铝电解烟气净化 -

电解铝烟气净化系统节电技术分析摘要：电解铝即经由电解工艺得到的铝，这种工艺的使用有效解决了我国对于铝的需求，截至2018年初，我国的电解铝产能已达到4630万吨，并有逐步上升趋势，电解铝的生产也开始向着大规模、大槽化方向发展，但随着电解铝工艺的增加，生产电解铝而形成的烟气也在增加，对我国生态环境产生一定危害，因此必须予以重视。

因此电解铝企业在烟气排放之前势必要对其进行烟气超净排放工艺处理，通过本文中介绍的常用的脱硫工艺，能够有效帮助电解铝的烟气排放得到净化，经过文中的综合对比，可以得出石灰-石膏半干法是目前最优的超净排放控制工艺，在技术条件允许的情况下，应倡导使用。

关键词：电解铝；烟气净化；节电技术；分析引言：随着我国对环保事业的逐渐重视，更加关注电解铝工艺在生产过程中的烟气产出问题，根据国家相关部委近几年出台的“双控”、“阶梯电价”及“双碳”政策要求，电解铝企业面临巨大的降电耗压力。

按照国家发改委、工信部等五部委于2021年10月18日发布的《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》中关于《冶金、建材重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案(2021－2025年)》的要求，电解铝行业在2025年综合电耗(铝液交流电耗)基准水平：13，350 kWh/t－Al，标杆水平：13，000 kWh/t－Al。

而当前国内的电解铝企业的吨铝平均电耗在13，518 kWh左右，距离目标电耗差距较大。

一旦在规定期限内未完成既定吨铝综合电耗目标，企业将面临高额的电费支出，甚至影响企业的生存。

1.分析电解铝的原理1.1分析电解铝的原材料电解铝生产的原材料主要是包括了以下几种：一是原料，既氧化铝，其熔点和沸点非别为2050、3000℃，具有极佳的流动性，可溶于水晶石熔体，不溶于水；二是熔剂，即氧化盐，主要包括氟化铝、氟化镁、氟化钠、氟化钙、水晶石等；三是阳极材料，也就是预焙炭块。

1.2分析电解铝的生产原理目前的电解铝生产实践依然是应用冰晶石一氧化铝熔盐电解铝方法进行，用到的生产设备主要是为铝电解槽，化学反应式为2Al2O3+3C固=4Al液+3CO2在电解铝生产实践中，电解槽要长期处在温度偏高，电流、磁场、腐蚀性都较强的生产环境中。

2023年 5月上 世界有色金属7冶金冶炼M etallurgical smelting浅谈国内电解铝烟气净化系统的主要问题及改进夏云镇，谢清申，王海涛（邹平县汇盛新材料科技有限公司，山东　邹平　２５６２００）摘 要：本文主要介绍了国内电解铝烟气干法净化系统以及脱硫系统的发展状况及存在的主要问题，并提出了部分改进建议。

关键词：铝电解烟气；净化中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０９－０００７－３Discussion on the main problems and improvements of domestic electrolyticaluminum flue gas purification systemXIA Yun-zhen, XIE Qing-shen, WANG Hai-tao（Ｚｏｕｐｉｎｇ　Ｃｏｕｎｔｙ　Ｈｕｉｓｈｅｎｇ　Ｎｅｗ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｚｏｕｐｉｎｇ　２５６２００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｍａｉｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｄｒｙ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ，　ａｎｄ　ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ｓｏｍｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ．Keywords: ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ；　ｐｕｒｉｆｙ收稿日期：２０２３－０３作者简介：夏云镇，男，生于１９８１年，山东滨州人，本科，工程师，研究方向：轻金属冶炼。

