电解铝烟气量与污染物趋零排放系统技术方案

技术编号:14899299 阅读:123 留言:0更新日期:2017-03-29 14:23
本发明专利技术提供电解铝烟气量与污染物趋零排放系统。所述趋零排放系统包括电解铝烟气脱氟除尘单元和燃烧设备,还包括趋零排放烟道和烟气循环单元,趋零排放烟道的进口与净化单元的排放口连接,出口与燃烧设备助燃气体进口连接;趋零排放烟道上开设循环口;烟气循环单元进烟口与循环口连接,出烟口接入电解槽内,将部分烟气循环至电解槽内代替部分空气,剩余烟气送入燃烧设备作为助燃气体。还包括助燃气体补偿单元和助燃气体分流单元,对送入燃烧设备的烟气进行补充或者分流,保证与助燃气体量相匹配。增设控制单元,实现循环烟气的流量与所需冷却烟气量相匹配,其温度降低至所需冷却温度值;实现送入燃烧设备内的烟气量与其助燃气体用量相匹配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大气污染物控制与节能减排
,尤其涉及电解铝烟气量与污染物趋零排放系统
技术介绍
电解铝工业是我国重要的基础原料产业,也是高耗能、高污染产业,2014年我国电解铝产量达到2368万吨,占全球总产量的40%以上,同时也排放了高达2.93多万亿立方米的污染烟气。电解铝烟气主要含粉尘、氟化物、SO2和CO等污染物分别为30mg/m3、3mg/m3、200mg/m3和0.1%,烟温一般在100℃以上,含氧量为20%以上,排放浓度基本能够达到国家相应的排放标准限值。目前,国内外对于电解铝烟气的治理技术的研究,主要集中在脱氟和除尘。脱氟主要是干法脱氟,采用氧化铝反应吸收,通过烟气中喷射的氧化铝与氟化氢吸附反应,生成氟化铝,再通过布袋除尘器回收作为原料再回用于电解槽内;经净化除尘后的烟气排空。在二氧化硫控制方面,由于电解铝单位产品产生烟气量大,采用现有的石灰石-石膏法、氨法脱硫等技术其脱硫设施投资运行成本很高,因此目前电解铝行业主要通过使用高成本的低硫阳极方式控制二氧化硫排放,并没有开展烟气的二氧化硫控制。虽然我国目前电解铝厂的控制技术水平能够实现基于污染物浓度的电解铝烟气的达标排放,但电解铝烟气排放量巨大,使得局地污染物排放总量居高不下,对周围环境造成了破坏,如何进一步控制电解铝污染物的排放是我国电解铝行业目前急需解决的问题;同时电解铝烟气温度在100℃以上,含氧量为20%以上,CO浓度在0.1%左右,如何利用其烟气中的上述成分,回收热能,也是目前电解铝烟气节能和废气再利用急需解决的问题。目前,有文献报道称,电解铝烟气替代电厂锅炉空气作为助燃气体,可实现烟气的梯度利用,但是,没有给出具体可实施的电解铝烟气替代助燃气体的可行性方案。然而,在提出概念和技术可行性之间还存在很多关键的技术问题需要解决,而这些问题是依据现有技术所不能解决的。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷和问题,本专利技术实施例的目的是提供电解铝烟气量与污染物趋零排放系统。通过对电解铝厂烟气量与燃烧设备(如,自备电厂燃煤锅炉)所需气量的调节匹配,以及电解铝烟气带来对锅炉辅机系统影响的解决等方面着手,得到具体可行的电解铝烟气循环减量利用和污染物零排放,实现电解铝烟气的趋零排放。为了达到上述目的,本专利技术提供如下技术方案:电解铝烟气量与污染物趋零排放系统,包括电解铝烟气脱氟除尘单元和燃烧设备,其特征在于:还包括趋零排放烟道和烟气循环单元,所述趋零排放烟道的烟气进口与所述电解铝烟气脱氟除尘单元的净化烟气排放口连接,烟气出口与所述燃烧设备的助燃气体进口连接;在所述趋零排放烟道上开设循环口;所述烟气循环单元的进烟口与所述趋零排放烟道的循环口连接,出烟口接入电解铝的电解槽内,将部分净化电解铝烟气循环至电解槽内代替部分空气,剩余的净化电解铝烟气送入燃烧设备作为助燃气体。进一步地,所述烟气循环单元包括循环管道、烟气温度调节装置和循环增压风机,所述烟气温度调节装置设置在所述循环管道上,对流经循环管道的循环净化烟气的温度进行调节;所述循环管道的进烟口与所述趋零排放烟道的循环口连接,出烟口接入电解铝的电解槽内;所述循环增压风机设置在所述循环管道上,控制分流的净化烟气的流量及压力。