预焙阳极铝电解槽烟气产生、特性与收集.pdfVIP

预焙阳极铝电解槽烟气的产生、特性与收集 刘传国 张志方 孙伟 （1、河南东大泰隆冶金科技有限公司 2、河南 郑州 郑东新区 450046） 摘要: 利用流体热力学理论，分析了预焙阳极铝电解槽生产过程产生的烟气分布与流动特性，探索 了适用于烟气分布和流动特性的集烟罩的结构设计思路。 关键词： 预焙阳极铝电解槽 ；烟气产生；流动特性；烟气收集。 Abstract：By means of fluid thermodynamic theory, this paper analyses the distribution and flow characteristics of waste gas give off during the production of prebaked cell for aluminum-reduction; explores the design ideas for exhaust fume collecting hood. Key words ：prebaked aluminum reduction cell; flus gas production; gas distribution and flow characteristics; explores the design 前言： 我国的铝电解槽经历了阳极自焙铝电解槽到小预焙槽再到 300kA 以上的大型预焙槽的 发展阶段，电解槽的容量在不断的增大，特别是槽膛长度方向的成倍加长，使大型预焙阳 极电解槽沿槽体长度方向上负压均布的难度增加，致使排烟不均衡，电解产生的部分烟气 从部分集气罩缝隙逸出，降低了氟的回收率并污染了生产环境。 本文研究了电解铝生产过 程烟气的产生及流动特性，探索适应槽内烟气流动的集气罩。 1 现用电解槽集气罩概况 1.1 集气罩结构 我国大部分铝电解厂现用电解槽集气罩均依托阳极框架设计构成，即在水平罩板的底 部设置均吸烟道，在水平罩板的四周架设活动的槽罩板，利用水平罩板和活动的槽罩板在 阴极槽壳面上部形成一个封闭的空间，均吸烟道、水平罩板和活动的槽罩板构成电解槽集 气罩。均吸烟道和水平罩板是固定构件，容易实现密封连接，但由于电解生产过程中阳极、 壳面等位置随时需要生产作业，水平罩板以下的空间需要若干块活动的槽罩板围罩而成， 这就使集气罩只能形成相对密闭的空间，因此，其中沿电解槽长度方向上设置的均吸烟道 能否实现均吸的功能便是该集气罩能否达到理想设计应用状态的关键。具体结构如下图。 图1：电解槽现用的集气罩结构 1.2 工作原理 在电解槽阳极框架和电解槽壳面之间设置相对密闭的空间，把生产过程中产生的电解 烟气封闭在这个空间内，在这空间内设置能够顾及到该空间内每一部位的均吸烟道，通过 外界的净化系统提供的负压，使罩内各处保持均衡的负压，槽壳面各处产生的烟气全部排 出。排出的烟气量为电解生产的烟气量与罩外混入的空气量之和。 1.3 存在问题 从原理上该集气方式是可行的，但是，因受设备布置、结构和空间的限制，使集气罩 无法实现预期的功能，该问题主要集中在均吸烟道的设置上，根本无法实现均吸烟道的功 能。 电解槽上部结构主要有阳极母线、料箱、打壳装置、下料装置，其中的打壳、下料装 置都必须穿过截面宽 x 高=560x 420mm 的均吸烟道中心位置，打壳下料装置在气流方向截 面宽 x 高=140x 420mm，约占均吸烟道截面的 1/3 （如图2 所示）。本应畅通的均吸烟道在 打壳下料处分成两个狭小通道，在水平均吸烟道长度方向，打壳下料点把水平均吸烟道分 成 n+1 等份，气流在经过均吸烟道打壳下料点时，负压呈现矩形波状骤然减，吸烟量在打 壳下料点前后陡降。电解槽容量越大其长度和水平烟道越长、打壳下料点越多，均吸烟道 被分段数越多，均吸效果就越差，使均吸烟道不能实现均吸功能。同时，铝电解产生的烟 气含粉尘量较大(约 700mg/Nm3) ，水平烟道内各段烟气流速不能准确控制，在流速低的位 置时常会出现粉尘沉降、堆积，直至最后把水平烟道堵死，即使隔断设置了漏料孔，也难 以解决被粘料沉降堵死的问题。