探讨铝电解烟气净化系统集气效率37

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。

探讨电解铝节能降耗措施探究摘要：电解铝属于高耗能产业，由于当前我国电力供应存在电力供应紧张的相关问题，尽管国家已经开始逐步实施了调控方案，电解铝行业的生产获得相应的控制，但是该产业仍旧属于高耗能产业。

与此同时在，高耗能产业整体发展的环境中，仍旧需要突破与完善的问题为，保证该产业经济效益的同时，提升其节能良好的能力。

关键词：铝电解；节能降耗；措施1、电解铝时电流效率降低的因素1.1铝的二次反应所谓“铝的二次反应”，是指槽内阴极上已经析出的铝水，一部分又溶解到电解质中，经扩散转移到阳极附近，被阳极气体氧化造成的铝损失，称为铝的溶解与损失，即“铝的二次反应”，这就是电流效率降低的本质和主要原因。

其反应式：2AL（溶解的）+3CO2（气）=AL2O3（溶解的）+3CO（气）[1]。

1.2 一些离子在阴极上放电耗电在铝电解过程中，一些离子，例如钠离子等会在阴极上放电，从而使耗电量增大，使电流效率大大较低，一般情况下，这一现象发生在分子比较高的时候。

1.3电流空耗电流空耗指的是三价铝离子放电不彻底，以及电解质时的五价钒离子、五价磷离子、四价钛离子等高价离子不彻底放电后就会产生一些相应的低价离子，这些低价离子会再次被电解质转移到阳级空间，氧化成高价离子，这一过程无疑降低了电流效率。

1.4其它损失包括槽内生成AL3C4、熔盐中水分和杂质的电解、出铝和铸造过程中的铝损失等[2]。

2、铝电解节能降耗措施2.1利用信息技术控制电解槽极距通过上述分析可知，电解铝在实际的生产朱红小号的能源数量较大，影响电解铝节能降耗因素主要被分成两个方面：一方面为槽平均电压，另一方面建则为电流的流通效率[6]。

因此，若想保证电解铝节能降耗的质量，企业可以从上述两种因素处着手，寻找其他的解决途径。

2.2保持较低的炉底降压电极槽的集聚对于槽电压的影响较大，这主要是因为槽电压的高低与极距的高低有着重要关联，槽电压升高，极距必然处于升高状态。

与此同时，电解铝的能量消耗情况也随之上升。

总第23卷260期2021年4月大众科技Popular Science&TechnologyVol.23No.4April2021浅谈电解铝环境问题的管理及控制措施陆希俭(广西华磊新材料有限公司，广西平果531499)【摘要】电解铝工业产生的污染物会对生态环境造成严重破坏，影响到水体中各种生物的生存，人们的饮水质量、饮水安全等也会受到影响，而且周边的农作物生长也将会受到严重的威胁。

因此，文章针对电解铝环境问题的管理现状进行分析，提出应充分考虑环境承载能力，提高电解烟气集气效率和净化效率，加大电解烟气净化系统治理力度；杜绝电解铝所使用含高硫石油焦阳极，采用高效率脱硫净化技术治理电解烟气；对危险废物采取资源化、减量化和无害化处理等有针对性的控制措施，尽可能避免污染物的扩散。

【关键词】电解铝；环境问题；管理现状；控制措施【中图分类号】X75【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2021)04-0033-03Discussion on the Management and Control Measures of of EnvironmentalProblems of Electrolytic AluminumAbstract:The pollutants produced by electrolytic aluminum industry will cause serious damage to the ecological environment,affect the survival of various organisms in the water body,the quality and safety of drinking water of people will also be affected,and the production of crops around will be seriously threatened.Therefore,this paper analyzes the management status of electrolytic aluminum environmental problems,and puts forward that we should fully consider the environmental canying capacity,improve the gas collection efficiency and purification efficiency of t he electrolytic flue gas,and strengthen the treatment of t he electrolytic flue gas purification system; put an end to the use of high sulfur petroleum coke anode in electrolytic aluminum,and adopt high efficiency desulfurization and purification technology to treat the electrolytic flue gas;and take the measures of resource utilization and reduction of hazardous waste quantitative and harmless treatment and other targeted control measures,as far as possible to avoid the spread of pollutants.Key words:electrolytic aluminum;environmental problems;management status;control measures引言电解铝已成为生产铝产品工业中不可或缺的一环，是国民经济的支柱产业。

74Metallurgical smelting冶金冶炼电解铝生产中烟气处理与余热利用探讨魏迎辉（山西兆丰铝电有限责任公司，山西 阳泉 045200）摘 要：电解铝这个过程本身的能量利用率不高，再加上烟气也会带走相当一部分的热量，从而导致损失的热量较多，因此，我们要尽可能地将烟气所带走的热量回收利用，以达到节能环保的目的。

本文则通过详细的分析电解铝生产过程中产生的烟气特点，论述了如何尽可能地充分利用烟气余热这部分的能量，以期将来得到更好的发展。

关键词：电解铝；烟气处理；余热利用中图分类号：TF821 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）11-0074-2 收稿日期：2020-06作者简介：魏迎辉，男，生于1973年，汉族，河北辛集人，研究生，轻金属冶金高级工程师，研究方向：铝冶金、电力。

随着科技的日益进步，以及对节能环保这方面的重视，电解铝生产中烟气处理与余热利用也随之出现了能量利用率低的问题，那么如何尽可能地将电解铝生产过程中产生的烟气余热的能量利用率提高就成为了我们必须要解决的问题，电解铝是重要并且常见的一种能源，只有对其深入研究发现问题、解决问题那么该能源，能够保持长期的发展，有着长远的未来。

1 提高电解铝能量利用率的意义当今世界总体上能源形势日益严峻，节能环保已经在世界上达成了共识。

因此将各种能源的利用率提高，也就成为了对节约能源这一方面的一种不可或缺的因素。

然而，电解铝过程中能量利用率仅在50%左右，造成了大量热空气的排放，这样既造成了能源的大量损失，也使得环境被污染。

因此，对于电解铝生产中烟气处理与余热利用这一问题，我们一定要将其重视起来，尽可能地提高电解铝生产过程中产生的烟气余热的能量利用率，并将其高效地应用在人们生活中的其他方面。

2 对于电解铝生产过程中所存在的污染要知道大多数的化学反应都伴随着一定的污染，电解铝也不例外，在电解铝生产过程中，其所产生的固体废物、气体废物、液体废物，这些都会对环境造成很大的损害。