铝电解烟气净化

电解铝生产中烟气净化及余热利用的研究分析发布时间：2022-09-08T05:30:54.057Z 来源：《科学与技术》2022年第9期第5月作者：张伟[导读] 当前，我国的电解铝行业存在着能耗大、资源利用率差、环境问题严重等问题张伟内蒙古大唐国际呼和浩特铝电有限责任公司内蒙古呼和浩特市 010010摘要：当前，我国的电解铝行业存在着能耗大、资源利用率差、环境问题严重等问题，电解工序会产生大量的烟气和余热，但没有能够合理处理烟气和利用余热的方法，这也是电解铝行业需要考虑的重要问题。

本文主要对如何合理处理烟气和有效利用余热进行研究，以此来提高公司的经济效益，减少对环境的影响。

关键词：电解铝；烟气净化；余热利用引言：近年来，随着我国经济的高速发展，社会运转所需的能源量也在不断增加，我国的能源供给出现了供不应求的趋势。

电解铝是我国能源需求量极大的一个产业，因此如果想要使电解铝行业得到快速的发展，同时减轻我国的能耗负担，就需要加强对节能技术的研究，提高能源利用率。

一、电解铝工业的发展现状与对环境的影响电解铝正如其名，指的就是由电解反应生成的铝。

在当前的工业中，常用的电解铝工艺是冰晶和氧化铝电解生成铝，反应原材料为冰晶石和氧化铝，电解阳极和阴极分别是碳棒和铝，在通电高温的情况下，电解槽两段发生电化学反应，碳元素不断消耗，阴极则产生铝。

传统的电解铝通常都是采用以上的基础生产方式，但随着电解铝业的迅速发展，各种各样新颖而高效的电解铝工艺不断涌现。

同时，国内对电解铝行业的发展也十分关注，在20世纪90年代的工业快速发展时期，我国的学者就提出了“优先发展铝”的战略政策。

近年来，由于国家高度重视电解铝产业的发展，国内的相关产业在政策的扶持下不断进步，我国的电解年产量得以在国际上遥遥领先，各省市也将铝工业作为经济发展的重要支柱。

近年来，我国电解铝业的发展势头一直保持稳步上升。

然而，即便如此，电解铝产业的发展过程中依旧存在着许多问题，例如资源利用率无法提高，这与电解铝的生产方式有很大关系，电解池尾部排放的烟气以及冶炼过程中的废渣无法得到有效利用，如果能够将这些问题处理好，那么就可以有效提高资源利用率，减少对环境的负面影响。

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。

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。

世界有色金属 2022年 12月上4冶金冶炼M etallurgical smelting电解铝烟气净化技术的工艺对比分析李 龙（国电投宁夏绿电能源有限公司，宁夏　银川　７５０００１）摘 要：电解铝在生产过程中会产生大量的烟气，烟气中存在的二氧化硫会对大气造成严重影响。

本文首先简单介绍了电解铝中二氧化硫的来源，其次详细分析了石灰石－石膏湿法、石灰－石膏半干法、氨－硫酸铵法等５种工艺技术，并根据企业运行状况对比分析电解铝烟气净化排放工艺技术，选择出最优的脱硫方案。

