LLZB1850型铝电解烟气除尘器及反应器改造技术

曲志明，杜 伟，赵佳宾

（威海市正大环保设备股份有限公司，山东 威海 264400）

铝在电解过程中，电解槽中会产生大量的有害物质，其中主要的有害物质为氟化氢、二氧化硫及粉尘等。随着近几年国家对铝工业污染的排放标准也在不断提高，上述技术已经满足不了排放要求。我公司经过吸收国内外先进的铝电解烟气净化技术的基础上，对除尘器和反应器进行了创新升级，并改变了氧化铝的投料方式，将原来的一段投料改为两段投料，形成了独特的新型两段逆流+蜗壳反应烟气干法净化工艺技术，目前已经广泛应用于电解铝厂新建或改造铝电解烟气净化。

1 一段式投料技术分析

LLZB1850型铝电解烟气除尘器+管道式反应器该技术中氧化铝投料方式为一段式投料，新鲜氧化铝和载氟氧化铝同时经过管道式反应器(文丘里、VRI、文丘里重力逆流、多点反应器等)加入到除尘器前端垂直上升烟道内，新鲜氧化铝、载氟氧化铝和含氟气体进行吸附反应，并一起进入除尘器箱体内，经过除尘器布袋进行气固分离。分离后的气体通过风机进入烟囱排入大气，分离下的载氟氧化铝一部分进入载氟氧化铝仓供生产使用，另一部分进入除尘器前端的垂直上升烟道作为循环料重新投入到管道式反应器当中继续与烟气进行吸附反应。

其工艺技术流程示意图如图1所示。

图1 LLZB1850型铝电解烟气净化工艺

2 一段式投料技术缺陷

2.1 投料不均匀，HF吸收不充分

一段式投料将新鲜氧化铝和循环氧化铝同时投入管道反应器中，不能均匀分布在烟道截面上往往呈股状进入烟道中，这样氧化铝的吸附性能就会降低，氧化铝性能没有得到充分利用。

2.2 系统阻力大

新鲜氧化铝和循环氧化铝同时投入管道反应器中，为防止沉降，烟道中风速过高，阻力增大，当氧化铝完成吸附反应后，进入除尘器，使烟气中粉尘的浓度增大，从而增大了除尘器的负荷；另外LLZB1850型除尘器清灰方式为反吹风式，此种方式比脉冲布袋除尘器阻力要大很多。

2.3 氧化铝破损率高

新鲜氧化铝和循环氧化铝同时投入管道反应器中，为防止氧化铝下沉，一般垂直烟道的风速约为18m/s,并且距离能达到40m以上，因此造成氧化铝在烟道中高速运转。另外氧化铝进入除尘器后没有预分离的装置，会造成氧化铝多次无功死循环，导致氧化铝磨损严重。

3 新型改造技术介绍

3.1 改造工艺介绍

改造工艺采用新型两段逆流+蜗壳净化技术。电解槽内的含氟、含尘烟气经过烟道汇总进入除尘器底部进口烟道内，均匀的分配到每台除尘器，在每台除尘器的入口烟道处，将含氟氧化铝通过均匀配料器均匀的分配到烟道内，与高浓度含氟烟气进行第一次充分反应，然后含氟氧化铝烟气在R型蜗壳反应器离心力作用下进行预分离，分离出烟气中的大部分含氟氧化铝，含氟使氧化铝落入灰斗底部沸腾床内，分离下的载氟氧化铝一部分进入载氟氧化铝仓供生产使用，另一部分进入均匀配料器作循环料使用。减少氧化铝的无功死循环、降低氧化铝的磨损，减轻了滤袋的过滤负担，延长了设备的工作寿命。

本套系统化系统可以有效提高氧化铝与烟气的均匀混合，降低系统阻力，提高氟化物等原材料的回收利用率，合理利用氧化铝的吸附性能，减少原材料的消耗量。

改造工艺技术流程示意图如图2所示。

图2 改造工艺技术流程示意图

逆向二段工艺：由于新鲜氧化铝可吸附氟比含氟氧化铝吸附氟较强，在主烟管中前段加循环氧化铝，后段加新鲜氧化铝。由于新鲜氧化铝和循环氧化铝对气氟吸附能力差异较大，首先利用循环氧化铝吸附高浓度气氟，再利用新鲜氧化铝吸附低浓度气氟，能够彻底净化烟气中的氟化物，合理利用氧化铝的吸附性能。

3.2 改造方案阐述

（1）除尘器改造方案。原来除尘器取消反吹风机及顶部气缸，将原来反吹风改为脉冲布袋除尘器。

将除尘器整体加高,再增加1米的清洁室将除尘器改为脉冲布袋除尘器，增加花板及脉冲喷装置，改造后单台除尘器过滤面积增加到2488㎡，相比原来除尘器每室增加638㎡。

（2）烟道及反应器改造。原除尘器进口烟道全部拆除（到进除尘器大弯头为止）需要改为地上进口烟道，进口烟道采用流线型设计，在进口烟道上设置反应通道，烟气经过反应通道进入我公司专利技术蜗壳反应器，后进入布袋除尘器。

其烟道及反应器改造效果图和改造后现场图如图3所示。

图3 烟道及反应器改造效果图

4 新型两段逆流+蜗壳净化技术优点

（1）形成布袋表层滤饼：新鲜氧化铝采用小气提加料至除尘器灰斗底部直接喷入除尘器箱体内，在布袋表层上形成一层氧化铝滤饼，当烟气经过布袋时布袋表层的氧化铝可与烟气中的氟化氢进行最后一次吸附反应，增强了除尘器的净化能力。

（2）降低氧化铝的无功死循环：当烟气与氧化铝、粉尘等固态物质混合后一起经过反应通道进入除尘器前，经过蜗壳反应器的预分离，使大部分固态物质直接进入除尘器灰斗，降低了除尘器箱体内部氧化铝、粉尘等固态物质的浓度，降低了除尘器过滤负荷。同时降低氧化铝在整个净化系统中的无功死循环，从而降低氧化铝的破损率及设备的磨损，使布袋除尘器有较高的除尘效率及使用寿命。

（3）合理利用氧化铝的吸附性能：系统采用两段式投料，一段采用循环氧化铝在蜗壳反应器及前端的反应通道内与氟化氢含量高的烟气反应，二段采用新鲜氧化铝在除尘器内与氟化氢含量低的烟气进行吸附反应，能够彻底净化烟气中的氟化物，合理利用氧化铝的吸附性能。

（4）系统阻力及能耗低。

（5）两段式投料：投料先注含氟氧化铝，后注新鲜氧化铝，分段投入。烟道中的氧化铝粉相比之前技术要少无需较快流速，因此系统阻力小，整体除尘器差压会降低，同时对系统主引风机的能耗会大大降低。

5 总结

综上，新型两段逆流+蜗壳净化技术与传统工艺相比系统阻力大大降低、氧化铝的吸附性能提高、增强了吸附净化效率。同时增强了系统对氟化物的吸收，起到了节能降耗的效果，为电解铝烟气净化升级改造提供了好的技术。