電解鋁工藝流程-編寫

1、.電解鋁工藝流程電解鋁就是通過電解得到的鋁，現(xiàn)代金屬鋁的生產(chǎn)主要采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示。.1. 鋁電解工藝直流電通入電解槽，電解槽溫度控制在940-960，熔融冰晶石是溶劑，氧化鋁作為溶質(zhì)， 以炭素體作為陽極， 鋁液做為陰極， 使溶解于電解質(zhì)中的氧化鋁在槽內(nèi)的陰、 陽兩極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。 在陰極電解析出金屬鋁， 在陽極電解析出 CO 和 CO2 氣體。鋁液定期用真空抬包析出，經(jīng)過凈化澄清后，澆鑄成商品鋁錠。陽極氣體經(jīng)凈化后，廢氣排空，回收的氟化物等返回電解槽。電解鋁的主要設(shè)備是電解槽， 現(xiàn)代鋁工業(yè)主要有兩種形式的槽式分別為自焙陽極電解槽和預(yù)焙陽極電解槽。以下為兩

2、種槽的比較：圖一：兩種類型電解槽的比較目前世界上大部分國家及生產(chǎn)企業(yè)都在使用大型預(yù)焙槽，槽的電流強(qiáng)度很大，不僅自動(dòng)化程度高，能耗低，單槽產(chǎn)量高，而且滿足了環(huán)保法規(guī)的要求。從鋁電解槽的發(fā)展來看， 目前電流強(qiáng)度達(dá)到17-22KA 的大型化各類陽極電解槽，產(chǎn)鋁量為1200-1500Kg/d，電能消耗降低到13.5KW*H 。下圖為一.種鋁電解槽參數(shù)圖二：一種鋁電解槽配置圖2. 電解煙氣干法凈化 2.1 干法凈化原理干法凈化就是以某種固體物質(zhì)吸附另一種氣體物質(zhì)所完成的凈化過程。具有吸附作用的物質(zhì)稱吸附劑，被吸附的物質(zhì)叫吸附質(zhì)。 鋁電解含氟煙氣的干法凈化使用電解鋁生產(chǎn)用的氧化鋁，作為吸附劑吸附煙氣中的氟

3、化氫等大氣污染物來完成對(duì)煙氣的凈化。氧化鋁對(duì)氟化氫的吸附過程分三個(gè)步驟：（1）氟化氫在氣相中不斷擴(kuò)散，通過氧化鋁表面氣膜到達(dá)氧化鋁表.面。（ 2）氟化氫受氧化鋁離子極化的化學(xué)鍵力的作用，形成化學(xué)吸附。（ 3）被吸附的氟化氫和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成表面化合物 氟化鋁。氟化氫的吸附率可達(dá) 98%99%，瀝青煙的吸附率在 95%以上。載有氟和瀝青煙的氧化鋁由布袋除塵器分離后供電解使用。 回收的氟返回電解槽可補(bǔ)充電解生產(chǎn)過程中損失的氟元素，瀝青焦油返槽后可逐步被燒掉。2.2 干法凈化工藝流程圖 3 干法凈化工藝流程圖干法凈化工藝流程包括電解槽集氣、 吸附反應(yīng)、氣固分離、氧化鋁輸送、機(jī)械排風(fēng)等五個(gè)部分

4、，如圖3 所示。（1）電解槽集氣。電解槽散發(fā)的煙氣呈無組織擴(kuò)散狀態(tài)，為了有效.地控制污染，必須對(duì)電解槽進(jìn)行密封。 收集的煙氣通過電解槽的排煙支管匯到電解廠房外的排煙總管，然后送往凈化系統(tǒng)集中處理。（ 2）吸附反應(yīng)。將吸附劑新鮮的氧化鋁粉加入到電解煙氣中，并使之與煙氣充分接觸而吸附煙氣中的氟化氫，然后送到布袋除塵器袋濾室。（ 3）氣固分離。吸附后的氧化鋁為載氟氧化鋁，載氟氧化鋁與煙氣的分離是由布袋除塵器來完成的。 分離下來的載氟氧化鋁， 一部分作為循環(huán)氧化鋁繼續(xù)參與吸附反應(yīng)， 另一部分由氧化鋁輸送系統(tǒng)送入載氟氧化鋁料倉，供電解使用。（ 4）氧化鋁輸送。新鮮氧化鋁定量地由新鮮氧化鋁料倉排出，經(jīng)輸送