关键词：电解铝；烟气净化排放；脱硫方案；工艺对比中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２２）２３－０００４－３Comparative analysis of flue gas purification technology of electrolytic aluminumLI Long（Ｎｉｎｇｘｉａ　Ｇｒｅｅｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，　Ｙｉｎｃｈｕａｎ　７５０００１，Ｃｈｉｎａ）　Abstract: Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｗｉｌｌ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ａ　ｌａｒｇｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｕｌｆｕｒ　ｄｉｏｘｉｄｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｗｉｌｌ　ｃａｕｓｅ　ａ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｏｆ　ｓｕｌｆｕｒ　ｄｉｏｘｉｄｅ　ｉｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｎａｌｙｓｉｓ，　ｌｉｓｔｓ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ－ｇｙｐｓｕｍ　ｗｅｔ　ｍｅｔｈｏｄ，　ｌｉｍｅ－ｇｙｐｓｕｍ　ｓｅｍｉ－ｄｒｙ　ｍｅｔｈｏｄ，　ａｍｍｏｎｉａ－ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｓｕｌｆａｔｅ　ｍｅｔｈｏｄ，　ｆｉｖｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｆｉｎａｌｌｙ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｏｆ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ，　ａｎｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，　ｓｅｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ．Keywords: ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ａｌｕｍｉｎｕｍ；　Ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ；　Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ；　Ｃｒａｆｔ　ｃｏｎｔｒａｓｔ收稿日期：２０２２－１０作者简介：李龙，男，生于１９７７年，汉族，宁夏吴忠人，本科，工程师，研究方向：铝电解烟气净化、阳极生产工艺。

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1. 预处理。

除尘: 通过静电除尘器或袋式除尘器去除烟气中的粉尘。

铝业公司电解烟气净化系统除尘器操作规程1 适用范围本规程规定电解烟气净化系统除尘器操作方法及技术要求。

本规程适用于电解烟气净化系统除尘器启动操作、巡检作业。

2 启动前检查2.1 检查除尘器储气罐出口气压是否达到0.25Mpa以上。

2.2 检查各个脉冲阀气包进口阀是否打开。

2.3 检查脉冲阀有无漏气。

3 启动操作规程3.1 依次合上低压柜内的电源总开关；控制电源开关，PLC 柜上控制电源指示灯亮。

3.2 将PLC柜面板上的“定时/手动/定阻”开关切换到“定时”位置。

3.3 将低压柜面板上的“手动/自动”开关切换到“自动”位置。

3.4 按下PLC柜面板上的“自动启动”按钮即可自动启动清灰过程。

自动循环过程如下：●闭合第1室切换中间继电器；●2秒钟后，开始启动第1室脉冲阀进行喷吹清灰，每两个脉冲阀时间为10秒钟；●第1室清灰结束，闭合第2室切换中间继电器，2秒钟后，开始启动第2室脉冲阀进行清灰；直到该室清灰结束。

●第2室清灰结束，闭合第3室切换中间继电器，2秒钟后，开始启动第3室脉冲阀进行清灰；直到该室清灰结束。

●......●大间隔结束后，再一次自动上述清灰过程，如此往复。

4 停机操作按下PLC柜面板上的“自动停止”按钮即可自动停止整个清灰过程；所有输出复位。

5注意事项5.1 PLC柜和低压柜的安装场所不得有剧烈震动；不得有导电、易爆炸、有腐蚀的气体尘埃；相对湿度不得超过85%更不得有凝结水。

5.2 S7-300CPU上的电池指示灯如果为红色，则须立即更换锂电池。

更换锂电池时必须在CPU上电的情况下进行。

5.3清洁触摸面板屏幕，准备一块湿布定期清洁触摸面板屏幕，不要在打开的情况下清洁触摸面板屏幕。

5.4只能用水或屏幕清洁剂来沾湿擦布，将清洁剂喷在抹布上，而不是直接喷到屏幕上；不要使用强力溶剂或摩擦粉末。

5.5 PLC系统运行时必须选择“定时”方式。

5.6不得随意更改脉冲喷吹时间、喷吹间隔时间以及设定参数密码。

科技成果——电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化技术适用范围干法净化的电解铝烟气治理技术原理利用氨法脱硫工艺原理，在氨法脱硫过程中，洗涤吸收塔吸收SO2的同时将F-离子吸收后溶解在系统内的硫酸铵溶液中，F-离子和NH4+形成氟化铵NH4F，硫铵工序中硫酸铵晶粒稠厚分离，氟化铵溶解在分离出来的硫酸铵溶液中，将硫酸铵稠厚分离的液体进行脱氟处理，脱氟产物冰晶石及氧化铝粉尘一起过滤回收，送电解铝厂循环利用，脱硫产生的（NH4）2SO3、NH4HSO3直接催化氧化得化肥硫酸铵，有效利用资源，实现烟气SO2、氟化物和粉尘治理一体化工艺。

