电解铝烟气净化技术的发展与展望分析
电解铝生产中烟气净化及余热利用的研究分析
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
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。
浅谈国内电解铝烟气净化系统的主要问题及改进
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。
电解铝企业环境污染分析及治理措施
电解铝企业环境污染分析及治理措施以电解铝生产系统为出发点，从生产过程中产生的有害气体、固体废弃物和污水等三个方面阐述了电解铝企业污染物产生机理和污染现状。
着重指出有害氣体和高危有害废槽衬等固体废弃物对环境破坏的严重性，有针对性地给出了电解铝企业治污的措施。
标签：电解铝；环境污染；生产系统；治理措施目前，我国电解铝年产量已经突破2400万吨，居世界首位，且电解铝年产量仍以10%的速度递增[1]。
在电解过程中，多种氟化盐在高温作用下熔融为电解质，氧化铝与电解质在电流作用下析出金属铝，而电解质中的氟化盐发生化学反应生成氟化氢，氟化碳和氟化硅等氟化物气体，这些气体氟化物是电解铝生产过程中的特征污染物，若不加以控制和净化会对空气造成严重的污染[2-3]。
同时，在电解过程中会造成部分氟化物粉尘飞扬，这些氟化物随烟气排放一定程度地污染周围环境。
另外，电解铝企业在生产过程中会产生大量的固体废弃物，如废槽衬、碳渣、生活垃圾等，这些固体废弃物对于企业周围环境污染也起着促进作用。
鉴于此，作者根据多年工作经验对电解铝企业污染源进行分析，并给出有针对性的治理措施。
1 电解铝污染物分析1.1 电解铝生产系统在电解铝生产过程中，以碳素体和铝液分别作为阳极和阴极，在直流电和950℃～970℃作用下，碳素阳极与氧发生反应生产一氧化碳和二氧化碳而不断消耗，故需要对碳素阳极进行定期补充；阴极产物为铝液，铝液从电解槽内通过出铝抬包抽出进入混合炉和铸造机制成铝锭。
在电解过程中，电解槽中会溢出大量的氟化物气体、氟化物粉尘、二氧化硫和其他粉尘颗粒，这些产物是电解铝企业主要污染物。
资料显示，电解铝企业氟化物污染物产率为20～35kg/t-Al，且电解铝企业中的99%以上的污染物均在电解铝过程中产生。
电解铝生产系统流程和污染物产生过程见图1所示。
1.2 污染物分析（1）有害气体污染，电解铝企业环境污染最主要的因素便是电解铝生产过程中产生的有害气体。
铝电解烟气脱硫现状与趋势
铝电解烟气脱硫现状与趋势王俊青，周云峰，李昌林，张芳芳，汪艳芳，罗丽芬，张芬萍（中铝郑州有色金属研究院有限公司，河南 郑州 ４５００４１）摘 要：中国电解铝产量占世界总产量的一半以上，已连续多年位居世界第一，铝电解过程中会产生大量烟气，二氧化硫是铝电解烟气的主要污染物，铝电解烟气脱硫就成为必然趋势。
目前，由于铝电解烟气中二氧化硫浓度低、烟气量大而使得电解铝烟气脱硫非常困难，还没有形成脱硫效果理想的、工艺成熟的、能大规模应用的工业化脱硫技术，很多脱硫技术基本都处于研发试验阶段。
本文介绍了铝电解烟气脱硫的现状、烟气脱硫方法以及目前在电解铝烟气脱硫中常用的脱硫方法，为以后的电解铝烟气脱硫提供借鉴和参考。
关键词：铝电解；烟气；脱硫；方法中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０９－０００１－２Current Situation and Trend of Flue Gas Desulfurization in Aluminum ElectrolysisWANG Jun-qing, ZHOU Yun-feng, LI Chang-lin, ZHANG Fang-fang,WANG Yan-fang, LUO li-fen, ZHANG Fen-ping（Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ ｍｅｔａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｌｔｄ ｏｆ Ｃｈａｌｃｏ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００４１，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ａｃｃｏｕｎｔｓ ｆｏｒ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｈａｌｆ ｏｆ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ＇ｓ ｔｏｔａｌ ｏｕｔｐｕｔ， ａｎｄ ｈａｓ ｒａｎｋｅｄ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ ｆｏｒ ｍａｎｙ ｙｅａｒｓ． Ａ ｌｏｔ ｏｆ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｗｉｌｌ ｂｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ． Ｓｕｌｆｕｒ ｄｉｏｘｉｄｅ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｗｉｌｌ ｂｅｃｏｍｅ ａｎ ｉｎｅｖｉｔａｂｌｅ ｔｒｅｎｄ． Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ， ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｗ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ ｄｉｏｘｉｄｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｆｌｕｅ ｇａｓ， ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅ ｔｈｅ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ． Ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｏ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ｉｄｅａｌ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ， ｍａｔｕｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｍａｎｙ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｒｅ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｑｕｏ ｏｆ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ， ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ．Keywords: Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ； Ｆｌｕｅ ｇａｓ； Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ； Ｍｅｔｈｏｄ中国电解铝业工业经过60多年的发展，整体技术水平已达到国际先进。
电解铝生产中烟气处理与余热利用探讨
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。
关于铝电解槽烟气净化研究
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。
电解铝厂烟气处理工艺
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。
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电解铝烟气净化技术的发展与展望分析
发表时间：2019-09-02T11:40:40.900Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：吴雪
[导读] 摘要：电解铝烟气中含有很多的温室气体，甚至有部分足以致命的含量存在，所以人们一直十分重视电解铝烟气净化技术，本文通过对比当前电解铝烟气净化技术与之前的不同，来分析电解铝烟气技术未来的发展。
