袋式除塵器在鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)中的應(yīng)用

李 南，鄧 翔

(貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州貴陽550081)

袋式除塵器在鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)中的應(yīng)用

李 南，鄧 翔

(貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州貴陽550081)

闡述了除塵器的最新研究成果在印度Vedanta工程中的應(yīng)用情況，從壓差變化的角度，分析探討了設(shè)備內(nèi)部氣固兩相流流場的不均勻性，供從事除塵器研究的同行參考。

袋式除塵器;煙氣凈化;鋁電解

0 引言

干法凈化是鋁電解煙氣凈化技術(shù)中凈化效率最高、環(huán)境治理效果最好的煙氣凈化技術(shù)，其特點(diǎn)是把氧化鋁作為吸附劑加入到煙氣中，利用氧化鋁本身對(duì)煙氣中的氟化物有很強(qiáng)的吸附性等特點(diǎn)，將煙氣中的氟化物去除并回收。使用后氧化鋁作為電解鋁的原材料，需要回收并送電解槽使用，因此布袋除塵器作為干法凈化系統(tǒng)的一個(gè)最重要設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)中，并在凈化系統(tǒng)的凈化效率上起著最重要的作用，是影響凈化效率的關(guān)鍵設(shè)備。因此，對(duì)凈化系統(tǒng)除塵器進(jìn)行了研究并應(yīng)用于國外工程中，通過對(duì)除塵器進(jìn)行小試和中試試驗(yàn)的研究測試及觀察，對(duì)傳統(tǒng)除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過增加氣流分布板的方式進(jìn)行了改進(jìn)，使設(shè)備各方面性能得到提高，并率先應(yīng)用于印度Vedanta工程。

1 工程概況

Vedanta工程鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)是目前我國國內(nèi)設(shè)計(jì)的最大的煙氣凈化系統(tǒng)，1個(gè)系統(tǒng)處理134 kt/a產(chǎn)能的電解鋁煙氣，對(duì)應(yīng)電解槽臺(tái)數(shù)為152臺(tái)，過濾面積32 544 m2，設(shè)備采用圓形濾袋，單箱體濾袋組合24(閥數(shù))×15(袋數(shù))×6(袋長)×φ150(袋直徑)，箱體組合8×4(組)，除塵器進(jìn)出風(fēng)方式為側(cè)進(jìn)側(cè)出，單箱體處理風(fēng)量為70 000 m3/h左右。該項(xiàng)目共4套凈化系統(tǒng)，第一套凈化系統(tǒng)2007年底開始建設(shè)，2008年7月投產(chǎn)。

2 運(yùn)行情況對(duì)比

Vedanta項(xiàng)目的第一套凈化系統(tǒng)投產(chǎn)是與電解槽投產(chǎn)工作同時(shí)進(jìn)行的，開始電解槽部分投產(chǎn)并逐步啟動(dòng)電解槽，直到整套系統(tǒng)的所有電解槽全部運(yùn)行，電解煙氣凈化系統(tǒng)相應(yīng)逐步增加運(yùn)行箱體數(shù)量。系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行過程中，為了提高凈化效率，對(duì)凈化系統(tǒng)進(jìn)行了控制上的改進(jìn)，設(shè)備運(yùn)行阻力可以達(dá)到3 000 Pa以上，可以通過調(diào)整系統(tǒng)清灰根據(jù)需要控制除塵器的運(yùn)行阻力和控制濾袋上粉塵附著層的厚度。在以前的除塵器運(yùn)行控制過程中我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)除塵器的阻力上升到一定的數(shù)值(1 000～1 600 Pa)，即使系統(tǒng)停止清灰，濾袋的阻力也不再上升，想通過控制清灰來提高濾袋上的粉塵附著層厚度基本上難以實(shí)現(xiàn)，濾袋上存在粉塵分布不均，局部區(qū)域粉塵無法黏附的情況。

3 運(yùn)行效果對(duì)比

通過對(duì)系統(tǒng)粉塵及氟化物的在線監(jiān)測，得到凈化系統(tǒng)調(diào)試之前的監(jiān)測結(jié)果為粉塵排放濃度3～5.5 mg/m3，國內(nèi)項(xiàng)目的粉塵取樣監(jiān)測結(jié)果均在10 mg/m3以上，設(shè)備的除塵效果已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平的要求。從在線監(jiān)測的結(jié)果來看，氟化物的排放濃度波動(dòng)較大，最低的排放濃度為0.98 mg/m3，與國內(nèi)實(shí)行在線監(jiān)測的工程對(duì)比，在即使沒有對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試的情況下，其排放濃度波動(dòng)區(qū)間明顯低于國內(nèi)工程。該設(shè)備運(yùn)行的除塵及凈化效果明顯優(yōu)于國內(nèi)項(xiàng)目。