进一步地,所述烟气循环单元还包括循环阀门,所述循环阀门设置在所述循环管道上,控制循环烟气的流量。进一步地,所述趋零排放系统,还包括助燃气体补偿单元和助燃气体分流单元,在所述趋零排放烟道的循环口与烟气出口之间开设助燃气补偿口和助燃气分流口;所述助燃气体补偿单元的出气口与所述趋零排放烟道的助燃气补偿口连接,进气口引入空气;所述助燃气体分流单元的烟气进口与所述趋零排放烟道的助燃气分流口连接,烟气出口与所述燃烧设备的排烟处理单元的管道连通;当送入燃烧设备作为助燃气体的剩余的净化电解铝烟气量大于燃烧设备的实际助燃气体用量时,利用助燃气体分流单元将多余的净化电解铝烟气引入燃烧设备的排烟处理单元中处理后分流排出;反之,小于时,利用助燃气体补偿单元向将差量的空气引入趋零排放烟道内进行补偿;实现送入燃烧设备的净化电解铝烟气量与实际助燃气体用量相匹配;另外,当燃烧设备停运时,剩余的净化电解铝烟气直接经由助燃气体分流单元,引入燃烧设备的排烟处理单元中处理后排出。进一步地,所述助燃气体补偿单元包括空气补偿管道、加热器和补偿增压风机,所述空气补偿管道出气口与所述趋零排放烟道的助燃气补偿口连接,进气口引入空气;所述加热器设置在所述空气补偿管道上,对空气进行加热;所述补偿增压风机设置在所述空气补偿管道上,控制补偿空气的压力和流量;进一步地,所述助燃气体补偿单元还包括补偿阀门,所述补偿阀门设置在所述空气补偿管道上,控制补偿空气流量。进一步地,所述助燃气体分流单元包括分流管道和分流阀门,所述分流管道的烟气进口与所述趋零排放烟道的助燃气分流口连接,烟气出口与所述燃烧设备的排烟处理单元的管道连通;所述分流阀门设置在所述分流管道上,用于控制分流流量。进一步地,还包括多个增压风机,所述多个增压风机设置在所述趋零排放烟道的不同段位上,调节净化电解铝烟气的压力。具体地,如在靠近循环口的烟气下行侧的趋零排放烟道段位上,靠近燃烧设备的助燃气体进口的趋零排放烟道段位上。本专利技术进一步优选的技术方案是,还包括控制单元,所述控制单元包括处理器和多个传感器组,所述多个传感器组中的每个传感器的输出端均与所述处理器的输入端连接;所述多个传感器组的采集端分别设置在电解槽的总排烟管道上,所述烟气循环单元的进烟管道和出烟管道上,所述助燃气体补偿单元的出气口端的管道上,以及在所述趋零排放烟道的循环口的烟气下行方向侧的趋零排放烟道上;所述趋零排放系统中的烟气参数的控制设备的控制端与所述处理器的输出端连接;所述多个传感器组分别采集趋零排放系统中的各管道内的多组烟气参数,并将该多组烟气参数输送至处理器内;所述处理器依据该多组烟气参数将其显示,或者依据该多组烟气数据对烟气参数的控制设备进行调控,实现烟气循环单元中的循环烟气的流量与电解槽内的所需冷却烟气量相匹配,并保证进入电解槽内的循环烟气的温度降低至所需冷却温度值;同时实现送入燃烧设备内的净化电解铝烟气量与燃烧设备的设计助燃气体用量相匹配;其中,所述烟气参数包括烟气流量参数、烟气温度参数和烟气压力参数。具体地,所述烟气循环单元包括循环管道、烟气温度调节装置和分流增压风机,以及分流阀门时,所述烟气循环单元的烟气参数的控制设备包括烟气温度调节装置、分流增压风机和分流阀门。所述助燃气体补偿单元包括空气补偿管道、加热器和补偿增压风机,以及补偿阀门时,所述烟气循环单元的烟气参数的控制设备包括加热器、补偿增压风机和补偿阀门。所述助燃气体分流单元包括分流管道和分流阀门时,所述烟气循环单元的烟气参数的控制设备包括分流阀门。进一步地,所述多个传感器组中,每个传感器组均包括压力传感器和/或温度传感器。进一步地,每个传感器组均还包括二氧化硫传感器、一氧化碳传感器和粉尘传感器中一种或者其中至少两者的组合。进一步地,所述趋零排放系统还包括燃烧设备的排烟处理单元,用于对燃烧设备产生的烟气进行净化处理;所述燃烧设备的排烟处理单元包括空气预热器、低温省煤器、除尘装置和脱硫装置,所述空气预热器接入燃烧设备产生的高温烟气作为热源本文档来自技高网
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电解铝烟气量与污染物趋零排放系统