十一冶建设集团有限责任公司 542007
摘要：电解铝烟气中含有很多的温室气体，甚至有部分足以致命的含量存在，所以人们一直十分重视电解铝烟气净化技术，本文通过对比当前电解铝烟气净化技术与之前的不同，来分析电解铝烟气技术未来的发展。
关键词：电解铝烟气技术；氟化物；排放量
引言：
当今世界，由于环境问题频发，在当前的社会之中，一些能耗较高且污染严重行业要么在进行产业升级，要么在对自身的工艺进行强化。
由于电解铝烟技术多被应用于能耗高、污染大的行业，所以相关人员对其净化技术的发展做出了无数突破，目前有多种净化技术，在当今电解铝烟气净化方面取得了不错的成果。
一、电解铝烟气净化技术
电解铝主要是靠着冰晶石一氧化铝为电解质，以碳阳极、阴极为电极进行电解反应，电解铝生产中排出的废气主要是以二氧化碳和氢氟酸气体为主的气-固氟化物等。
二氧化碳是一种温室气体，是造成全球气候变暖的主要原因。
而氟化物中的四氟化碳和六氟乙烷，其温室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍，并且会对臭氧层造成不同程度的影响。
氢氟酸则是一种剧毒气体，通过皮肤或呼吸道进入人体，仅需1.5g便可以致死。
所以电解铝当中产生的废气危害十分巨大，必须经过净化处理，只有这样才能够对其危害进行有效防治。
二、电解铝烟气净化技术分析
电解铝烟气净化技术当中较为重要的环节就是关于除尘器和反应器的技术，当前国际上较为先进的就是净化技术持有者分别在法国和挪威，他们占据了国际上关于电解铝烟气净化市场八成左右的份额，同时在该方面还有一些其他的技术。
（一）Alstom Abart净化技术
Abart净化工艺主要是通过小型空气提升机直接喷射到灰斗当中，其中滤袋会将大量的新氧化铝进行吸附，循环氧化铝在弧形烟道中经过的时候，会被离心分离下来，随后通过小循环加料的方式，将其加入到单元支烟管内，并且在烟管之内采取一定的措施防止物料沉降。
在气流的均布方面，除尘器每根支管上都有单独的单板阀，除尘器中有导流隔板能够保证气流均匀分布，提高了净化效率。
在这样的操作之下，氢氟酸的排放浓度能够达到0.5mg/N m²，由于采用了脉冲的除尘方式，过滤的面积可以达到1400m²，同时采用管道注射式反应器将氧化铝喷射，具有较低的阻力。
Alstom Abart具有以下优缺点：优点是净化效率可以达到99.7%，同时具有较低的氧化铝破损率；能够增加预分离，减少布袋的负荷；能够进行二次反应，除尘的时候能够有少量的氧化铝结块。
缺点则是反应器内部维修困难；建造的费用较高，同时新的氧化铝喷射不容易实现。
（二）Solios TGT-RI净化技术
TGT-RI技术主要是对净化器添加两级燃料，其中第一级是新鲜氧化铝焦虑在除尘器下方进行，第二级则是在设备内部，将沸腾床上的循环氧化铝通过引射诱导的方式加入到烟气之中，从除尘器中部进入，并且将其均匀进行分配，提高了净化效率。
在布袋的清灰方式方面，除尘器采用缓释脉冲的方法，提高了布袋的清洁程度，同时延长了使用寿命。
在这样的方式之下，氢氟酸排放浓度达到了0.3mg/N
m²，而且过滤的面积也达到了较大的1400-2200m²，反应器主要是通过管道的方式进行反应，反应阻力也较低[]。
TGT-RI技术的优缺点：优点是能够达到99.7%的高净化效率，其次是过滤面积较大，同时有较长的接触时间，更少的能源消耗，而且由于清洁技术的缘故，导致布带的寿命较长，能够达到六到七年，而且氧化铝的破损率也很低。
缺点则是维修困难，同时对于氧化铝的循环控制存在一定问题，内部的钢管磨损严重，消耗量大，设备的建造开支较大。
（三）Solios Virbrair技术
Solios Virbrair主要的工作原理是采用菱形扁袋组合式除尘器，同时运用文丘里反应器技术，吹灰方式则是采用反吹灰，同时在布袋方面，该单元能够单独进行检修，大大加强了检修方面的难度。
而且Solios Virbrair净化技术在氢氟酸的排放方面，达到了0.8-2mg/N m²，文丘里的梵音方式相对来说阻力中等，净化过滤的面积也能够达到1850m²。
Solios Virbrair优缺点都十分明显：首先就是关于该技术的优点，运行效率较为稳定，同时氧化铝磨损率较低，机械的检修简单。
缺点则是反应效率十分一般，占地面积相对较大，在占地上造成较大的困扰。
（四）A-398 Fluidized Bed技术