电解铝生产中需要加入冰晶石、氟化盐等含氟物质，生产中会产生大量的含有氟化物的烟气。

探讨铝电解烟气净化系统集气效率摘要：铝电解的过程中，伴随着电化学反应的同时，也会产生大量的烟尘、灰尘。

烟气以二氧化碳和一氧化碳为主，但还含有一定量的氟化氢、四氟化碳和四氟化硅。

烟气中的含氟气体以及吸附有大量气态氟化物的氧化铝、电解质粉尘，均属有害物质。

若直接排入大气中，被人类和动植物吸收，超过一定量后，就会对人体健康和动植物生长带来很大伤害。

烟气净化系统集气效率提高后，既能减少电解铝生产过程中污染物的排放，符合当前企业“节能、环保、高效”的发展要求。

因此，对铝电解烟气中的有害物质，必须经净化系统处理，达到国家排放标准后方可排放。

1 影响净化系统集气效率的因素铝电解烟气净化系统的集气效率是指由净化系统所收集到的烟气量占电解槽所产生的烟气总量的百分比，影响集气效率的因素是多方面的，主要表现为：（1）铝电解槽槽型的影响由于不同槽型的电解槽的加工作业方式和密闭长度不同，因此他们的集气效率也就不同，中间下料加工不打开集气罩，因此集气效率高，一般能够达到98%以上；上插棒槽的集气系统是由安装在阳极下部周围的裙式集气罩所构成，其集气效率一般为50%-85%，旁插槽通常是用槽罩或槽帘来使其密闭，集气效率可达到80%-90%，边部加工预焙槽在阳极侧部和端部打壳和加料，槽上虽然有密闭罩，但由于打开罩子的次数多，故集气效率只能达到80%-90%，由于中间下料预焙槽具有良好的密封性能，且加工方便，同时集气效率高，因此目前大部分电解铝生产系统都采用该槽型电解槽生产，国内大部分其他槽型的电解槽都已经逐步通过技改由中间下料预焙槽代替。

（2）铝电解烟气净化系统布局影响：铝电解生产系统的烟气净化布局合理，也会影响到铝电解烟气净化系统的集气效率，要合理的选择烟气净化系统的布局，选择合理的管道布局方式，尽可能降低净化系统集气管道的长度和管道阻力系数，以降低系统运行过程中管道压力损失，在风机提供同样的动压的情况下，为电解槽集气罩内提供最大的负压，减少电解槽集气罩的漏气量，提高电解槽的集气效率，在选择主排烟机时，要避免由于风机选型不合理，造成电解槽内集气负压不足的现象。

电解铝烟气净化系统高压排烟风机变频调速节能改造在电解铝的生产中，其净化系统必须能够按照实际负荷来调节所需风量。

传统的高压排烟风机需要保持满负荷运行状态，并依赖风门来调节风量，这种经济性较低的运行方式会造成大量能源的浪费。

因此需要采用变频调速方式来技术改造，通过调节电机转速来实现对风量的准闭环乃至闭环控制，使净化系统的运行更加经济合理，并减少对能源的消耗，从而实现节能改造的目的。

标签：电解铝；净化系统；高压排烟风机；变频调速；节能改造近年来我国在计算机技术、网络信息技术以及自控技术等方面取得了长足的进步，客观上促进了交流传动等先进技术的发展。

传统的直流调速技术和模拟控制等技术已经无法满足生产领域的实际需要，而交流调速和数控技术在生产实践中得到了越来越广泛的推广应用。

特别是对电机进行节能改造、优化工艺流程的过程中，交流调速技术的应用能够使生产环境得到明显的改善，并有利于产品质量的提高，对于推动电机传动技术的发展具有十分重要的作用。

因此某电解铝生产厂家决定采用变频调速技术对其净化系统高压排烟风机进行技术改造，以达到节能降耗、优化风机运行模式的目的。

一、某电解铝厂目前在烟气净化系统高压排烟风机运行中存在的主要问题分析电解铝的烟气净化系统高压排烟风机需要根据其负荷变化来调节风机流量，以保证电解铝生产的正常进行。

目前该电解铝厂的烟气净化系统高压排烟风机主要采用的是控制挡板以及阀门开度方式来实现流量调节，这种节流调节方式在运行过程中存在很多不足之处，难以满足电解铝生产的实际需要。

（一）能源浪费严重由于在传统的烟气净化系统设计中所采用的高压排烟风机以及相关的设备的额定容量必须比实际需求量大，且配套的拖动电机设备还需要进一步增加容量，因此在实际运行过程中必须将阀门以及风门关小以调节流量，这导致阀门以及风门在正常工况下仅能保持40%到70%左右的开度，造成了电能在节流调节过程中的严重浪费[1]。

（二）难以实现对系统运行的精确控制在节流调节方式下，流量与风门开度之间的关系主要呈现非曲线形特点，执行机构的传动间隙也会影响其风门开度控制的精确性和灵敏性，因此难以快速精确的控制流量。

关于铝电解槽烟气净化研究摘要：在电解铝厂的生产过程中，氟化盐作为铝电解的溶剂并且是电解铝不可或缺的成分之一，而高温使氟化盐与水发生水解反应后产生的氟化氢气体，是电解铝过程中产生的主要污染物。

