摘要：自改革开放以来，我国社会和经济的发展越来越快，环保节能理念也日益深入人心，对于铝冶炼方面来说，将新工艺、新技术引入环保系统，从工艺、设备控制技术和生产系统的协调方面，开展全方位的研究，从而将铝冶炼企业污染物的排放量降低到最低限度是我们长期的目标，这对推动整个铝冶炼行业的技术进行具有重要意义。基于此，本文主要阐述了铝冶炼的烟气净化工艺、铝冶炼烟气治理存在的问题、利用铝冶炼烟气余热的策略，希望能为我国今后工业的发展带来帮助。
关键词：铝冶炼 烟气净化 余热利用 策略
在现在社会的发展中，环境的持续恶化，正逐步制约着经济的可持续发展和人民生活的提高，环境保护的迫切性在逐步增强。如何增强铝工业产业的节能环保利用是当前要关注的问题。铝冶炼企业烟气净化余热利用系统的应用，能较好地解决铝冶炼生产节能问题，因此加强铝冶炼烟气净化余热利用技术对我国的发展具有至关重要的作用。
一、概况
在铝冶炼生产中，通常以冰晶石-氧化铝熔体为冶炼质，以碳素材料为电极进行冶炼。在阴极上析出液态的金属铝，在阳极上产生以二氧化碳为主的阳极气体，同时还散发出以氟化物和粉尘等污染物为主的烟气，与阳极气体统称为冶炼烟气。弥漫在冶炼车间内部的冶炼烟气使劳动条件恶化，影响生产工人的身体健康。冶炼烟气扩散到厂区周围，也会对大气环境造成经常性污染。因此必须将冶炼烟气进行治理并回收氟化盐和氧化铝。
关于铝冶炼烟气净化处理的工艺方法，国内外大都采用干法净化方式，即首先用新鲜的氧化铝吸附烟气中的有害物质，然后通过布袋过滤，最后将低于国家标准的烟气排入大气。由于在烟气净化中一味追求净化和物料回收效果，对利用高温烟气中携带的热能考虑甚少，造成烟气中的大量的热能白白浪费。
二、铝冶炼的烟气净化工艺
2.1工艺流程
干法净化工艺流程从功能上主要包括冶炼槽集气、吸附反应、气固分离、氧化铝输送、机械排风五个部分。冶炼槽产生的烟气经密闭集气罩收集，通过直径600m。的支烟管进入水平排烟总管到地下烟道。烟气在地下烟道与来自氧化铝储槽下部电磁振动给料机的新鲜氧化铝接触混合，经文丘里管吸附反应，袋式除尘器捕集后的含氟氧化铝用风动流槽、斗式提升机输送至含氟氧化铝储槽供冶炼槽使用。净化后的烟气由排烟机抽送到70。高的烟囱排入大气。
2.2烟气特征
铝冶炼从槽型上来说分为自焙槽和预焙槽两种。槽型不同，其烟气性质完全不同。自焙槽烟气量大，烟温低，一般不超过2000C;预焙槽烟温较高，一般达到400℃以上，烟气量大幅降低。除与炉型有关外，不同的地区、工艺流程、操作手段、原材料都对冶炼槽的烟气特征产生影响。
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三、铝冶炼烟气治理存在的问题
从上而的数据可以看出，铝冶炼烟气温度高，风量大，成分复杂，不同槽型的烟气特征差别很大。同时粉尘的性质比较特殊，粉尘颗粒细，比表而积大，比重轻，同时还具有一定的粘性，难以清灰粉尘中含有较多的沥青粉尘，磨蚀性比较强粉尘中的比电阻也比较高，治理难度比较大。自焙槽由于烟气疲软度高，无法直接应用袋除尘器或电除尘器，比较好的如长青铝业公司利用烟气烘焦炭后除尘，但也未能达到排放标准。由于自焙槽污染大，烟气治理难，能耗高，“九五”以后国家将通过政策逐步予以淘汰，预计到2006年后将全部关闭。
国内铝冶炼行业，无论是国内自行设计的还是从发达国家引进的，基本没有应用铝冶炼烟气余热利用技术，没有解决节能问题。虽然有少数企业对铝冶炼烟气的部分热能进行了利用，但效果均不佳。我国是一个严重缺能的国家，对如何有效的积极的利用能源，特别是再生能源显得越来越具有经济意义和社会意义。
四、利用铝冶炼烟气余热的策略
冶炼产生的烟气由导烟管引入余热锅炉进行热交换，温度降至150℃后进入主烟道与氧化铝进行吸附反应，然后进针刺布袋除尘器除尘，净化后烟气由排烟机送入烟囱排放。余热锅槽产生150℃左右的过热蒸汽供生产使用。
该系统由余热锅炉、针刺布袋除尘器、排烟机三大主机设备组成主系统，另外还包括软化水系统、落花流水丸清灰循环系统、过热蒸汽并网系统、针刺袋除尘器反吹风系统、卸灰输送系统、计算机控制系统等辅助系统。关键技术的突破包括锅炉受热面清灰技术、针刺袋清灰技术、温度控制技术、钢结构热应力补偿技术、系统设计技术、引风机耐温防震技术、滤料设计技术等。余热锅炉采用单气包自然循环直立烟道式，用落丸清灰技术有效解决了锅炉受热面的清灰难题；锅炉结构紧凑、热工制度稳定，保证烟气出口温度稳定在150℃以下，满足了袋除尘器的要求。根据铝冶炼烟气特点设计的袋除尘器采用了一些最新技术，重点考虑了气流分布、清灰方式、卸灰方式、温度控制、设备锁风等技术，并考虑了加强的钢结构设计及整体热应力消除技术。由于采用负压流程，进入主风机的烟气已经得到净化，风机运转的可靠性大大加强。计算机控制方面实现了各工艺过程主要参数的实时监控，锅炉水位自动调节，锅炉受热面和针刺袋清灰的自动控制，落丸清灰系统过程监控。主要工艺参数实现了实时曲线或数据显示，并可以根据需要随时查询打印。
烟气温度必须超过300℃才能产生过热蒸汽；烟气量不能太大，否则经济上没有可行性；烟气中不能有焦油，否则余热锅炉和针刺袋除尘器都将失效；烟气中一氧化碳必须小于一定比例，否则进余热锅炉容易产生爆炸。这样的应用条件对于自焙槽铝冶炼行业来说是无法达到的，该槽型约占总数的15％。另外该技术一次投资太大，以年产10万吨的铝冶炼企业为例，烟气净化余热利用系统一次投资约4000万元。
五、结束语
综上所述，随着我国社会的发展，铝冶炼工业迅速发展，为国民经济的增长做出了重要贡献。但在冶炼铝生产过程中，会产生大量有害烟气，这种气体严重危害人类的健康，破坏生态环境。铝冶炼行业总体环保与节能的水平较低，严重阻碍着社会整体质量的发展，因此，我们应严格把控环保与节能工作，为铝冶炼企业的发展奠定良好的基础。
参考文献
[1]张晓.冶炼烟气余热回收利用的技术研究[J].资源节约与环保，2014（08）.
[2]张群力.燃气锅炉烟气余热回收利用技术研究[J].建筑科学，2016（06）.
论文作者:韦文明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
标签：烟气论文; 余热论文; 铝冶炼论文; 氧化铝论文; 技术论文; 锅炉论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第14期论文;