废杂铝熔炼过程中烟气的治理

废杂铝熔炼过程中烟气的治理

我国再生铝工业在最近的几年中发展很快，无论是产量还是生产规模，都居再生有色金属之首，已经在我国铝工业中占有重要的位置。但是，与快速发展的再生铝工业极不协调的是该行业的环境意识很差，环境保护工作非常落后，已经严重影响了这一领域的发展。

随着国家对环境保护工作的重视，有关部门对再生铝工业环境的管理不断加强，一些污染严重的再生铝企业将被淘汰。可以断言，今后再生铝行业的竞争将是环境的竞争，环境问题解决不了，企业就难以生存，对此，我们应有清醒的认识。

从目前我国再生铝工业企业的环境现状看，对环境造成污染的主要污染物是废气。为此，本文将对再生铝行业废气的来源、主要成分和处理技术作一介绍，并根据我国再生铝工业的特点，推荐一条比较适用的环保工艺流程，供再生铝企业在进行环保建设时参考。

一、烟气污染物之来源

我国废铝再生利用主要采用火法熔炼，产生废气并有可能对环境造成影响的工序主要是熔炼过程。在熔炼过程中，采用的燃料主要有煤、焦炭、重油、柴油、煤气、天然气等，燃料在燃烧之后，产生的废气中含有大量的烟尘和含硫、碳、磷和氮的氧化物等气体；炉料（废铝）加热之后，废料本身的油污及夹杂的可燃物会燃烧，也会产生大量含硫、碳和氮的氧化物；在熔炼过程，为了减少烧损、提高铝的回收率并保证铝合金的质量，要加入一定数量的覆盖剂、精炼剂和除气剂，这些添加剂与铝熔液中的各种杂质进行反应，产生大量的废气和烟尘，这些废气和烟尘中含有各种金属氧化物和非金属氧化物，同时还可能含有有害物质，这些都可能对环境产生污染。

二、再生铝烟气的分类和成分

1．再生铝行业废气的分类

根据环保部门之规定，工业部门产生的废气可以分为：含颗粒物废气和含气态污染物废气两大类。由于再生铝行业的原料复杂，在生产过程中同时存在以上两种废气，既有含颗粒物废气又有含气态污染物废气，因此在对废气进行治理的同时，要综合考虑废气中的粉尘和有害气体对环境造成的影响。

2．废气的主要成分

由于再生铝行业原料的来源渠道不同，废料的品种不同、受到污染程度的不同，选用的燃料不同、添加剂成分的不同、采用的熔炼技术的不同，因此，废气中的污染物也不同，归纳起来可以有以下几种：（1）颗粒状废物主要是熔炼过程中产生的金属氧化物和非金属氧化物，如：Mg、Zn、Ca、Al、Fe 、Na、Mg、K 的氧化物和氯化物，还有大量碳粒灰份等，以上构成了我们常讲的尘。

（2）气体污染物废气的主要成分再生铝行业可能会存在以下气体污染物废气，CO、CO2、NOX、SO2、HCl、HF、碳氢化合物以及易挥发的金属氧化物或挥发的金属，可能还会有氯气等等，当然并不是所有的成分都有害，但其中的大多数都会对环境产生较大影响，有的可能会危及工人的生命安全。

三、烟尘的治理

烟尘治理目的一是最大限度地使烟气中的尘得到收集，使有害气体转化为无害的和稳定的物质，达到国家排放标准。对环境的治理，首先要从源头进行控制，对再生铝而言，就是要加强废料的预处理和分类，尽量使各种废物综合利用，减少污染物的产生量；二是尽量选用无污染的添加剂；三是提高熔炼技术，减少废物的产生量。常用的烟尘处理技术如下：

1、集尘室

集尘室是烟气收尘设备中最简单的办法，其原理是当流体的速度突然减慢时，其中的颗粒由于其自身的重力而沉降下来。再生铝产生的烟气在烟道中以一定的速度流动，当烟道的空间突然增大时，气流的速度也突然减慢，由于颗粒的运动速度下降，颗粒在自身重力的作用下沉积下来。集尘室的种类很多，如图所示。

