋁)作為吸附劑；2010年前基本能解決鋁電解生產過程中電解槽的排氟污染問題；然而，隨著國家新標準《鋁工業污染物排放標準》(GB25465-2010)的頒布，對氟化氫的排放限制提出了更高要求，現有砂鋁凈化工藝已難以達到排放新標準。這對煙氣凈化工藝提出了更高要求，除了改造和提高凈化反應設備技術外，吸附劑氧化鋁的吸附凈化活性與效率的提高也是至關重要的。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種將多孔氧化鋁高效吸附劑應用于鋁電解含氟煙氣凈化的新方法。該方法能深度凈化鋁電解煙氣中的特征污染物氟化氫，解決現有凈化技術中氟化氫排放難以達到國家新標準《鋁工業污染物排放標準》(GB25465-2010)的難題。

本發明一種多孔氧化鋁高效凈化鋁電解含氟煙氣新方法的目的，是通過以下技術方案得以實現的。

一種多孔氧化鋁高效凈化鋁電解含氟煙氣的新方法，其特征在于采用一定孔徑、粒度和比表面積的多孔氧化鋁作為吸附劑，在凈化反應器中與鋁電解含氟煙氣直接接觸一定時間后，吸附煙氣中的特征污染物氟化氫有害氣體，實現對煙氣的深度凈化處理；凈化過程生成的氟化鋁和未完全反應的吸附劑多孔氧化鋁可全部返回電解槽供生產使用，凈化后尾氣中的特征污染物氟化氫含量達到國家新標準《鋁工業污染物排放標準》(GB25465-2010)即低于3mg/m³(N)、經煙囪排空。

本發明一種多孔氧化鋁高效凈化鋁電解含氟煙氣的新方法，其特征在于所述多孔氧化鋁是微孔氧化鋁(孔徑<2nm)、介孔氧化鋁(2nm≤孔徑≤50nm)或者大孔氧化鋁(孔徑>50nm)的一種或幾種。

本發明一種多孔氧化鋁高效凈化鋁電解含氟煙氣的新方法，其特征在于所述鋁電解煙氣是鋁電解槽產生的未經凈化處理的一次煙氣或者是經過初步凈化處理后但仍未達到排放標準的二次煙氣。

本發明一種多孔氧化鋁高效凈化鋁電解含氟煙氣的新方法，其特征在于所述反應器是固定床、移動床、流化床(含VRI反應器)或者沸騰床。

本發明一種多孔氧化鋁高效凈化鋁電解含氟煙氣的新方法，其特征在于此方法同樣適用于其它含氟煙氣的脫氟凈化處理。