烟气净化培训教材_-.ppt

2012年04月 电解车间烟气净化生产工艺及主体设备简介 我公司烟气净化系统 第一部分工艺 第二部分技术规范 主要设备操作规范 一 烟气净化工艺 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 氧化铝熔体为电解质 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 由于氧化铝含水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 一 概述 2Na3AlF6 3H2O 2Al2O3 6NaF 6HF 2AlF3 3H2O Al2O3 6HF 2NaF H2O Na2O 2HF 1 2在发生阳极效应时 在高电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 该产物的排放量影响因素 阳极效应的频率 阳极效应延续时间 2 电解烟气的危害 弥漫在电解车间电解烟气 恶化劳动生产条件 严重影响生产工人的身体健康 电解烟气不净化处理扩散到大气中 对生态有一定的危害 氟化物离子是一种普通的细胞毒素 所以人体中所有的细胞和器官系统都会受到影响 当氟化物进入人的肌体内时 大部分氟化物便被胃肠道吸收 进入血液中 沉积于骨骼的磷灰石无机物中 氟化物离子对钙和磷有很强的亲和力是其沉积骨骼 牙齿 指甲和头发的硬组织中的原因 人体中99 以上氟化物滞留在骨骼中 众所周知CO2被称为温室气体 而CF4 C2F6全氟乙烷使全球变暖趋势分别是CO2的6500 9200倍 因此在电解铝生产中应尽量减少阳极效应次数 法国彼施涅公司 300kA预焙槽 基本达到无效应操作 3 对废气治理的必要性按照国家环保标准GB1297 1996 大气污染物综合排放标准 的要求 必须对电解烟气加以治理 进行达标排放 国家提高对电解铝行业准入的门槛 如 产能消耗 电能 厂址外部环境 技术指标等进行限制 强制对治理效果进行监测 定期复检 在线监测 环保局设置终端监测等 我公司执行标准 氟化氢排放标准 3 0mg Nm3颗粒物排放标准 20mg Nm3SO2排放标准 200mg Nm3 二 我公司烟气净化系统 1 工艺原理烟气净化方法 湿法净化和干法净化回收两种 1 1干法 用氧化铝作吸附剂 使之产生含氟氧化铝 直接返回电解槽使用 此法多用于预焙槽和上插自焙槽 是一种较新的方法 我国于1977年4月开始试验这一技术 现在已掌握了工艺流程和技术条件控制等问题 优势 易于控制 流程简单 环境好 操作容易 而且干法净化回收过程中产生的二次污染小 净化效果好 1 2湿法 湿法净化回收有多种方法 如用清水洗涤 碱水洗涤 海水洗涤等 从近十几年的发展趋势看 湿法净化回收大部分已被干法净化回收所取代 2 干法净化基本原理流程框图 含氟烟气 集气系统 VRI反应器 气固分离 载氟氧化铝 废弃排空 新鲜氧化铝 去电解作原料 3 吸附效果Al2O3吸附HF是由它们的性质和吸附规律决定的 电解用Al2O3性质 Al2O3根据焙烧状况的不同 各结晶构造的比例也不一样 一般为r型与 型及少量的中间型 型活性较差 约占总量的40 50 r型及中间型Al2O3孔隙率较高 比表面积较大 且Al2O3是一个典型的两性化合物 HF的性质 HF沸点为19 54 活性大 具有同自身以及其他化合物相结合的特点 氧化铝与烟气中的HF接触后 吸附反应速度很快 几乎是在0 25 1 5秒钟完成 4 干法净化回收效率干法净化回收的吸附效率主要取决于氧化铝的物理性能和投入到烟气中的数量 氧化铝分粉状氧化铝和砂状氧化铝 氧化铝的比表面积的大小 不仅影响氧化铝的熔解性能 而且也影响对HF的吸附效率 氧化铝是一种多孔结构的物质 具有很大的内表面积 这给吸附物和吸附剂之间提供了接触机会 所以氧化铝的比表面积越大 接收吸附物的能力就越大 吸附量也随比表面积的增加而增加 特性见下表 从上表中可以看出砂状氧化铝的比表面积比粉状氧化铝的比表面积大的多 所以砂状氧化铝是理想的吸附剂 5 吸附规律吸附为表面作用 吸附剂的比表面积越大其吸附能力越强 吸附剂的比表面积的大小取决吸附剂的孔隙率的大小及其颗粒的粗细 吸附质的沸点越高越易被吸附 相反则难于被吸附 