电解铝烟气循环减量排放系统技术方案

本发明专利技术提供了电解铝烟气循环减量排放系统。所述循环减量排放系统是将电解铝烟气净化单元的净化后烟气由排空管道中利用烟气循环减量单元循环引入电解槽内，将净化后的电解铝烟气部分分流循环至电解槽内代替部分空气，达到电解铝总烟气量减量排放的目的。将部分净化后烟气在该循环减量排放系统内循环回电解槽，降低了电解铝烟气的总排放量，进而降低了氟污染物的总排放量，改善电解铝企业周围环境。增设控制单元，自动实现烟气循环减量单元中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，保证循环减量排放系统稳定运行。

【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循环减量排放系统。
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，电解铝工艺烟气净化设备主要以VRI反应器及布袋除尘器为主。首先电解槽产生烟气由净化系统主排烟机产生的负压，经槽内密闭集气罩收集，通过水平排烟总管，进入地下烟道，利用VRI(VerticalRadialInjector)反应器(或文丘里反应器)，使吸附剂(Al2O3)能够与烟气中的氟化物充分接触，从而达到降低烟气中氟化物含量的目的。烟气经过VRI反应器(或文丘里反应器)后，进入布袋除尘器，布袋除尘器将含有大量载氟氧化铝的烟气进行气固分离，分离后的载氟氧化铝通过风动溜槽，进入气力提升机，提升至载氟氧化铝贮仓，经超浓相输送系统供电解生产使用，分离后的净气后烟气经由排空管道至烟囱排入大气。众所周知，污染物排放总量＝净烟气污染物的浓度×净烟气量，国家标准《铝工业污染物排放标准》(GB25465-2010)中明确规定，要求排放的二氧化硫小于200kg/t.Al、氟化物小于3.0mg/Nm3、电解槽烟气净化颗粒物小于20mg/Nm3。目前我国电解铝生产及净化系统工艺较为成熟，污染物排放浓度可得到有效控制，现有污染物控制设备可以达到国家排放标准。但是现有电解铝生产工艺，电解槽烟气需要净化系统中风机通过形成负压的方式抽取出来，因此系统中会产生大量烟气。由上述情况可知，虽然电解铝产生的烟气经净化设备后使污染物排放浓度降低，但烟气排放总量却很高，而植被对氟化物具有吸附累积效应。这也就造成了企业排放达标，但周围人群及植被体内氟含量明显高于其他地区的人群及植被，可见周围环境仍被破坏的窘境。
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循环减量排放系统。通过增加烟气循环减量单元，将部分电解铝烟气分流循环回电解槽代替部分空气，降低了电解铝烟气的总排放量。旨在通过铝电解槽冷却烟气循环利用工艺特有的烟气循环方式及控制方式来降低电解铝企业烟气排放量，从而使电解铝企业氟污染物总体排放量下降，改善电解铝企业周围环境。有效地解决了现有电解铝行业中的电解铝烟气的总排放量大的技术问题。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：电解铝烟气循环减量排放系统，包括电解铝烟气净化单元，其中，还包括烟气循环减量单元，所述电解铝烟气净化单元的净化后烟气的排空管道上开设循环口；所述烟气循环减量单元的进烟口与所述循环口连接，出烟口接入电解槽内，将净化后的电解铝烟气部分分流循环至电解槽内代替部分空气，达到电解铝总烟气量减量排放的目的。进一步地，所述烟气循环减量单元包括循环管道、烟气温度调节装置和循环风机，所述烟气温度调节装置设置在所述循环管道上，对流经循环管道的烟气的温度进行调节；所述循环管道的进烟口与所述电解铝烟气排空管道上的循环口连接，出烟口接入电解槽内；所述循环风机设置在所述循环管道上，控制分流的电解铝烟气的流量及压力。进一步地，所述烟气温度调节装置采用换热器。进一步地，所述循环减量排放系统还包括总控制阀门，所述总控制阀门设置在所述电解铝烟气排空管道的循环口与排空口之间的管道上。进一步地，所述循环减量排放系统还包括控制单元，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所述烟气循环减量单元的进烟管道和出烟管道上，以及电解槽的排烟管道上；所述循环减量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循环减量排放系统中相应管道内的烟气参数，并将该烟气参数输送至处理器内；所述处理器依据该烟气参数将其显示，或者依据该烟气数据对烟气参数的控制设备进行调控，实现烟气循环减量单元中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；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。进一步地，所述烟气循环减量单元包括循环管道、烟气温度调节装置和循环增压风机时，所述烟气参数的控制设备包括烟气温度调节装置和循环增压风机。进一步地，所述循环减量排放系统还包括总控制阀门，所述总控制阀门设置在所述电解铝烟气排空管道的循环口与排空口之间的管道上；所述总控制阀门的控制端与所述处理器的输出端连接。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，所述电解铝烟气循环减量排放系统中还包括多个在线烟气分析仪表，所述多个在线烟气分析仪表分别设置在所述烟气循环减量单元的进烟管道和出烟管道上，以及电解槽的排烟管道上。本专利技术的电解铝烟气循环减量排放系统中，通过将即将排放的净化后烟气的分流循环至电解槽内，代替部分空气，将部分净化后烟气在该循环减量排放系统内循环起来，不排放至大气中，降低了电解铝烟气的总排放量，进而降低了氟污染物的总排放量，改善电解铝企业周围环境。本专利技术中，在将净化后的电解铝烟气分流循环引入电解槽的过程中，需要合理调节分流循环的烟气的流量和温度等参数，因此，优选的增加了控制单元，实现自动且实时地依据实际生产情况对分流循环的烟气的流量和温度等参数进行调控，保证循环减量排放系统稳定运行。经净化后的烟气在进入烟囱前，温度一般在80-120℃范围内，将此烟气循环至铝电解槽集气罩替代空气补入，需考虑降温与烟气分配问题。烟气降温可采用常规设备，例如换热器或降温塔；烟气量分配可由温度传感器、压力传感器、电动阀门及流量计等装置完成，为烟气循环方式提供正确烟气参数，使每个铝电解槽捕集烟气后，出口烟气温度与使用空气降温时相同，不影响后续净化设备的正常使用。综上，本专利技术的电解铝烟气循环减量排放系统具有如下有益效果：1、利用本专利技术可将铝电解槽烟气排放量降低，进一步取得污染物总量减排的良好效果；2、随着技术应用的开展，对电解铝生产地区污染物总量排放具有控制能力，可为该地区经济发展提供一定的便利条件；3、对原有铝电解槽烟气净化系统改造即可满足工艺条件，相对于增加污染物控制设施，既减少了投资成本，又节约了厂区内用地；4、所引用净烟气中污染物浓度较低，对烟气净化设备冲击小，无需对其改造，对原有达标排放效果无影响；5、长期运行，对电解铝企业周围环境具有改善作用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的电解铝烟气循环减量排放系统的结构连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
电解铝烟气循环减量排放系统，包括电解铝烟气净化单元，其特征在于，还包括烟气循环减量单元，所述电解铝烟气净化单元的净化后烟气的排空管道上开设循环口；所述烟气循环减量单元的进烟口与所述循环口连接，出烟口接入电解槽内，将净化后的电解铝烟气部分分流循环至电解槽内代替部分空气，达到电解铝总烟气量减量排放的目的。