最简单的办法是用砖砌成，如果在集尘室中内制一些挡板，可以提高颗粒的收尘效果，但总的讲，集尘室的收尘效果不好。

2.旋风收尘器

旋风收尘器是一种比较适用的收尘设置，投资较低，效果较好，在许多企业被采用。旋风收尘器也可称之为离心除尘器，其原理如图1所示。

当气体沿切线的方向进入收尘器时，气流会沿一定的方向在收尘器内高速连续旋转起来，气体中的颗粒在高速旋转过程中产生离心力，向四周运动，当碰撞在收尘器的壁上时，因其自身的重力下降到集尘室中，达到收尘的效果。旋风收尘器的效果明显，在许多产生粉尘的企业应用。

3.喷雾式收尘器

其原理是使某种溶液的液滴在下降过程中捕获气体中的颗粒，颗粒被湿润之后，还会吸附其他的颗粒，最后由于其自身的重力下降到集尘室被收集。如图2所示。

在一圆筒之内设置若干个喷头，控制喷头的孔度、流量、压力和角度，使喷下的液体呈雾状，气体从下端上升，颗粒被捕获，喷雾式收尘器是一种简单易行的收尘设置，被广泛应用。

4.扑沫塔

扑沫塔也是一种常用的收尘器，效果要高于以上几种收尘器，但投资较大，操作比较困难。其原理是在一圆筒之内的中间位置设置一隔板，隔板上有无数个小孔，正常运转时，隔板上有一个溶液层，气体从塔的下端进入，通过隔板，通过液层，尘被液体捕获，洁净的气体由液体的上端排除。当气体的压力等于隔板上液体产生的压强时，气液两相静止，当气体的压力大于水压时，气流通过液体，但气体的压强和水层的高度是通过计算来设计的，气体的压力过大，达不到收尘的效果，实际生产中，水面是沸腾的。

5.布袋收尘器

干法收尘主要是布袋收尘器，其原理是使含尘气体通过滤袋，达到收尘的效果，常用的有两种，（1）外制式：在除尘器内置多个袋房，袋房的表面有滤布，生产时，废气进入收尘器内，房内是负压，含尘气体进入除尘器之后，颗粒被吸附在滤布表面，净化之后的气体从袋房中排除。运转一定的时间之后，滤布上的尘灰堆积，透气性能下降，影响了收尘和排风效果，因此，要及时的清除掉灰尘，办法是启动压缩空气，进行反向吹风，灰尘脱落之后进入积尘室。

(2)内制式布袋收尘器：道理与外制式相同，只是含尘气体进入袋房中，袋房外面是负压，气体通过滤布，尘灰积在袋房之中，经过一定的时间之后，经过震动，灰尘自动脱落到积尘室之中，达到了除尘的效果。

布袋收尘的造价相对较高，但是目前经常采用的一种除尘器。在选用布袋收尘器时，一定要注意布袋适应的温度，一般在250度以下。除以上设备之外，还有电收尘等比较先进的收尘设备，但由于造价高，目前再生铝行业没有一家企业采用。

四、气体污染物废气的治理技术

关于气体污染物废气的成分，在上边已经介绍。关于此类废气的治理问题，目前企业基本没有进行治理，主要原因是再生铝工业产生的有害气体的种类多，分别处理很困难。但我们可以看出，这些气体污染物废气还是有共性的，这就是气体污染物废气中的物质大部分都是酸性的，这就给废气的处理提供了方便。一般情况下，只要加入弱碱性物质就可以对其进行有效的治理。一般都加入Na2CO3进行中和，最后达标排放。

在以上谈到的湿法收尘中，如喷淋塔、扑沫塔等，一般都加入水，如果在水中加入碱性物质，就可以在收尘的同时处理了废气中的有害物质。

以上介绍了几种常用的环保设备，希望企业在建设环保设备时参考，同时企业一定要考虑到再生铝产生烟尘的特点---不是连续性产生废气，是间断的产生废气。以上介绍的布袋收尘器、旋风收尘器、喷淋塔等都比较适合行业的特点。

五、推荐的环保系统

考虑到再生铝行业的特点，推荐以下环保流程，该流程适用于产量在5000吨以上的再生铝企业，流程如下：

旋风收尘器—弱碱性喷淋塔

以上流程简单易行，投资小，容易建设。如果我们参加培训的企业都能按照以上的联合流程建设环保设备，我们的再生铝行业就有希望了。两万吨以上的环保流程，建议采用布袋收尘器---弱减性喷淋。