Получение алюминия сопровождается выделением газообразных продуктов, смолистых веществ и уносом пылевидных частиц, увеличивающих потери криолита и глинозема. Состав газов различен и зависит от режима работы ванн, типа укрытия и состояния системы вентиляции. Поэтому газообразные продукты перед выбросом в атмосферу очищают в специальных газоочистных установках (ГОУ) и одновременно извлекают из них ценные составляющие.
Анодные газы из корпусов электролиза поступают на газоочистные установки для удаления примесей:
- твёрдых C, Al2O3, Na3AlF6, Na5AlF14, AlF3, CaF2, углеводороды;
- газообразных HF, CF4, C2F6, SiF4, SO2, H2S, CS2, COS, CO2, CO, H2O, углеводороды.
Содержание примесей в газах зависит от типа электролизёра (СОА или ОА), поэтому применяют различные системы очистки с соответствующим оборудованием.
Двухступенчатая система «мокрой» очистки» газов
Двухступенчатая система «мокрой» очистки» (рис. А) применяется для удаления пыли и смолистых веществ из анодных газов от электролизёров СОА. Сначала газы проходят через электрофильтры и обеспыливаются. В твёрдых частицах больше всего содержится глинозёма и фторидов, поэтому пыль электрофильтров направляют в электролизёры.
Вторая ступень очистки осуществляется в скрубберах или в пенных аппаратах, орошаемых 3—5 %-ным раствором соды. Содовый раствор промывает газы и поглощает фтористый водород – главный фторсодержащий компонент газа. Степень поглощения фтористого водорода 95—98% по реакции
НF + Nа2СОз = NаF + NаНСОз
Пыль и смолистые вещества осаждаются в виде шлама на дно скрубберов. Содовый раствор циркулирует в системе поглощения до тех пор, пока концентрация NаF достигнет 15-20 г/л. В результате прохождения газов через поглотительную установку получается раствор фтористого натрия с примесями сульфата натрия, шлам и промытые газы.
Раствор вместе со шламом перекачивают в бак-отстойник. Шлам после отстаивания направляют на флотационную установку. Осветлённый раствор направляют в реакционное отделение на варку криолита. В реакторе раствор фтористого натрия смешивают с раствором алюмината натрия и при температуре 75°С идет реакция
6NaF + 4NаНСО3+ NаА1(ОН)4= ↓Nа3А1F6 +Nа2СО3+ 4Н2О
Полученный так называемый регенерированный криолит фильтруют, промывают, сушат и направляют на электролиз. Криолит имеет КО = 4 и загрязнен примесями оксидов железа, кремния, сульфатами и др. Его используют в основном на пуске ванн.
Раствор после отделения криолита поступает на приготовление оборотного содового раствора, для чего в него вводят свежую соду и направляют в скрубберы для связывания НF.
Очищенные газы направляются в трубу и выбрасываются в атмосферу. Чтобы рассеять их на большие расстояния и тем самым уменьшить концентрацию вредностей высота труб не менее 120 м.
На флотационной установке из шлама удаляют углерод и смолистые вещества по аналогии с флотацией угольной пены. С помощью газопоглощения и флотации шлама можно регенерировать из газов до 90—95% содержащихся в них фтористых солей и до 65% окиси алюминия.
Схема «мокрой» очистки характеризуется сложностью и значительным количеством твердых и жидких отходов.
Одноступенчатая система «сухой» очистки» газов
От этих недостатков свободна «сухая» очистка. Газы электролизного производства пропускают через рукавные фильтры, на внутреннюю поверхность которых нанесен слой глинозёма. При прохождении газа глинозем поглощает из него фтористый водород с образованием соединения А12О3*НF. Сорбционная способность глинозема зависит от его удельной поверхности. Для обычного металлургического глинозема удельная поверхность должна быть не менее 40 м2/г. В зависимости от сорбционной способности глинозёма на установки газоулавливания подается от 40 до 100% всего глинозема, идущего на электролиз.
Схемы газоочистки
А — «мокрая»; 1 — электрофильтр; 2 — вентилятор; 3 — скруббер; 4 — силосная башня для глинозема; 5 — труба; | Б — «сухая»: 1 — камера смешения; 2 бункер; 3 — рукавный фильтр; 4 — рукав |
Чистый глинозем поступает в камеру 1 (рис. Б), в которой смешивается с воздухом и подается на поверхность фильтров для осаждения. Когда слой глинозема на фильтрах достигает толщины 1 мм, камера 1 отключается, и на фильтры начинает поступать загрязненный газ электролизного производства. По истечении определенного времени, когда сорбция становится малоэффективной, подачу газа прекращают. Снаружи рукавов подают сжатый воздух для отдувки глинозема, который с рукавов падает в бункер. Из него фторированный глинозём выгружают и передают на электролиз. Очищенный газ выбрасывается через трубу в атмосферу. Цикл очистки повторяется. Такая система очистки пригодна для электролизеров ОА.
Для электролизеров ВТ, газы которых содержат значительное количество углеродистых возгонов, забивающих фильтры, разработана другая система: «реактор — рукавный фильтр». В этой системе сначала газы энергично перемешиваются с глиноземом в реакторах. Глинозём поглощает НF, пыль и возгоны. Затем смесь поступает на фильтрацию в рукавный фильтр. Фторированный глинозём направляют на электролиз, а газы далее поступают на мокрую очистку, где дополнительно очищаются от остальных примесей.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 262.