4 運(yùn)行分析及改進(jìn)方向

為了提高布袋除塵器的除塵效果和凈化指標(biāo)，通過對(duì)除塵器控制系統(tǒng)的改進(jìn)和對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的測試，確定對(duì)鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)，除塵器的運(yùn)行阻力控制1 700～2 000 Pa的范圍內(nèi)波動(dòng)除塵效果比較理想。對(duì)于氟化物的凈化效果而言，由于排放指標(biāo)沒有規(guī)律的波動(dòng)，如何實(shí)現(xiàn)通過改進(jìn)控制系統(tǒng)來最直接有效控制氟化物的排放，是我們下一步研究的主要方向之一。Vedanta工程的第一、二套系統(tǒng)的除塵器是根據(jù)試驗(yàn)初期的方案來制造的，從系統(tǒng)清灰和除塵器的壓差變化見圖1。除塵器內(nèi)部的壓差變化說明除塵器內(nèi)粉塵分布是不均勻的。圖1中8條曲線分別表示同一列除塵器8個(gè)箱體的壓差變化，由于8個(gè)箱體清灰控制是同步的，所以8個(gè)箱體的壓差也同步波動(dòng)，曲線的跳動(dòng)反應(yīng)的是單個(gè)脈沖閥清灰使除塵器箱體產(chǎn)生的壓差變化，曲線的波動(dòng)反應(yīng)的是單個(gè)箱體在各個(gè)清灰周期內(nèi)的壓差連續(xù)變化。結(jié)合曲線的波動(dòng)情況和先前的試驗(yàn)情況可以看出:該箱體內(nèi)的粉塵分布在除塵器箱體中部比箱體的兩端多，所以在清灰的時(shí)候，當(dāng)箱體兩端的脈沖閥工作時(shí)，清除的濾袋上的粉塵相對(duì)較少，壓降較低，除塵器運(yùn)行阻力較高;當(dāng)箱體中部的脈沖閥工作時(shí)，清除的濾袋上的粉塵相對(duì)較多，壓降較高，除塵器運(yùn)行阻力較低。粉塵的分布不均，說明了設(shè)備內(nèi)部的氣固兩相流流場的分布不均。

圖1 除塵器清灰壓差變化圖Fig.1 Variation Diagram of Ash－ Removal Differential Pressure for Dust Collector

工程應(yīng)用的粉塵結(jié)果說明，箱體的中部粉塵分布較為集中，設(shè)備內(nèi)部只有縱向的氣流分布板，沒有考慮解決氣流橫向分布的問題，在試驗(yàn)的最后結(jié)果中，考慮到了橫向氣流分布板的問題。盡管如此，使除塵器內(nèi)部的氣固兩相流均勻分布和上升仍然是我們繼續(xù)研究的方向，對(duì)干法凈化系統(tǒng)的除塵器而言，根據(jù)不同的吸附劑本身的物性不同，設(shè)計(jì)確定不同的上升氣流速度，是作為設(shè)備更高層次的研究目標(biāo)。

5 結(jié)語

除塵器已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，電解鋁行業(yè)是個(gè)高能耗、高污染的行業(yè)，在干法凈化系統(tǒng)中顯得尤為重要。世界先進(jìn)的布袋除塵器制造水平，均體現(xiàn)在鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)的凈化效率上，通過改善設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，來提高除塵器的除塵效率和凈化效率，不僅可以提高生產(chǎn)原材料的回收利用率，還可以延長設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維修維護(hù)時(shí)間，減少設(shè)備的事故停機(jī)率，減少用戶的設(shè)備維修工作量，使人們的生產(chǎn)和生活環(huán)境得到更好的保護(hù)。

[1]邱竹賢.預(yù)焙槽煉鋁[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2005.

[2]鄧翔，呂維寧.鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)的研究——除塵器內(nèi)部流場[J].輕金屬，2009(7):56－59.

[3]鄧翔，劉迅.鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)的研究——清灰控制方法[J].輕金屬，2009(12):53－55.

Application of Bag Dust Collector in Flue Gas Purification System for Aluminium Electrolysis

LI Nan，DENG Xiang
(Guiyang Aluminum－Magnesium Design＆ Research Institute Co.Ltd，Guiyang 550081，China)

The application condition in India’s Vedanta project of the latest research results on a dust collector was expounded.The non－uniformity of gas－solid two－phase flow field inside the equipment was analyzed and discussed from the view of differential pressure change，which can provide those who engage in research on a dust collector for reference.

bag dust collector;flue gas purification;Aluminium Electrolysis

TF805.3

A

1004－2660(2012)01－0027－06

2011－12－14.

李南(1971－)，女，四川人，高級(jí)工程師.主要研究方向:環(huán)保凈化.E－mail:linan@gami.com.cn