【技术保护点】
电解铝烟气量与污染物趋零排放系统,包括电解铝烟气脱氟除尘单元和燃烧设备,其特征在于:还包括趋零排放烟道和烟气循环单元,所述趋零排放烟道的烟气进口与所述电解铝烟气脱氟除尘单元的净化烟气排放口连接,烟气出口与所述燃烧设备的助燃气体进口连接;在所述趋零排放烟道上开设循环口;所述烟气循环单元的进烟口与所述趋零排放烟道的循环口连接,出烟口接入电解铝的电解槽内,将部分净化电解铝烟气循环至电解槽内代替部分空气,剩余的净化电解铝烟气送入燃烧设备作为助燃气体。

【技术特征摘要】
1.电解铝烟气量与污染物趋零排放系统,包括电解铝烟气脱氟除尘单元和燃烧设备,其特征在于:还包括趋零排放烟道和烟气循环单元,所述趋零排放烟道的烟气进口与所述电解铝烟气脱氟除尘单元的净化烟气排放口连接,烟气出口与所述燃烧设备的助燃气体进口连接;在所述趋零排放烟道上开设循环口;所述烟气循环单元的进烟口与所述趋零排放烟道的循环口连接,出烟口接入电解铝的电解槽内,将部分净化电解铝烟气循环至电解槽内代替部分空气,剩余的净化电解铝烟气送入燃烧设备作为助燃气体。2.根据权利要求1所述的电解铝烟气量与污染物趋零排放系统,其特征在于:所述烟气循环单元包括循环管道、烟气温度调节装置和循环增压风机,所述烟气温度调节装置设置在所述循环管道上,对流经循环管道的循环净化烟气的温度进行调节;所述循环管道的进烟口与所述趋零排放烟道的循环口连接,出烟口接入电解铝的电解槽内;所述循环增压风机设置在所述循环管道上,控制分流的净化烟气的流量及压力;所述烟气循环单元还包括循环阀门,所述循环阀门设置在所述循环管道上,控制循环烟气的流量。3.根据权利要求1或者2所述的电解铝烟气量与污染物趋零排放系统,其特征在于:所述趋零排放系统,还包括助燃气体补偿单元和助燃气体分流单元,在所述趋零排放烟道的循环口与烟气出口之间开设助燃气补偿口和助燃气分流口;所述助燃气体补偿单元的出气口与所述趋零排放烟道的助燃气补偿口连接,进气口引入空气;所述助燃气体分流单元的烟气进口与所述趋零排放烟道的助燃气分流口连接,烟气出口与所述燃烧设备的排烟处理单元的管道连通;当送入燃烧设备作为助燃气体的剩余的净化电解铝烟气量大于燃烧设备的实际助燃气体用量时,利用助燃气体分流单元将多余的净化电解铝烟气引入燃烧设备的排烟处理单元中处理后分流排出;反之,小于时,利用助燃气体补偿单元向将差量的空气引入趋零排放烟道内进行补偿;实现送入燃烧设备的净化电解铝烟气量与实际助燃气体用量相匹配;另外,当燃烧设备停运时,剩余的净化电解铝烟气直接经由助燃气体分流单元,引入燃烧设备的排烟处理单元中处理后排出。4.根据权利要求3所述的电解铝烟气量与污染物趋零排放系统,其特征在于:所述助燃气体补偿单元包括空气补偿管道、加热器和补偿增压风机,所述空气补偿管道出气口与所述趋零排放烟道的助燃气补偿口连接,进气口引入空气;所述加热器设置在所述空气补偿管道上,对空气进行加热;所述补偿增压风机设置在所述空气补偿管道上,控制补偿空气的压力和流量;所述助燃气体补偿单元还包括补偿阀门,所述补偿阀门设置在所述空气补偿管道上,控制补偿空气流量;所述助燃气体分流单元包括分流管道和分流阀门,所述分流管道的烟气进口与所述趋零排放烟道的助燃气分流口连接,烟气出口与所述燃烧设备的排烟处理单元的管道连通;所述分流阀门设置在所述分流管道上,用于控制分流流量。5.根据权利要求3所述的电解铝烟气量与污染物趋零排放系统,其特征在于:还包括多个增压风机,所述多个增压风机设置在所述趋零排放烟道的不同段位上,调节净化电解铝烟气的压力。6.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:张凡王洪昌朱金伟崔宇韬张辰束韫黄家玉田刚王凡王红梅
申请(专利权)人:中国环境科学研究院北京中环新锐环保技术有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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