[發(fā)明專利]一種鋁電解槽煙氣全流程智能管控及高效凈化的方法

在審

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• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN112210796A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁永健;張海龍;陳麗新;柏莊;黎衡慧;耿波;劉春雪;吳興
• 申請（專利權(quán)）人: 貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: C25C3/20
• 分類號: C25C3/20;C25C3/22;B01D53/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務(wù)所 52100
• 代理人: 李余江

本發(fā)明提供了一種鋁電解槽煙氣全流程智能管控及高效凈化的方法，該方法將鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)與電解工藝建立動態(tài)聯(lián)控機制，通過改進設(shè)備和提高自動化檢測手段實現(xiàn)電解槽排煙平衡、減少無組織排放，通過煙氣的多參數(shù)智能分析來調(diào)整凈化系統(tǒng)的吸附劑氧化鋁的加料量和排煙量，并通過將煙氣和吸附劑氧化鋁在凈化系統(tǒng)凈化單元的均衡分配技術(shù)來進一步提高凈化效率，最終實現(xiàn)凈化系統(tǒng)智能化、高效、節(jié)能運行。屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種鋁電解槽煙氣全流程智能管控及高效凈化的方法，屬于煙氣凈化領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電解鋁工業(yè)生產(chǎn)均采用“冰晶石-氧化鋁”熔鹽電解法，電解生產(chǎn)過程中熔融冰晶石作為溶劑，氧化鋁作為溶質(zhì)，以預(yù)焙炭塊作為陽極，鋁液作為陰極，在強大的電流作用下，在電解槽內(nèi)的兩極進行電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)方程式：

單純從反應(yīng)方程式看電解槽產(chǎn)生的煙氣只有 CO₂，并無其他污染物產(chǎn)生，但是電解槽加入的冰晶石成分復(fù)雜，含有Al、F、Na、 SiO2、H₂O、等，造成電解煙氣中含有HF(200～300mg/Nm³)，由于預(yù)焙陽極炭塊中除了主要成分碳還含有少量的S，造成電解煙氣中含有SO₂ (200～300mg/Nm³)。由于煙氣中的主要成分CO₂目前無需處理，而SO₂又有成熟可靠的技術(shù)，只有煙氣中的HF的治理是當前的主要焦點，其原因不僅是HF的環(huán)境危害性，更有氟鹽作為電解生產(chǎn)的原料，排放即是生產(chǎn)原料的成本損失問題。

目前，鋁電解煙氣脫氟干法凈化系統(tǒng)均是采用鋁電解生產(chǎn)的原料—氧化鋁為吸附劑來凈化煙氣中的氟化物，吸附凈化后的含氟氧化鋁再返回工藝生產(chǎn)。一套氧化鋁脫氟凈化系統(tǒng)承擔一個生產(chǎn)工區(qū)的若干臺鋁電解槽的煙氣收集及煙氣凈化，由于凈化系統(tǒng)承擔的電解槽數(shù)量多，且電解生產(chǎn)需要定期開槽更換陽極，這就容易造成凈化系統(tǒng)排煙管網(wǎng)容易失衡，此外還存在著殘極輸送和冷卻過程中的操作不規(guī)范，更換陽極、排煙管網(wǎng)的失衡和殘極處理過程的操作不規(guī)范就帶來了大量的電解煙氣無組織排放，造成了大量的電解煙氣散逸至電解車間中，電解煙氣的無組織排放一方面危害了生產(chǎn)一線員工的身心健康和污染環(huán)境，另一方面造成大量的氟鹽損耗。

對于鋁電解煙氣脫氟干法凈化系統(tǒng)來說，凈化系統(tǒng)為適應(yīng)不斷升級的大電流規(guī)格電解槽，配置的總煙氣處理能力越來越大，但是由于存在排煙失衡、無組織排放且工藝流程缺少監(jiān)控手段，過于依賴于人工經(jīng)驗等問題，造成凈化系統(tǒng)的的實際運行與煙氣收集是兩個獨立的部分，凈化系統(tǒng)只負責將抽入凈化系統(tǒng)的煙氣凈化，至于凈化系統(tǒng)是否能將電解槽產(chǎn)生的煙氣收集、集氣效率如何均無任何反饋。此外，每套煙氣脫氟干法凈化系統(tǒng)由十幾個凈化單元組成，進入凈化系統(tǒng)的煙氣如何根據(jù)實際生產(chǎn)均勻分配也是一個亟待解決的問題。此外，煙氣脫氟干法凈化系統(tǒng)的凈化效率嚴重依賴于吸附劑新鮮氧化鋁和循環(huán)氧化鋁加入量，現(xiàn)階段循環(huán)氧化鋁的加料量也嚴重依賴于經(jīng)驗，循環(huán)氧化鋁加料量少凈化效率低，加料量大造成氧化鋁破損嚴重、增加設(shè)備的磨損和浪費能耗，尚不能根據(jù)煙氣的特性動態(tài)調(diào)整，并存在十幾個凈化單元分料不均勻的問題。上述問題帶來了生產(chǎn)崗位環(huán)境差、噸鋁的氟化鹽消耗過高、凈化效率不穩(wěn)定、人工成本投入大、能耗高等問題

鑒于目前鋁電解槽煙氣凈化工藝中存在的上述問題、日益嚴格的環(huán)保要求和鋁工業(yè)智能化發(fā)展的要求本發(fā)明應(yīng)運而生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋁電解槽煙氣全流程智能管控及高效凈化的方法及系統(tǒng)，以解決目前鋁電解槽生產(chǎn)煙氣集氣效率低、排煙容易失衡、無組織排放嚴重、凈化系統(tǒng)煙氣和吸附劑凈化單元之間分配不均勻、凈化系統(tǒng)不能根據(jù)工藝生產(chǎn)實際自動調(diào)整、智能化控制缺失、凈化系統(tǒng)和生產(chǎn)脫節(jié)等系列問題。