工艺流程电解铝烟气首先进入洗涤吸收塔，与从上部喷淋的硫酸铵溶液逆向接触，通过喷淋洗涤，洗去了烟气中的粉尘，烟气在此过程中因绝热蒸发而冷却，温度由69℃左右迅速降到约30℃，释放的热量使溶液中水分蒸发，通过反复循环洗涤蒸发，使硫铵溶液浓度提高，达到工艺要求的浓度指标后通过洗涤泵打入脱氟工序。

烟气在洗涤吸收塔洗涤段经洗涤降温后进入吸收段。

烟气自下而上穿过两级吸收段，在两段不同浓度的吸收液吸收下，烟气中的大部分SO2被脱除，净化烟气经塔体上部除雾器去除夹带液沫后，由塔顶烟囱排放。

氟化物被洗涤吸收塔吸收后溶解在系统内的硫酸铵溶液中，F-和NH4+形成氟化铵。

在脱硫产物硫酸铵蒸发结晶工艺之前脱除溶液中的F-，脱氟后溶液蒸发结晶产出硫酸铵化肥。

关键技术对铝电解槽烟气同时脱硫脱氟的工艺技术，使电解槽排放的烟气经治理后SO2<35mg/Nm3，HF<1mg/Nm3，同时还能湿法除尘；湿法氨法同时对电解烟气脱除SO2、HF生成亚硫酸（氢）铵（NH4）2SO3、NH4HSO3和氟化铵（NH4F）；溶液经空气氧化得到（NH4）2SO4，向溶液中添加Al2（SO4）3及Na2SO4使NH4F生成冰晶石（Na3AlF6）沉淀而与（NH4）2SO4分离，经过滤得到固体的冰晶石产品和滤液，滤液经蒸发、结晶得到硫酸铵。

摘要在电解铝生产过程中会产生大量有害烟气，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Al2O3，降低生产成本。

本文设计了以S7-300系列PLC为控制器的烟气净化控制系统。

本着环保节能的思路，该系统按工艺流程，针对布袋除尘器出入口压差、烟气出口压力、新鲜和载氟氧化铝料位的检测与控制进行设计，以减少烟气对大气环境的污染，提高回收效益，改善铝电解生产车间的工作环境。

