马淑萍 王英敏
中国铝业青海分公司电解厂
摘要：在现代电解铝领域中，烟气净化系统在保护环境，节能减排中发挥着重要作用，对于企业经济效益与社会效益都有着深远影响。对此，本文首先对影响电解烟气效率的主要因素进行了简要分析，并对铝电解烟气净化系统控制技术的应用及对策展开了进一步研究。
关键词：铝电解；净化系统；控制技术；应用
1、影响铝电解效率的主要因素
当前电解铝生产工艺采用着霍尔-埃鲁法，即氧化铝溶于熔融的冰晶石中，并加入氟化盐，以碳素材料作为阴极与阳极，通入直流电进行电解制取金属铝。在铝电解生产过程中，电解槽内会产生一定的烟气，烟气最主要的成分是氟，通常情况下会经过净化系统的烟囱或天窗进行排放，但在生产车间内，由于具有大量的烟气，都是无组织的烟气，含有一定有害物质，在进行治理的过程中成本较高，控制电解槽中的烟气污染物也是为了能够控制其总量不会超标。
首先，在铝电解生产过程中，电解槽内产生的烟气在排放时会有组织的，能够通过排放风机有效减少负压，主要目的是为确保在板间缝内位置有一定量的微负压，从而控制烟气不会扩散。由于排烟量会影响到电解槽内的集气量，只有不断提高排烟量才能够有效增加集气效率，从而控制污染源的排放。就目前发展形势来看，通过设计大容量的电解槽来提高排烟量，在一定程度上可以有效提高净化系统工作效率，但同时也会增加成本费用，对此，需要选用合理的电解槽排放量，是解决净化系统问题的基础。
其次，在处理烟气净化系统的过程中，若出现烟气分布不均匀的情况时，会导致烟气量的超标，这是由于除尘器的过滤单元未达到设计要求标准，并在一定程度上增加了过滤单元的工作负担。在这种情形下，不仅会缩短过滤袋的使用时间，同时会导致净化效率的不断降低，影响净化系统的应用。对此，在进行净化系统的设计与安置时，需要将管道制成几何形状，从而来确保过滤单元的排放量。此外，在投放氧化铝时也应均匀分布，这是非常重要的一点，在进行投放时应连续并均匀，应用合理的反应器，把风速控制好，保证电解烟气和氧化铝可以均匀地混合吸附。还应注意的是，进行氧化铝的净化时必须要对其筛分，从而避免氧化铝当中存在的大颗粒物质的沉积，降低对设备造成的影响。由于在净化系统当中的除尘布袋所起到的除尘效率是非常低的，对净化效率造成直接的影响。所以袋式除尘器的效率越高，所投入的原材料回收率也就越高，也就是说应用氧化铝的材料越少，铝电解的成本就相对较低，而对环境的污染也较少[[]]。
2、铝电解烟气净化工艺流程
通过电解的方式能够实现多种物质的工业生产，铝电解是当前规模最大的熔盐电解工业，实现铝电解的电化学装置被称为电解槽，通过外部供给电能在电解质中发生一系列化学反应。铝电解生产工艺技术条件主要包括系列电流强度、槽电压、电解槽温度、极距、电解质组成等，各项技术条件是相互影响且相互关联的，并在一定时期内尽可能保持着相对稳定。铝电解生产行业各类型电解槽的烟气治理通常采用干法净化技术，主要利用铝电解的生产原料氧化铝粉表面积大、且吸附能力强的特点进行烟气吸附。电解铝生产是一项污染较为严重的生产工艺，近几年来，我国逐步重视起铝电解烟气净化的开发与研究，对于铝电解烟气净化处理的工艺方法，国内外大多选用干法净化的方式，首先运用新鲜氧化铝吸附烟气中所存在的有害物质，通过布袋过滤后，将符合标准要求的烟气排入大气中。
随着工业生产的快速发展，工业自动化水平提高，铝电解烟气净化工业主要有湿法净化与干法净化回收两种。其中，湿法净化对于清除可溶性气体具有较高的效率，通常与静电收尘器共同使用，就净化效果来看，湿法净化以碱法为多。烟气干法净化技术则适用于铝电解生产领域中各种类型的电解槽烟气治理工作，利用氧化铝对气态氟化物的吸附力，使电解烟气与氧化铝实现充分接触，烟气中的氟化氢气体吸附于氧化铝表面，之后进行气固分离，氟化氢得以实现净化。