氧化铝对HF以化学吸附为主 物理吸附次之 化学吸附的结果在氧化铝表层 每个氧化铝分子吸附两个HF分子 生在单分子层吸附化合物 HF的高沸点 化学性强的特点 使得HF很容易被氧化铝吸附 用化学式表示如下 吸附 3Al2O3 6HF 3 Al2O3 2HF 转化 3 Al2O3 2HF 2AlF3 3H2O 2Al2O3总反应式 Al2O3 6HF 2AlF3 3H2O 三 工艺流程 1 1浓相输送部分概念 一种气力输送中的静压输送技术 是直接利用压缩空气的静压能来推动物料 使物料呈非悬浮态栓装流动 输送物料时风速低解决了能量传递和颗粒物间的摩擦损失 作用 将入厂新氧化铝送到新鲜氧化铝仓 所用设备 浓相打料压力罐 1 新鲜氧化铝供给 1 2超浓相输送部分概念 一种气力输送中的流态化技术 是低压风通过分配板使槽内物料流态化 使其具有流体的性质 同时沿输送方向建立起料柱差 料柱差所产生的推动力足以克服流体流动的摩擦力时 流态化的物料向前流动 作用 将新鲜氧化铝加入净化系统 返回载氟氧化铝至载氟仓 新鲜氧化铝定量地从新鲜氧化铝料仓排出 经水平风动溜槽分别供给进入到各个VRI反应器中 吸附后的载氟氧化铝由除尘器下部的沸腾床的溢流口经水平溜槽及气力提升机输送到载氟氧化铝料仓供给电解槽使用 超浓相输送 溜槽供风机 所用设备 风机风动溜槽 2 1集气系统 一次烟气 铝电解槽散发出来的 由槽上集气罩收集下来的烟气 一次集气系统 收集一次烟气的设备系统 二次烟气 未经集气罩收集而直接进入电解厂房空气中的烟气 二次集气系统 收集二次烟气的设备系统系统 特点 一次烟气的体积较小 其中氟化物浓渡较大 二次烟气的体积较大 其中氟化物浓渡较小 2 烟气收集系统 1 一次集气系统一次集气系统的密闭程度通常是75 98 这就是说 还有相当数量的烟气泄漏入厂房空气中 当然也有相当数量的空气进入槽罩之内 2 二次集气系统由于一次集气系统的密闭程度不能达到100 再加上还有大量的热从电解槽散发出来 所以电解厂房内部必须有良好的通风 让外部的新鲜空气通过墙壁上的百叶窗进入电解厂房 流经电解槽的操作地带 然后上升至天窗 电解槽散发的烟气呈无组织扩散状态 为了有效的控制污染 必须对电解槽进行密封 收集到的烟气通过电解槽的排烟支管汇总到电解厂房排烟总管 然后送往净化系统集中处理 集气总管道 3 1 烟气净化过程 将吸附剂氧化铝粉通过VRI反应器 设备部分详细介绍 加入到烟气中 并使之与烟气充分接触而吸附烟气中的HF 本流程中 新鲜氧化铝除了去净化烟气 也可以直接到电解厂房供其使用 3 烟气净化与气固分离 左图中 VRI反应器位于烟道的内部下方位置 新鲜氧化铝通过反应器与地下烟道来的烟气充分混合 之后向上进入除尘器 进行气固分离 3 2 气固分离 吸附后的氧化铝为载氟氧化铝 载氟氧化铝与烟气的分离是由具有最严格控制指标的袋式除尘器来完成的 4 载氟氧化铝的回收 分离下来的载氟氧化铝 一部分作为循环氧化铝继续参与吸附反应 另一部分 相当于新鲜氧化铝的加入量 由气力提升系统送入载氟氧化铝料仓供电解使用 二 技术规范 1 主要设备1 1菱形组合式布袋除尘器1 工作原理 含尘气体从下部进入滤袋 在通过滤料的孔隙时 粉尘被捕集于滤料上 透过滤料的清洁气体由排出口排出 沉积在滤料上的粉尘 可由反吹的作用从滤料表面脱落 落入灰斗中 菱形组合式布袋除尘器 2 主要特点高效除尘 除尘效率高达99 9 以上 清灰方式采用低压反吹清灰 清灰是由设在除尘器顶部的气缸阀控制的 可以在指定的任何时间内由程序控制清灰 清灰时不进行过滤 反吹气流与过滤气流方向相反 反吹风风压较低 清灰后净化除尘效率仍很高 清灰时整个布袋振动小 布袋既不互相碰撞 也不受任何机械损伤 滤料使用寿命长 布袋容积大 吸湿性小 阻力低 耐温耐磨 耐腐蚀 1 2先进的VRI反应器 1 工作原理 AL2O3经给料箱和流化元件进入VRI空心锥体 经锥体壳体上的沿辐射线布置的孔均匀地 呈溢流状态流入烟气管道内 并很快布满整个管道截面 烟气自下而上穿过这层断面与AL2O3接触 AL2O3连续地加入 烟气连续地流过 为烟气和AL2O3提供了均匀的接触机会 完成AL2O3对HF的吸附过程 沿锥体圆周布置的溢流孔 使AL2O3能充满整个管道断面 克服了管道稀相反应器及布料不均的缺点 