9.3. Сухая газоочистка.
Электролитическое производство алюминия сопровождается выделением в атмосферу цеха значительного количества вредных газов (HF,CO, CO2 , SO2 (объем зависит, в основном, от количества серы в аноде)), пыли (глинозем, фтористые соли, углерод), смолистых погонов и тепла. Также по данным [1], компоненты частиц - Na3AlF6, Na5AlF14, AlF3, CaF2, углеводородов, газов – CF4, C2F6, SiF4, SO2, H2S, CS2, COS, H2O, углеводород
Содержание вредностей в рабочей зоне не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК): HF – 0,5 мг/м3, СО – 20 мг/м3, пыль глинозема – 6 мг/м3, фторсоли (в пересчете на HF) – 0,03 мг/м3.
Как известно, наибольшую опасность представляют фториды, и главным образом HF, количество которого в газах доминирующее.
Анализируя состав примесей, можно сделать вывод, что отходящие газы должны быть очищены от пыли, фторидов и SO2. Для удаления вредностей в корпусе помимо естественной вентиляции – аэрации – предусматриваются местные отсосы через газосборный колокол. В горелках СО и смолистые погоны дожигаются до СО2. Объем отсасываемых газов значительно ниже, что позволяет получить высокую концентрацию вредных веществ (по сравнению с другими типами электролизеров, где используются шторные укрытия).
Физико-химические основы.
Сухая сорбционная очистка газов основана на химосорбции фтористого водорода глиноземом, служащим сырьем для получения алюминия. Глинозем, получаемый в промышленных условиях, содержит ряд модификаций оксида алюминия, среди которых наибольшей активностью по отношению к фтористому водороду характеризуется a-Al2O3, наибольшей g- Al2O3. Промежуточное положение занимают b- Al2O3, c- Al2O3.Содержание a- Al2O3 в глиноземе, как правило, не превышает 20 – 30 %. Это обуславливает достаточную сорбционную активность глинозема по отношению к фтористому водороду. Процесс химосорбции можно выразить следующей схемой:
Al2O3+ n . HF® Al2O3 . nHF®AlF3.
Количество фтористого водорода, адсорбируемое без снижения степени очистки - сорбционная емкость “а” – (мг HF на г Al2O3) определяется емкостью мономолекулярного слоя фтористого водорода на поверхности глинозема и оценивается как:
а=0,29 S мг/г
где: S – величина удельной поверхности по БЭТ, м2/г.
В массовых процентах величина “а” составит:
амасс = 0,29 S % масс.
Величина удельной поверхности промышленных глиноземов колеблется, в основном от 40 до 80 м2/г. Соответственно сорбционная емкость колеблется в основном от ~ 12 до 25 мг/г или от 1,2 до 2,5 % масс.
Описание аппаратурно-технологической схемы.
Газоочистная установка сооружена для двух корпусов электролиза и включает три модуля “реактор - рукавный фильтр - дымосос” (два рабочих, один резервный).
Колокольные газы, отходящие от электролизеров и содержащие твердые и газообразные фториды, пыль, диоксид серы и смолистые вещества по газоходам поступают в реакторы, в которые одновременно подается свежий глинозем, адсорбирующий фтористый водород и смолистые вещества. После реакторов газы поступают в рукавные фильтры. В проекте используются рукавные фильтры с импульсной регенерацией “Спейс Мотор ФА-70И”. Материал рукавов – нетканый лавсан на тканом каркасе.
Схемой предусматривается рециркуляция глинозема.
Очищенные от фторидов и пыли газы, содержащие диоксид серы, незначительное количество фтора газообразного, твердого и пыли, по газоходам дымососами ДН-17 (3) подаются в пенные аппараты.
Основное оборудование.
Реактор. Реактор представляет собой цилиндрическую колонну с пережимом в рабочей зоне. Диаметр реактора – 3,02 м, высота – 13,218 м, диаметр пережима – 1,13 м. Пережим расположен на высоте 0,7 м от оси входа газа. Газ подается в нижнюю часть ректора под пережимом тангенциально через патрубок диаметром 1,02 м. Свежий и рециркулируемый глинозем подаются в реактор под пережимом через штуцера, расположенные на высоте ~ 0,5 м над верхней кромкой пережима. При подаче газа и глинозема в зоне над пережимом создается взвешенный слой глинозема с внутренней рециркуляцией, создающий хорошие условия для контакта фаз.
В нижней конусной части реактора предусмотрено отверстие для вывода глинозема на случай его провала через пережим, что может возникнуть при нарушении инструкции по эксплуатации (подача глинозема без подачи газа).
Рукавный фильтр “Спейс-Мотор ФА-70И”. Фильтрация осуществляется снаружи внутрь рукавов. Слой фтористого глинозема, оседающего на рукавах, периодически отряхивается пневматическими импульсами, создаваемые электропневматическими клапанами по сигналу от микропроцессорного управляющего устройства. Уловленные в рукавном фильтре пыль и фторированный глинозем осаждаются в бункере фильтра и далее ссыпаются на тканевую перегородку аэрожелоба (находящегося в бункере каждого рукавного фильтра). Выгрузка пыли и фторированного глинозема происходит через бункер (14) и шлюзовой питатель (7) на аэрожелоба (11). Воздух в аэрожелоба (11) подается вентиляторами (12). Фторированный глинозем из двух аэрожелобов поступает в бункер (10), из которого камерным насосом (5) подается в силоса.
Применяемое оборудование и устройства в фильтре не являются источниками повышенного уровня ультразвуковых, вибрационных колебаний и электромагнитных полей. Взрывоопасные вещества по квалификации ГОСТ 12.1.010-76 в наружной и внутренней зонах работающего фильтра отсутствуют. Шумовые характеристики применяемого оборудования и устройств не превышают 85 дБ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