铝电解在生产过程中应用最多的成分就是氟化盐，它是最重要的一种溶剂，但是在遇到高温的情况下，当氟化盐和水分产生反应时就会产生大量的氟化氢，对环境造成严重污染。在实际运用过程中，干法净化技术没有充分利用新鲜氧化铝和载氟氧化铝对氟化氢不同的吸附反应特性，致使全氟净化效率不够高；由于采用新鲜氧化铝与载氟氧化铝同时进入除尘器的工艺流程，致使大量的载氟氧化铝在系统内进行无功死循环，且粉化状况严重，氧化铝在吸附氟化氢后粘性得到增加，造成了大量分化氧化铝粘附在布袋上，为清理工作增加了难度，且加大了系统符合，影响着除尘器的整体净化效率。同时由于清灰困难，也导致除尘器运行阻力不断增大，风机抽风能力降低，电解槽的集气效率降低，增加了天窗的无组织排放[[]]。
3、铝电解烟气净化技术研究与应用
在电解铝烟气净化过程中，为能够确保生产操作效果，需要对生产过程中各项工艺参数进行自动检测，并与控制仪表、执行机构相互配合，以实现生产过程的自动化管理与控制。
3.1系统控制原理与目标
电解铝净化系统通常采用干法净化的工艺流程，其工作具体流程为：从电解槽中的烟气进入文丘里反应器，烟气中的污染物质与新鲜氧化铝发生反应，烟气经过布袋除尘器，得到符合排放标准的净化烟气，经由引风机排放于大气中。同时，应注意测量出口烟气相关数据，掌握出口烟气压力与温度，并合理控制出口压力，若内外压差过大，布袋除尘器中的烟气没有除掉，将会直接被吸出，影响整体铝电解烟气净化效果。为了能够有效确保烟气净化过程的顺利推进，当压力超出设定值时，需要通过调节烟气挡板开度进行压力调节。
3.2选用科学合理的设备
在对净化系统进行设计时必须要选用合理的设备，运用效率较高的电解槽，并确保电解槽的运行中的密封性，设计管道系统时注重减少烟管的具体长度，能够有效降低管道摩擦所产生的阻力。同时，应合理搭配各项管件的应用，结合系统实际需要，选用阻力较小的除尘器，最大限度减少阻力造成的损失，并加强负压，提高铝电解烟气净化的工作效率。对于电解槽烟管阀门应合理掌控阀门的开启度，并尽量将尾端烟管阀门开至最大，再由远到近地依次进行操作，根据比例的大小来减少开启的角度，但是有一点需要注意的是，在调节的过程当中必须要确保负压均衡，如果电解槽停止时同时也要关闭调节阀，避免出现泄漏。
3.3加强电解操作人员专业能力
为了能够推进铝电解烟气净化系统的应用效果，相关企业应严格要求操作人员技术能力，不断加强培训力度，在开展铝电解净化工作时，要求相关操作人员减少电解槽操作中集气罩盖板打开的时间要求，确保盖板的密实度，炉门是否达到严密关闭状态。此外，也要加强对电解槽的日常维护工作，如果发现有破损的密封垫或者是槽盖板必须要及时的更换，确保它的密封性。一旦发现除尘器或者是净化管道有泄漏问题时应快速处理，确保系统的密封性[[]]。
4、结语
在当前发展阶段，铝电解烟气净化系统凭借经济与高效得到了应用，能够有效管控烟气的排放，并降低烟气中的有害物质，达到理想净化率。在进行铝电解烟气净化系统的研究过程中，首先应明确系统控制原理与目标，选用科学合理的设备，加强电解操作人员专业能力，积极响应了国家达标排放、节能降耗的号召，也为电解铝厂烟气净化系统的新建和改造提供了更好的技术路线。
参考文献
[1]黄校,岑加茂.某铝业公司铝电解干法烟气净化系统的优化实践[J].有色冶金节能,2019,35(05):20-23.
[2]仲世成.铝电解行业烟气净化技术的应用及改进措施[J].冶金与材料,2018,38(05):42+44.
[3]苏其军, 铝电解烟气净化系统的技术开发与应用. 云南省,云南云铝涌鑫铝业有限公司,2016-03-24.