電解鋁工藝流程-編寫.pdf

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1、'.電解鋁工藝流程電解鋁就是通過電解得到的鋁，現(xiàn)代金屬鋁的生產(chǎn)主要采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。;.'.1.鋁電解工藝直流電通入電解槽，電解槽溫度控制在940-960℃，熔融冰晶石是溶劑，氧化鋁作為溶質(zhì)，以炭素體作為陽(yáng)極，鋁液做為陰極，使溶解于電解質(zhì)中的氧化鋁在槽內(nèi)的陰、陽(yáng)兩極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。在陰極電解析出金屬鋁，在陽(yáng)極電解析出CO和CO2氣體。鋁液定期用真空抬包析出，經(jīng)過凈化澄清后，澆鑄成商品鋁錠。陽(yáng)極氣體經(jīng)凈化后，廢氣排空，回收的氟化物等返回電解槽。電解鋁的主要設(shè)備是電解槽，現(xiàn)代鋁工業(yè)主要有兩種形式的槽式分別為自焙陽(yáng)極電解槽

2、和預(yù)焙陽(yáng)極電解槽。以下為兩種槽的比較：圖一：兩種類型電解槽的比較目前世界上大部分國(guó)家及生產(chǎn)企業(yè)都在使用大型預(yù)焙槽，槽的電流強(qiáng)度很大，不僅自動(dòng)化程度高，能耗低，單槽產(chǎn)量高，而且滿足了環(huán)保法規(guī)的要求。從鋁電解槽的發(fā)展來(lái)看，目前電流強(qiáng)度達(dá)到17-22KA的大型化各類陽(yáng)極電解槽，產(chǎn)鋁量為1200-1500Kg/d，電能消耗降低到13.5KW*H。下圖為一;.'.種鋁電解槽參數(shù)圖二：一種鋁電解槽配置圖2.電解煙氣干法凈化2.1干法凈化原理干法凈化就是以某種固體物質(zhì)吸附另一種氣體物質(zhì)所完成的凈化過程。具有吸附作用的物質(zhì)稱吸附劑，被吸附的物質(zhì)叫吸附質(zhì)。鋁電解含氟煙氣

3、的干法凈化使用電解鋁生產(chǎn)用的氧化鋁，作為吸附劑吸附煙氣中的氟化氫等大氣污染物來(lái)完成對(duì)煙氣的凈化。氧化鋁對(duì)氟化氫的吸附過程分三個(gè)步驟：（1）氟化氫在氣相中不斷擴(kuò)散，通過氧化鋁表面氣膜到達(dá)氧化鋁表;.'.面。（2）氟化氫受氧化鋁離子極化的化學(xué)鍵力的作用，形成化學(xué)吸附。（3）被吸附的氟化氫和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成表面化合物―氟化鋁。氟化氫的吸附率可達(dá)98%~99%，瀝青煙的吸附率在95%以上。載有氟和瀝青煙的氧化鋁由布袋除塵器分離后供電解使用?；厥盏姆祷仉娊獠劭裳a(bǔ)充電解生產(chǎn)過程中損失的氟元素，瀝青焦油返槽后可逐步被燒掉。2.2干法凈化工藝流程圖3干法凈化

4、工藝流程圖干法凈化工藝流程包括電解槽集氣、吸附反應(yīng)、氣固分離、氧化鋁輸送、機(jī)械排風(fēng)等五個(gè)部分，如圖3所示。（1）電解槽集氣。電解槽散發(fā)的煙氣呈無(wú)組織擴(kuò)散狀態(tài)，為了有效;.'.地控制污染，必須對(duì)電解槽進(jìn)行密封。收集的煙氣通過電解槽的排煙支管匯到電解廠房外的排煙總管，然后送往凈化系統(tǒng)集中處理。（2）吸附反應(yīng)。將吸附劑新鮮的氧化鋁粉加入到電解煙氣中，并使之與煙氣充分接觸而吸附煙氣中的氟化氫，然后送到布袋除塵器袋濾室。（3）氣固分離。吸附后的氧化鋁為載氟氧化鋁，載氟氧化鋁與煙氣的分離是由布袋除塵器來(lái)完成的。分離下來(lái)的載氟氧化鋁，一部分作為循環(huán)氧化鋁繼續(xù)參與吸附