【技术特征摘要】
1.电解铝烟气循环减量排放系统，包括电解铝烟气净化单元，其特征在于，还包括烟气循环减量单元，所述电解铝烟气净化单元的净化后烟气的排空管道上开设循环口；所述烟气循环减量单元的进烟口与所述循环口连接，出烟口接入电解槽内，将净化后的电解铝烟气部分分流循环至电解槽内代替部分空气，达到电解铝总烟气量减量排放的目的。2.根据权利要求1所述的电解铝烟气循环减量排放系统，其特征在于：所述烟气循环减量单元包括循环管道、烟气温度调节装置和循环风机，所述烟气温度调节装置设置在所述循环管道上，对流经循环管道的烟气的温度进行调节；所述循环管道的进烟口与所述电解铝烟气排空管道上的循环口连接，出烟口接入电解槽内；所述循环风机设置在所述循环管道上，控制循环的电解铝烟气的流量及压力。3.根据权利要求2所述的电解铝烟气循环减量排放系统，其特征在于：所述烟气温度调节装置采用换热器。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解铝烟气循环减量排放系统，其特征在于：所述循环减量排放系统还包括总控制阀门，所述总控制阀门设置在所述电解铝烟气排空管道的循环口与排空口之间的管道上。5.根据权利要求1至3中任一项所述的电解铝烟气循环减量排放系统，其特征在于：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所述烟气循环减量单元的进烟管道和出烟管道上，以及电解槽的排烟管道上；所述循环减量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...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱金伟，王洪昌，张凡，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