关键词：电解铝；烟气净化；PLC控制Electrolytic control flue gas purification systemAbstractA large amount of harmful gas will emit In electrolytic aluminum production process. the flue gas which filled in the electrolysis electrolysis workshop deteriorate the working conditions, affect the health of production workers. Electrolysis gas spread to the surrounding of plant, the pollution of the atmospheric environment was caused by recurrent. Therefore, it is necessary to carry out treatment of electrolytic gas, so that it can protect the environment, but also recyclable fluoride salt and Al2O3, lower production costs.In this paper,we design a control system of flue gas purification,which uses a S7-300 series PLC as the controller. Based on the idea of environmental protection and energy saving, according to process of the system, for the bag filter pressure, outlet pressure and fresh gas containing aluminum fluoride level of detection to control and design, in order to reduce the flue gas of the atmospheric pollution of the environment and improve the recovery efficiency, to improve the the work environment of the electrolytic production.Key words: aluminum; flue gas purification; PLC control目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1 系统设计背景 (1)1.1.1 课题来源 (1)1.1.2 研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 国外研究现状 (2)1.2.2 国内研究现状 (3)第二章电解铝烟气净化系统 (6)2.1 电解铝生产的工艺特点 (6)2.2 净化工艺流程 (7)2.3 净化系统组成 (9)2.3.1 文丘里反应器 (9)2.3.2 脉冲袋式除尘器 (9)2.3.3 气力提升机 (10)2.3.4 风动溜槽 (11)2.4 净化控制技术综述 (11)2.4.1 自动控制方式选择 (11)2.4.2 净化方式选择 (15)第三章系统设计 (17)3.1 系统控制原理及目标 (17)3.1.1 控制原理 (17)3.1.2 控制目标 (19)3.2 压力检测 (19)3.3 物位检测 (20)3.4 温度检测 (21)第四章硬件设计 (23)4.1 PLC选型 (23)4.1.1 SIMATIC S7—300 PLC简介 (23)4.1.2 S7—300的组成部件 (24)4.2 模块选择 (25)4.2.1 CPU模块 (25)4.2.2 数字量输入模块 (26)4.2.3 模拟量输入模块 (26)4.2.4 数字量输出模块 (27)4.2.5 电源模块 (27)4.2.6 通信模块 (28)4.3 执行器 (29)4.3.1 执行器简介 (29)4.3.2 执行器选型 (29)第五章软件设计 (31)5.1 STEP 7论述 (31)5.1.1 STEP 7简介 (31)5.1.2 STEP 7的功能 (32)5.2 PLC的I/O地址分配 (33)5.3 系统程序流程图 (34)5.4 软件编程 (40)5.4.1 项目创建 (40)5.4.2 硬件组态 (41)5.4.3 定义符号表 (42)5.4.4 编程界面 (43)结束语 (44)参考文献 (45)附录 (47)致谢 (64)第一章引言本章首先从课题来源、研究目的以及研究意义等三方面阐明系统设计的背景，然后对国内外烟气净化控制系统的研究现状进行分析。

铝电解烟气净化系统的优化设计摘要：铝电解是冶金中一项重要的方法，但是由于存在高污染和高耗能，因此在环境管理方面存在一定的困难，为了更好的提高铝电解过程中存在的环境保护问题，就必须要加强集气效率。

文章讨论了提高烟气净化的主要措施，从而达到理想的效果。

关键词：铝电解生产；集气效率；烟气净化；回收效率；湿法净化回收1 铝电解烟气净化工艺流程湿法净化回收和干法净化回收是铝电解烟气净化的两种主要方法，经过多年的发展应用，我们发现，干法净化容易控制、流程简单、环境好、操作容易，且干法净化回收过程中产生的二次污染小、净化效果好，湿法净化回收系统已逐渐不适应环保的要求，趋于被淘汰，目前大部分湿法净化工艺已经被干法净化工艺所取代。

干法净化就是以某种固体物质的吸附性能来吸附另一种气体物质所完成的烟气净化过程，具有吸附作用的物质称吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。

铝电解烟气干法净化是用电解铝生产用的Al2O3作为吸附剂来吸附烟气中的HF等大气污染物，并生成载氟氧化铝返回电解槽生产使用，实现对铝电解烟气中的氟化物等污染物的回收再利用，同时降低铝电解生产过程中的氟化盐消耗。

少量的烟气通过集气罩的缝隙进入电解厂房，这些气体由窗户进入的大量空气稀释，受热气的作用上升到天窗，由天窗排入大气中，这部分没有进入干法净化集气系统的烟气就是我们所说的无组织排放气体。

从铝电解烟气净化工艺来看，一次集气的效率是铝电解烟气中污染物净化回收基础，集气效率越高，无组织排放的污染物就越少，集气效率对整个净化系统综合净化效率起着决定作用。

2影响电解烟气效率的主要因素在铝电解的生产当中，电解槽内会产生一定的烟气，而烟气的主要成分就是氟，一般是通过净化系统的烟囱以及天窗进行排放的。

但是在生产车间内，由于具有大量的烟气，都是无组织的烟气，含有一定的有害物，所以在进行治理时有很高的成本，在通常情况下是不会做特别处理的，这就需要加强对烟气的捕集效率，降低烟气的排放。