目前，预焙槽在生产过程中的吨铝排氟量一般为16～15kg。

从电解槽排出的如此大量的含氟烟气对人体健康、车间环境和周围大气质量，都有着极大地危害，因此，国家规定了严格的排放标准，这些烟气必须经过治理才能排放。

目前，国内外均采用干法净化技术来治理电解槽排出的含氟烟气，利用氧化铝吸附烟气中的氟化氢，净化烟气中的有害物，控制氟化物排放量，以达到国家环保排放标准，减少对周围环境的污染。

关键词：干法净化；湿法净化前言采用氧化铝吸附含有氟化氢烟气的干法净化技术，是一种高效、经济、先进、成熟的烟气净化技术，目前在世界上广泛应用于电解铝厂的电解槽含氟烟气的治理（尤其是采用预焙槽的电解铝厂）。

近年来，国内外的各种电解烟气净化技术虽然不尽相同，但是其基本原理和流程却差别不大。

1 电解铝生产中产生的有害气体成分1.1 工业铝电解槽的冰晶石-氧化铝溶体为电解质，以碳素材料为电极进行电解，在阴极上析出液态的金属铝，在阳极上产生大量的CO2与CO气体，另外在阳极气体中还含有氟化物：电解质蒸发，阳极气体带走氟化物固体颗粒，由于氧化铝含税0.2%-0.5%，原料中的水分及大气水蒸气，对固态氟化盐在高位（400-600度）条件下反应，生成HF气体：2Na3AlF6+3H2O=2Al2O3+6NaF+6HF↑ 2AlF3+3H2O=Al2O3+6HF↑ 2NaF+H2O=Na2O+2HF↑1.2 在发生阳极效应时，在高压作用下析出的初生态氟原子与阳极作用生成CF4：C+4（F）=CF4/C2F6。

在两种产物排放量取决于阳极效应的频率，阳极效应延续时间。

说明：类别1代表侧插槽；类别2代表上插槽；类别3代表预焙槽2 铝电解烟气净化主要有湿法净化和干法净化回收两种。

13Metallurgical smelting冶金冶炼NEUI 集约型电解铝烟气净化除尘器简介王尚元，刘总兵， 曾勇，李 扬，朱东旭（东北大学设计研究院（有限公司），沈阳 110166）摘 要：本文首先介绍了电解铝干法烟气净化的发展历程，并分析了现有电解烟气净化系统存在的问题。

为了解决上述问题，NEUI 研发的集约型电解烟气净化系统，该除尘系统采用二段式净化技术作为核心工艺，避免了一段式净化技术的弊端，减少了载氟氧化铝在除尘器内部的无功死循环，降低了除尘器的粉尘负荷，延长了滤袋的寿命，提高了除尘器的净化效率。

通过在原除尘器主排烟道位置处设置新鲜氧化铝缓存仓，增加了电解铝生产的存贮量，提高了电解铝生产的物料安全性。

通过在除尘器单元顶部设置主引风机，减少了除尘系统的占地，提高了净化系统的集约性和集成性，提高了净化系统物流的流畅性。

关键词：电解烟气净化；除尘器；集约型中图分类号：X701.2 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）01-0013-2 收稿日期：2021-01作者简介：王尚元（1982-），男，山东威海人，硕士研究生，高级工程师，研究方向：轻金属冶炼。

1 前言电解铝生产过程中产生大量的烟气，含有氟化物以及粉尘颗粒等污染物。

如果不对上述污染物进行有效治理，就会对周围环境产生污染。

因此，电解铝厂需要设置烟气净化系统对含氟烟气进行有效治理。

2 干法除尘器发展史2.1 一段式净化技术自上世纪60年代以来，国内外电解铝厂均采用干法烟气净化技术治理电解烟气【1】。

在2010年以前，电解铝厂的烟气净化系统多采用一段式净化技术：即新鲜氧化铝、载氟氧化铝通过管道反应器(文丘里、VRI 等方式)同时加入到除尘器前的烟道内。

新鲜氧化铝、载氟氧化铝同时和含氟烟气进行吸附反应，并一起进入袋式除尘器箱体内，最后通过除尘器内的滤袋实现气固分离。

这种传统的投料及反应方式，未充分利用新鲜氧化铝和载氟氧化铝的不同反应特性，致使烟气净化效率低；而且由于净化系统采用一段式净化技术，大量的载氟氧化铝在除尘器内部反复做无功死循环，粉化现象严重，造成大量的粉化氧化铝粘附在滤袋上，不仅造成清灰困难，而且增大了系统负荷，最终降低了滤袋的寿命。