5、反應(yīng)，另一部分由氧化鋁輸送系統(tǒng)送入載氟氧化鋁料倉(cāng)，供電解使用。（4）氧化鋁輸送。新鮮氧化鋁定量地由新鮮氧化鋁料倉(cāng)排出，經(jīng)輸送風(fēng)動(dòng)溜槽給入到文丘里反應(yīng)器中。吸附后的載氟氧化鋁由除塵器的沸騰床的溢流口，經(jīng)輸送風(fēng)動(dòng)溜槽及垂直輸送氣力提升機(jī)輸送到載氟氧化鋁料倉(cāng)，供電解使用。（5）機(jī)械排風(fēng)。排風(fēng)是整個(gè)凈化系統(tǒng)的主動(dòng)力源。凈化系統(tǒng)的煙氣輸送、氧化鋁輸送、除塵器等均在負(fù)壓狀態(tài)下操作，不向外界排放污染物。機(jī)械排風(fēng)的設(shè)備為離心風(fēng)機(jī)。2.3電解煙氣凈化系統(tǒng)的組成干法凈化所用主要設(shè)備有反應(yīng)器、脈沖袋式除塵器、風(fēng)動(dòng)溜槽、氣力提升機(jī)以及排煙風(fēng)機(jī)等。（1）反應(yīng)器，其工作原理和特點(diǎn)

6、是煙氣向上通過反應(yīng)器的喉口時(shí)，流速突然增大，形成湍流。在此加入氧化鋁，氧化鋁與煙氣由于湍流而充分混合，進(jìn)行充分反應(yīng)，煙氣自下而上穿過這層斷面與氧化鋁接觸，完成氧化鋁對(duì)氟化氫的吸附過程。喉口上方形成的湍流使氧化鋁能充滿整個(gè)管;.'.道斷面，縮短了所需的管道長(zhǎng)度，提高了凈化效率。（2）脈沖袋式除塵器，如圖4所示，含塵氣體從袋式除塵器進(jìn)口引入后，通過煙氣分配裝置均勻進(jìn)入濾袋，在此過程中粉塵即被濾袋的外側(cè)所阻擋，經(jīng)過凈化處理的氣體從出口排出，當(dāng)濾袋表面的粉塵不斷增加到一定的厚度，導(dǎo)致設(shè)備阻力上升到設(shè)定值時(shí)，微壓差控制信號(hào)有信號(hào)輸出。控制儀發(fā)出信號(hào)，使噴吹系統(tǒng)工

7、作，電磁脈沖閥打開，此時(shí)壓縮空氣從氣包順序經(jīng)脈沖閥和噴嘴向?yàn)V袋內(nèi)噴射，附于袋外的粉塵脫離濾袋落入灰斗，然后由回轉(zhuǎn)排灰閥將粉塵排出。圖4脈沖袋式除塵器（3）氣力提升機(jī)是一種低壓吹送的垂直提升氣吸式輸送設(shè)備，其工作原理：靠真空來(lái)吸取物料，即當(dāng)排風(fēng)機(jī)工作后，整個(gè)系統(tǒng)被抽成一定的真空度，在壓力差的作用下，大氣中的空氣流從物料堆的間隙通過，把物料吸入吸嘴，并沿輸料管進(jìn)入分離器中，在分離器中物料和空氣被分離，物料直接從底部卸出，空氣進(jìn)入除塵器，凈化后的空氣通過排風(fēng)機(jī)進(jìn)入大氣。（4）風(fēng)動(dòng)溜槽分為下充氣層、中透氣層和上輸料層，由風(fēng)機(jī)給予低;.'.壓小容量的空氣，由充氣

8、層透過透氣層，使物料流態(tài)化，從而實(shí)現(xiàn)物流的移動(dòng)。循環(huán)氧化鋁加入到反應(yīng)器的輸送都采用風(fēng)動(dòng)溜槽。3