5、風(fēng)動(dòng)溜槽給入到文丘里反應(yīng)器中。 吸附后的載氟氧化鋁由除塵器的沸騰床的溢流口，經(jīng)輸送風(fēng)動(dòng)溜槽及垂直輸送氣力提升機(jī)輸送到載氟氧化鋁料倉，供電解使用。（ 5）機(jī)械排風(fēng)。排風(fēng)是整個(gè)凈化系統(tǒng)的主動(dòng)力源。凈化系統(tǒng)的煙氣輸送、氧化鋁輸送、除塵器等均在負(fù)壓狀態(tài)下操作， 不向外界排放污染物。機(jī)械排風(fēng)的設(shè)備為離心風(fēng)機(jī)。2.3 電解煙氣凈化系統(tǒng)的組成干法凈化所用主要設(shè)備有反應(yīng)器、脈沖袋式除塵器、 風(fēng)動(dòng)溜槽、氣力提升機(jī)以及排煙風(fēng)機(jī)等。（ 1）反應(yīng)器，其工作原理和特點(diǎn)是煙氣向上通過反應(yīng)器的喉口時(shí)，流速突然增大， 形成湍流。在此加入氧化鋁， 氧化鋁與煙氣由于湍流而充分混合，進(jìn)行充分反應(yīng)， 煙氣自下而上穿過這層斷面與氧化鋁

6、接觸， 完成氧化鋁對(duì)氟化氫的吸附過程。 喉口上方形成的湍流使氧化鋁能充滿整個(gè)管.道斷面，縮短了所需的管道長度，提高了凈化效率。（ 2）脈沖袋式除塵器，如圖 4 所示，含塵氣體從袋式除塵器進(jìn)口引入后，通過煙氣分配裝置均勻進(jìn)入濾袋， 在此過程中粉塵即被濾袋的外側(cè)所阻擋，經(jīng)過凈化處理的氣體從出口排出， 當(dāng)濾袋表面的粉塵不斷增加到一定的厚度，導(dǎo)致設(shè)備阻力上升到設(shè)定值時(shí)， 微壓差控制信號(hào)有信號(hào)輸出?？刂苾x發(fā)出信號(hào)， 使噴吹系統(tǒng)工作， 電磁脈沖閥打開， 此時(shí)壓縮空氣從氣包順序經(jīng)脈沖閥和噴嘴向?yàn)V袋內(nèi)噴射，附于袋外的粉塵脫離濾袋落入灰斗，然后由回轉(zhuǎn)排灰閥將粉塵排出。圖 4 脈沖袋式除塵器（ 3）氣力提升機(jī)是一

7、種低壓吹送的垂直提升氣吸式輸送設(shè)備，其工作原理：靠真空來吸取物料， 即當(dāng)排風(fēng)機(jī)工作后， 整個(gè)系統(tǒng)被抽成一定的真空度，在壓力差的作用下， 大氣中的空氣流從物料堆的間隙通過， 把物料吸入吸嘴，并沿輸料管進(jìn)入分離器中，在分離器中物料和空氣被分離，物料直接從底部卸出， 空氣進(jìn)入除塵器， 凈化后的空氣通過排風(fēng)機(jī)進(jìn)入大氣。.（ 4）風(fēng)動(dòng)溜槽分為下充氣層、中透氣層和上輸料層，由風(fēng)機(jī)給予低壓小容量的空氣， 由充氣層透過透氣層， 使物料流態(tài)化， 從而實(shí)現(xiàn)物流的移動(dòng)。循環(huán)氧化鋁加入到反應(yīng)器的輸送都采用風(fēng)動(dòng)溜槽。3.電解鋁的技術(shù)問題（1）由于大容量電解槽一般系列規(guī)模較大（一個(gè) 系列產(chǎn)能可達(dá) 20 萬噸以上），巨大的

8、用電負(fù)荷集中在一個(gè)生產(chǎn)系列上 （一般達(dá) 40 萬 KW以上），電解系列生產(chǎn)的任何波動(dòng)都會(huì)造成電網(wǎng)或自備電廠較大的影響， 甚至威脅供電安全。（2）缺乏建立在對(duì)陰極破損機(jī)理與規(guī)律透徹掌握基礎(chǔ)上的 “精細(xì)設(shè)計(jì)”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施， 電解槽難以達(dá)到設(shè)計(jì)壽命， 早期破損率高。影響中國大型槽槽壽命的問題除了中國普遍認(rèn)為的陰極炭素材料質(zhì)量方面的原因外，電解槽的設(shè)計(jì)、筑爐材料、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動(dòng)、正常生產(chǎn)操作及生產(chǎn)管理等方面均存在一些問題。 導(dǎo)致這些問題的深層次原因是，中國尚缺乏對(duì)鋁電解槽破損 （常稱為陰極破損） 機(jī)理與規(guī)律的深入掌握及在此基礎(chǔ)上的 “精細(xì)設(shè)計(jì)” 技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施。 隨著電解槽容量的不斷擴(kuò)大，槽壽命問題就更加突出。缺乏先進(jìn)的生產(chǎn)操作技術(shù)， 作業(yè)成本高。焙燒啟動(dòng)過程中電