电解铝厂烟气处理工艺随着工业化的发展，电解铝厂的烟气处理变得越来越重要。

烟气处理工艺的目的是减少废气中的污染物排放，保护环境和人类健康。

本文将介绍电解铝厂常用的烟气处理工艺，包括湿法烟气处理和干法烟气处理。

一、湿法烟气处理湿法烟气处理是一种常见的烟气处理工艺，它通过将废气与液体接触来去除污染物。

其中，常用的湿法烟气处理工艺包括吸收、洗涤和吸附。

1.吸收吸收是湿法烟气处理的关键步骤之一。

在吸收过程中，废气与液体接触，污染物被液体吸收并转移到液体中。

常用的吸收剂包括碱液、酸液和氧化剂。

吸收剂的选择取决于废气中的污染物种类和浓度。

2.洗涤洗涤是湿法烟气处理的另一个重要步骤。

在洗涤过程中，废气通过喷淋装置与液体接触，通过液体的冲刷和冲击作用，去除废气中的固体颗粒和液滴。

洗涤液中常添加表面活性剂和分散剂，以增强洗涤效果。

3.吸附吸附是湿法烟气处理的补充工艺。

在吸附过程中，废气通过填充床层或活性炭床层，废气中的有机物和重金属等污染物被吸附到填充物或活性炭表面。

吸附剂的选择取决于废气中污染物的性质。

二、干法烟气处理干法烟气处理是另一种常见的烟气处理工艺，它通过干燥和吸附来去除污染物。

干法烟气处理适用于废气温度较高或湿度较低的情况。

1.干燥干燥是干法烟气处理的关键步骤之一。

在干燥过程中，废气通过干燥装置，废气中的水分被蒸发和除去。

常用的干燥装置包括旋风分离器和冷却器。

2.吸附吸附是干法烟气处理的核心工艺。

在吸附过程中，废气通过填充床层，废气中的污染物被吸附到填充物表面。

常用的吸附剂包括活性炭和分子筛等。

三、烟气处理设备除了上述的湿法烟气处理和干法烟气处理工艺，电解铝厂还需要配备一些烟气处理设备，以确保烟气处理的效果。

1.除尘器除尘器是烟气处理的关键设备之一，它用于去除废气中的固体颗粒物。

常用的除尘器包括静电除尘器、布袋除尘器和湿式电除尘器等。

2.脱硫装置脱硫装置是用于去除废气中的二氧化硫的设备。

常用的脱硫装置包括湿法脱硫装置和干法脱硫装置等。

铝电解生产的烟气净化技术综述铝电解生产的烟气净化技术综述【摘要】在铝电解生产中,做好烟气净化系统运行中的维护与管理, 可以提高净化效率, 减少吨铝氟排放量, 降低铝电解中氟化盐的消耗量。

可以提高除尘效率, 减少氧化铝的飞扬损失,降低生产过程向环境中排放的污染物数量, 降低对大气环境的污染, 其实质也就是减少了能源的消耗, 提高能源利用率, 实现经济效益和环境效益的“双赢”, 具有节能减排的实际意义。

本文阐明了电解烟气的基本特征，分析研究了铝电解生产的烟气净化技术。

【关键词】铝电解烟气净化技术中图分类号：P618.45 文献标识码：A 文章编号：在铝电解生产中, 以冰晶石-氧化铝熔体为电解质, 以炭素材料为电极进行电解。

在阴极上析出液态的金属铝, 在阳极上产生以CO2为主的阳极气体, 同时还散发出氟化物和粉尘等污染物, 它们与阳极气体统称为电解烟气。

弥漫在电解车间内部的电解烟气使劳动条件恶化, 影响生产工人的身体健康。

电解烟气扩散到厂区周围, 会对大气环境造成经常性污染。

因此, 必须对电解烟气进行治理, 这样既可保护环境, 又可回收氟化盐和AI2O3, 降低生产成本。

一、电解烟气的基本特征1、电解铝的工艺介绍采用霍尔-埃鲁法（冰晶石一氧化铝熔盐电解)生产铝已有100 年的历史, 即电解槽导入强大直流电, 氧化铝、氟化盐在950℃左右高温条件下熔融(电解质) , 电解质在电解槽内经过复杂的电化学反应, 氧化铝被分解, 在槽底阴极析出液态金属铝, 阳极释放阳极气体。

2、铝电解烟气的产生在400-600℃温度下, 氧化铝中仍可含有0.2%-0.5% 的水分。

电解铝生产过程中, 高温条件下氟化盐与水发生水解反应后产生的氟化氢气体是电解铝过程中产生的主要污染物。

铝电解时散发主要的氟化物有：（1）熔融电解质蒸气, 主要是Na3AIF6、NaAIF4 和AIF3。

在低于920℃时, Na3AIF6 分解成亚冰晶石( NaAIF4) 与AIF3。