铝电解厂烟气净化设计           (design of pot gas scrubbing for aluminum smelter)

对铝电解过程中产生的含氟化氢气体和沥青烟进行净化处理的工艺设计。铝电解过程中散发出含有CO₂ 、CO、SO₂ 、氟化物和沥青烟等有害气体，还有氧化铝、炭粉等粉尘，污染环境，设计须加以净化后才能排出。设计主要内容包括：净化方法、设备选择和主要技术指标。

净化方法         常用的烟气净化方法有湿法净化和干法净化两种。设计时应根据工厂规模、铝电解槽的类型和工厂周围的生态环境选定。

湿法净化          分为减法净化和酸法净化(图1)。

(1)碱法净化。是用碱性水溶液对烟气进行洗涤和中和。净化后的烟气达到规定标准后排入大气；洗涤后的水溶液为氟化钠溶液，采用铝酸钠一碳酸化法或与硫酸铝作用合成冰晶石，可回收冰晶石和氟化铝。

(2)酸法净化。是用酸性水溶液对烟气进行洗涤和中和。净化后的烟气达到规定标准后排入大气；洗涤后的水溶液为氢氟酸，加氢氧化铝和碳酸钠生成冰晶石。若氢氟酸水溶液与氢氧化铝作用则生成氟化铝。酸法使用的酸性水溶液对设备有腐蚀，因此，设计中通常采用碱法净化。

烟气洗涤可设一次系统(地面)或二次系统(天窗)或两者并用。

干法净化         采用氧化铝作吸附剂(氧化铝的比表面积为27～60m²  / g，并有较强的活性)，加入有烟气通过的反应器中，使两者充分接触，吸附烟气中的氟化氢和沥青烟等有害物质(图2)。经过气固分离，净化后的烟气排入大气，吸附后的氧化铝(载氟氧化铝)，可返回电解槽使用。氧化铝对烟气的吸附作用，可一次通过或多次循环，根据净化要求而定。

大型预焙阳极电解槽的铝厂的烟气，一般采用干法净化。湿法净化适用于自焙阳极电解槽。

设备选择        有湿法净化设备和干法净化设备两类。

(1)湿法净化设备主要为立式空心洗涤塔，塔内烟气速度为1．5～2．0m／s，洗涤喷淋密度为10～15m³ ／(m² •h)；也可采用湍球塔或卧式空心塔，湍球塔内烟气速度为3～5m／s，液气比为2～3kg／m³ 。洗涤塔出口的气水分离器一般采用直流旋风分离器、插板除雾器或旋风板。由洗涤液合成的冰晶石和从气体中洗涤下来的氧化铝、炭分等固体物的液固分离，采用自动板框压滤机。回收产品的干燥采用回转窑。

(2)干法净化的主要设备为反应器，有浓相反应器和稀相反应器两种类型。前者如美国铝业公司(Alcoa)的398法和美国凯撒公司(Kaiser)的流态化床；后者如法国大气工业环保公司(AIE)的文丘里(Venturi)反应器、加拿大铝业公司(Alcan)的管道反应器和美国赛州工程公司(PEC)的VRI反应器等。两类反应器各有其特点，设计要结合具体情况，比较后确定。气固分离，一般采用布袋过滤器。由于滤袋较多，一般采用由天车吊装、在室外检修的大型布袋过滤器。氧化铝的水平输送多采用风动溜槽，垂直输送采用气力提升机或斗式提升机。

主要技术指标          根据铝电解槽的槽型、电流强度，烟气净化的主要技术指标见表。