A-398 Fluidized Bed是沸腾床净化技术，主要是让烟气通过除尘器中的大沸腾床，同时在大沸腾床上有氧化铝料层，这样做的净化效率非常高，但是由于沸腾床的阻力非常大，这就导致了能源消耗方面开支较大。
A-398 Fluidized Bed技术有着非常好的净化效果，关于氢氟酸的排放能够达到0.1mg/N m²，采用沸腾床的净化方式，最终的阻力会非常大，控制起来以及能源消耗方面都是一个比较大的问题。
A-398 Fluidized Bed的优缺点：首先是优点方面，A-398 Fluidized Bed技术进化的效率能够达到99.9%，同时由于极高的净化率，氧化铝的磨损也非常小，而且氧化铝也无需进行循环，工序流程降低。
缺点则是由于沸腾床强大的阻力导致能量消耗较高，过程也非常难以控制，实用性存在一定问题。
（五）VRI喷射技式反应器技术
VRI喷射技式反应器技术是利用垂直径向喷射装置将循环氧化铝以及新氧化铝加入到除尘器前段的进烟口中，能够有效减低氧化铝的破损率，同时能够降低阻力。
VRI喷射技式反应器技术在氢氟酸的排放方面能够达到1-2mg/N m²，净化的面积较低，仅能达到400m²，由于采用普通式喷射的方法，反应的阻力较低。
VRI喷射技式反应器技术具有低氧化铝磨损率，低能量消耗的优点，同时缺点也比较明显，需要定期进行维护，同时反应的效率一般。
（六）Tor bed技术
Tor bed技术在当前时期使用较少，由于在反应器中气体存在的时间较长，所以反应非常充分，反应率也非常高。
对于氢氟酸的排放能
够达到0.3mg/N m²，同时因为使用旋流板进行反应，所以在阻力方面较高，能源消耗相对较大。
Tor bed技术同样存在其优缺点：优点就是能够有较低的压降，同时具有较低的气体流苏，而且能够有较少的氧化铝结块，减少了收集的步骤。
缺点则是对于导流板材的要求比较高，同时结构较为复杂，操作维修存在一定的困难。
（七）SAMI净化技术
SAMI净化技术是我国吸取国外经验自主研发的一种净化技术，主要是通过对电解车间以及喷射进行改造，其中较大的改造就是采用了双烟管系统，一定程度上加强了电解槽器的气体排入，大大提高了效率，同时在喷射方面，使用多点喷射的方式，能够让气体进行足够的接触，而且通过对除尘袋的改进能够让气体接触时间更长，反应更加充分，这就让净化的效果也有一定的增强。
SAMI净化技术在氢氟酸的排放上能够达到0.5-1mg/N m²，过滤面积也能够达到较大的1220m²，同时由于设计的全面性考虑，反应器的阻力也相对较低。
SAMI净化技术的优缺点，首先是优点方面，SAMI净化技术净化效率较高，能够达到99.4%-99.7%，同时具有较低的氧化铝磨损，能量消耗较低。
缺点则是对循环氧化铝的控制较为困难，同时需要定期的清理。
对人工要求较大[]。
三、世界对于电解铝烟气净化技术的要求
由于世界上对于电解铝烟气的净化标准不同，这里主要对其中具有代表性的国家进行叙述。
美国对于电解铝烟气净化的要求是，氟化物排放量不能够超过0.6kg/t-AI（新建预熔），0.8kg/t-AI（现有预熔）。
排放浓度年均不能够超过15mg/m²，日均不能够超过65mg/m。
德国对于氟化物排放的标准是不能够超过0.6kg/t-AI，排放浓度则是不能够超过1.0mg/m。
欧盟对于氟化物排放的标准则是0.4-1.0kg/t-AI，排放浓度则是在1-5mg/m之间。
埃及对于氟化物排放要求则是排放量不能超过1.2kg/t-AI，排放浓度不能够超过20mg/m[3]。
最后是中国。
我国对于排放的标准是0.6kg/t-AI，浓度则是3mg/m，颗粒物排放浓度是20mg/m。
通过上述数据可以发现，发达国家和发展中国家对于标准的设定是不相同的，我国在这些标准上已经接近发达国家的水平[4]。
四、结束语
虽然我国当前电解铝烟气净化技术没有实现质的飞跃，但是假以时日，在我国各项指标的支持以及开拓下，必然会有一个光明的未来。
参考文献：
[1]杨青辰，王尚元.电解铝生产氟化物总量排放控制措施[J/OL].世界有色金属，2019（02）：11+13[2019-05-10].
[2]滕飞.浅谈氧化铝、电解铝的冶炼技术及发展动向[J].世界有色金属，2019（01）：5+7.
[3]郭福宝.治理电解铝行业环境污染的措施研究[J].世界有色金属，2019（01）：25+27.
[4]吴魁，潘永宝，魏志刚，马超，姬涛.电解铝烟气处理措施技术探讨——以某电解铝企业为例[J].绿色科技，2017（08）：78-79+81.。