铝电解烟气净化控制系统设计管窥
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【摘要】在我国的许多铝冶炼生产过程中都可能对环境造成污染，比如在铝电解的过程中就会产生有毒气体，它不但能危害人体的健康，还会对环境造成污染。由于近几年来我国主要倡导发展绿色和谐的社会，经济发展与环境保护协调发展，所以对于铝电解的排放气体进行净化控制是一些厂家们的首要任务。本文针对铝电解烟气净化控制系统的设计进行探讨。
【关键字】铝电解；烟气净化；控制系统设计
在经济的推动下，我国的大型铝冶炼厂越来越多，但是伴随着铝电解的过程就产生了大量的有毒气体，如果不经处理就排放到空气中，不但对人体健康造成严重的危害，还会污染环境，危害大自然的和谐。因此在铝厂中设置一套烟气净化控制系统是必不可少的。本文首先阐述了研究烟气净化系统的意义以及国内外的研究现状，随后主要介绍了净化工艺流程以及存在的问题。
1 铝电解烟气净化控制系统研究的意义及现状
1.1 研究的意义
由于前几年我国对于经济发展的要求过于重视，忽视了环境的保护，导致环境急剧恶化。所以近几年来我国着重提倡了绿色经济，要求经济与环境协调发展。这些标准也被应用到铝电解的生产过程中，设计先进的烟气净化控制系统的意义主要体现在以下四方面：第一、净化系统的研究带来了巨大的环保效益。由于铝电解过程中产生的有毒气体的成分主要是氟化物，它对动植物的危害不容小觑，对环境中的水和气体也有不好的影响，所以一套先进有效的净化控制系统能够阻止氟化物的排放并进行处理，实现绿色经济的要求。第二、净化系统的研究能够解决扩容引起的环境污染问题。所谓的扩容是指，在一套完整的铝电解体系的基础上，在叠加一次或者两次的电流，这样能扩大产生的能量，是一个低投入高产出的高效益途径。但与此同时也带来了许多的环境问题，而我国对于环保的要求越来越高，因此想要把这套高效益途径应用于生产就必须设计出一套先进的烟气净化系统来解决环境污染的问题。第三、有助于氟化盐的回收利用。氟化盐作为铝电解过程中的一种添加剂，造价昂贵，而且在高温下容易分解扩散，如果没有烟气的净化系统，氟化盐就会随着烟气扩散到大气中，造成很大程度上的浪费，所以烟气净化系统的一个主要作用就是回收氟化盐，减低了它的损耗，这样产生的经济效益也是不容小觑的。第四、有助于提高劳动生产率。由于一套完整的烟气净化系统非常复杂，它的操作流程长、所用的设备多、占地面积大，因此对它的设计要注重集中性，这样控制起来方便，占地也少，大大节约了操作人员的使用数量，从而提高了劳动生产率。
1.2 国内外的研究现状
现在世界上比较先进的净化控制系统是把计算机控制、变频器以及传感器都应用进去，这种系统在美国、德国、加拿大得到广泛的应用，而数美国的最为先进。以美国为首的几个西方大国在60年代起就已经把计算机技术应用到铝冶炼的生产控制中，这相对于铝冶炼企业是一个较大的进步，由于净化系统比较落后，伴随而来的是越来越多的环境问题，虽然当时采用大型风机，但不能任意的调节风量。为了改变这种现状，适应国家的环保政策，保证本国铝冶炼企业长期的运营下去，就必须提高烟气净化系统的技术和能力。例如瑞典的格拉吉斯铝厂，它净化系统的自动化程度较高，但监控系统落后，需要人工巡视；波特兰的铝厂，自动化程度也高，监控系统也好；美国的波音电解铝公司有6套干法吸收烟气的处理装置，3条生产线都达到国际先进水平。
在我国，虽然铝冶炼工艺有十几年的发展史，但是对于净化系统的研究还比较落后，甚至有些企业为了追求经济上的效益，把没有经过滤化的有毒烟气排放到空气中。有些企业虽然已经建立了系统，但还是存在许多的问题：首先、用来监控净化系统的设备简单，设备运行起来没有安全保障；第二、企业应该拥有的自动化程度距离正常标准相差太远，系统运行起来没有效率，劳动生产率不高，许多设备的运行还需要操作人员的监督巡视，一些重要的工艺参数也有人工记录，没有准确的可靠性；第三、一些控制反吹风气缸的线路经常出现问题，很大程度上阻碍了系统的效率的提升，除尘器的阀门是手动的，使它检查操作起来也不方便，而且风气缸没有检测机构，需要人为进行检查，浪费人力物力；第四、要适当的对低压配电系统进行扩容改造；第五、对铝电解进行扩容处理后要相应的改造烟气净化的指标，使之符合国家标准。
2 铝电解烟气净化系统的工艺流程以及存在的问题
2.1 净化系统的工艺流程
对于铝电解过程产生的烟气净化主要采用的是干法净化，在功能上主要包括五个部分：第一、电解槽集气。铝电解生产在电解槽中排放的气体处于无组织的扩散形式，只有对电解槽进行封闭处理才能有效的防止气体扩散，避免污染。在电解槽中把那些有害的烟气收集起来，通过排烟支管全部排放到排烟总管中，这里的排烟总管安置在电解厂房外面，方便把烟气送到净化系统中去统一的处理。第二、吸附反应。根据化学知识我们知道氧化铝可以和氟化氢结合，所以在铝电解过程中，我们把氧化铝粉作为吸附剂添加到产生的烟气中，让它和氟化氢充分接触和吸附，从而中和掉烟气中的氟化氢，把剩下的气体排放到净化系统中进行处理。第三、气固分离。氧化铝和氟化氢结合后产生的化合物叫做载氟氧化铝，为了能把它和烟气中别的气体分开，我们一般使用的是袋式除尘器。经过分离的载氟氧化铝除了被当做吸附剂氧化铝循环使用外，还可以经过传输系统在载氟氧化铝料仓中进行电解。第四、氧化铝输送。在这个阶段产生的新鲜氧化铝是由料仓产生排出的，风动溜槽把它们分别传送到每个垂直径向反应器中。经过除尘器分离出来的载氟氧化铝在沸腾床的溢流口传出，进入到载氟氧化铝料仓中进行电解，其传送是靠风动溜槽和垂直气力提升机实现的。第五、机械排风。它作为一个主动力源，负责着整个系统的烟气传送、氧化铝的传送以及除尘器的操作等等，同时它还充当着锅炉的引风机。
2.2 存在的问题
之前的净化系统经过扩容后，铝电解产生的烟气增多了，因此原来的风机的风量跟不上烟气的增加速度，过多的烟气就得不到处理。袋滤室使用反吹风的方式去清理灰尘，没有脉冲的方式效果好，其压差控制系统虽然比较完善，但没有和其他子系统进行网络连接。排烟机的励磁系统功能不完善，有的零件太陈旧，需要更新。主控制室的作用至关重要，需要用计算机进行协调控制，否则的话容易使继电连锁控制出现问题，疏忽了对部分子系统的控制。还有就是载氟氧化铝的投料系统不完善，单靠人为控制不准确，应该尽快实现自动控制。
3 结束语
环境的好坏制约着我国经济的持久发展和人们的生活质量，我国现在提倡经济与环境协调发展，在不破坏自然和谐的前提下努力发展自身的经济。因此，对烟气净化控制系统的研究，主要是为了把铝电解过程中产生的有害气体进行过滤，尽可能的减小污染物在空气中的排放量，达到国家规定的净化标准，这是我们进行设计的最终目的。
参考文献：
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