缩短了所需的管道长度 提高了净化效率 2 主要特点 物料破损率低 设备不存在堵眼问题 操作维修简单方便 3 主要组成部件 空心锥体 多孔喷射器 引射器 流态化元件 双通道进料装置 尾部气体射入管路 视窗 密封件等组成 由于AL2O3与烟气接触不是在强烈的紊流气氛中进行 如文丘里反应器 且AL2O3在系统中停留时间短所以破损率在现有的几种反应器中它比较低 另外流化元件不与烟气直接接触 不存在孔眼堵塞问题 操作维修简单方便 下表为不同形式的氧化铝破损率及阻力损失比较 1 3氧化铝水平输送技术氧化铝水平输送采用风动溜槽输送 该技术的优点是能耗低 管理简单 输送能力大 密封性能好 无检修工作量 并具有氧化铝破损率低的特点 新氧化铝从贮仓输送到反应器 返回的载氟氧化铝输送到气力提升机 循环氧化铝加入到反应器的输送都采用风斗溜槽 操作前检查1检查电解槽烟管阀门在合适的开启角度 管道无泄漏 2检查系统的风机 电机 各阀门 仪表处于正常状态3检查料仓料位情况4检查料仓内泄压管正常连通 5确认循环水通畅 水泵出口压力保持在0 3Mpa 0 45Mpa之间 2 1烟气净化系统操作规程 2 操作规范 浓相管道主排风机超浓相 启动操作1打开除尘器进出口阀门 排烟风机出口阀门 关闭排烟风机入口阀门2按规程启动主排烟风机3启动气力提升风机向载氟仓送料4启动高压离心风机 打开氧化铝给料阀向风动溜槽送料5启动流态化风机 打开除尘器沸腾床供风阀门及下料管道阀门6合理调整新鲜氧化铝的投入量 确保VRI反应器喷吹良好 新鲜料不断流7启动反吹风机 投入除尘器时间控制方式8确定除尘器进入运行状态 停机操作1停止投料2停止流化风机3停止高压离心风机4停止气力提升风机5停止反吹风机并退出除尘器时间控制方式 6按规程停止主排烟风机 并关闭风机出口阀门 净化主排风机 操作前检查1检查供料风机 电机 变频器处于正常状态 2检查各阀门开度 频率设定 仪表显示正常 3载氟氧化铝贮仓应有足够的物料 2 2超浓相输送操作 超浓相管道 启动操作1按下启动按钮 调整进风口阀门 使压力在5KPa 5 5KPa之间 2在供料平台上巡视 从视镜观察料的走料情况和料位高度 3必要时用胶锤敲打溜槽 并抖动平衡料柱布袋 4用手按压槽上槽软连接 可判断料箱是否供满 5槽上部料箱收尘管返料时 需调整减压阀 降低供风压力 6当检修某台电解槽时 关闭对应电解槽上溜槽的DN50的球阀 停机1检查确定每台电解槽料箱均已加满 停止风机运行 2禁止长时间风机带负荷运行 运行中的检查1检查管道中走料情况2检查有无跑冒滴漏 2 3菱形组合式布袋除尘器操作规程 操作前检查1确保主排烟风机和气力提升机 反吹风机处于正常的运行状态 2确保流态化风机运行正常 出口压力低于18KPa3检查各固定部位是否连接紧固 无漏料漏风现象 供气管道压力不低于0 4Mpa 有无漏气 气源分离器堵塞现象 4各下料管道和溢流管是否堵塞 回收溜槽是否走料顺畅 5检查沸腾床有无积料情况 6巡视除尘器上部汽缸动作情况 汽缸润滑情况 7检查反吹管道阀门的开关情况 确保处于全开状态 8检查进出口反馈信号是否正确 与现场是否对应 主排烟机气提泵 除尘器 启动操作1选择时间控制方式或者手动控制方式2点击启动按钮 手动控制时点击投入按钮 系统的状态由停止变为运行3运行后反吹压力交替变化停止操作1首先停止该台除尘器或者单个系统投料量2点击停止按钮 手动控制时点击退出按钮 系统由运行状态自动转入停止状态 运行中的巡检1流态化风机电流 压力 反吹风机 高压离心风机压力 压缩空气总管压力的参数要每小时巡视一遍 2巡视新鲜溜槽和返回溜槽的走料是否顺畅 下料管道下料是否通畅 沸腾床是否积料 3单台除尘器差压在1500 4000Pa 差压过高则认为布袋结焦严重 差压过低认为布袋破损较多 4及时切换单台除尘器画面 查看各项工艺参数5检查VRI反应器的喷吹情况以及新鲜溜槽的下料情况 2 4浓相输送操作 操作前检查1检查储气罐出口压缩空气总管压力是否在0 6Mpa以上 2检查收尘 下料风机应处于正常状态 3检查压力容器本体阀门及信号 仪表及转换开关应处于正常状态 4联系确认净化料仓料位 及新鲜仓内负压情况 5正常打料时阀门转向净化氧化铝仓 天车加料时将阀门转向天车加料仓 启动系统1启动收尘风机及下料风机 并确认运转正常 2天车工 挂袋工