logo好方法网

一种节能高效电解铝废气处理装置


技术摘要:
本发明公开了一种节能高效电解铝废气处理装置,包括电解装置,所述电解装置顶部固定连接有第一管,所述第一管远离电解装置一端固定连接有轴流风机,所述轴流风机远离第一管一端固定连接有第二管,所述第二管远离轴流风机一端固定连接有布袋除尘器,所述布袋除尘器外壁  全部
背景技术:
电解铝就是通过电解得到的铝,现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电 解法。熔融冰晶石是溶剂,氧化铝作为溶质,以碳素体作为阳极,铝液作为阴极,通入强大的 直流电后,在950℃-970℃下,在电解装置内的两极上进行电化学反应,即电解。阳极产物主 要是二氧化碳和一氧化碳气体,其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘,氟化氢 的沸点为19.54℃,氟化氢属于剧毒物品,对人体会有巨大的损害,由于氢氟酸溶解氧化物 的能力,它在铝和铀的提纯中起着重要作用。氢氟酸也用来蚀刻玻璃,可以雕刻图案、标注 刻度和文字;半导体工业使用它来除去硅表面的氧化物,在炼油厂中它可以用作异丁烷和 正丁烯的烷基化反应的催化剂,除去不锈钢表面的含氧杂质的“浸酸”过程中也会用到氢氟 酸,氟化氢具有一定的经济价值。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理,除去 有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液,铝液通过真空抬包从槽内抽出,送往铸造车 间,在保温炉内经净化澄清后,浇铸成铝锭或直接加工成线坯、型材等,其产生的烟气中也 会含有大量的热能,若不加以利用,会造成热能的浪费,灼热的氧化铜板可将一氧化碳发生 化学反应,将一氧化碳转化成二氧化碳,其化学反应方程式为:CO CuO=Cu CO2(加热),汽 轮机也称蒸汽透平发动机,是一种旋转式蒸汽动力装置,高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为 加速的气流后喷射到叶片上,使装有叶片排的转子旋转,将机械能转化为电能,二氧化碳可 以跟澄清石灰水反应生成碳酸钙,使澄清石灰水变浑浊:CO2 Ca(OH)2=CaCO3(沉淀) H2O, 碳酸钙也是重要的建筑材料,工业上用途甚广。 但是其在实际使用时,存在的主要技术问题首先为处理装置通常都是将电解时产 生的氟化氢、一氧化碳、二氧化碳和固体粉尘进行过滤处理,使排出的空气达到规定标准, 没有对这些生产废料进行有效利用,从新为工厂提供经济价值。其次为电解装置内发生电 解时处于950℃-970℃的高温环境,电解装置会通过热传导将部分热量泄露,现有装置没有 对这泄露的热量进行有效利用。 因此,发明一种节能高效电解铝废气处理装置来解决上述问题很有必要。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种节能高效电解铝废气处理装置,通过气体冷却机将低温 气体排至第三管内,使得第三管内的气体混合物的温度骤降,由于氟化氢的沸点为19.54 ℃,故而氟化氢转由气体转化为液体,然后氟化氢液体流至氟化氢液体储存罐内被收集储 存起来,通过一氧化碳与第四管内的氧化铜板在高温情况下发生反应,使得一氧化碳变为 二氧化碳,然后二氧化碳与储液槽内的石灰水反应,得到碳酸钙,二氧化碳被去除,氟化氢 液体为其他工业所需的原材料,碳酸钙为建筑材料,生产者可以将二者进行贩卖,通过水蒸 气带动汽轮机的叶片转动,从而使汽轮机发出电力,将电力储存在蓄电装置内供水泵、布袋 3 CN 111575742 A 说 明 书 2/6 页 除尘器、轴流风机、气体冷却机和热换器使用,以解决技术中的上述不足之处。 为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种节能高效电解铝废气处理装 置,包括电解装置,所述电解装置顶部固定连接有第一管,所述第一管远离电解装置一端固 定连接有轴流风机,所述轴流风机远离第一管一端固定连接有第二管,所述第二管远离轴 流风机一端固定连接有布袋除尘器,所述布袋除尘器外壁一侧固定连接有第三管,所述第 三管内壁一侧贯穿有出气管,所述出气管一端设有气体冷却机,所述气体冷却机输出端与 出气管固定连接,所述出气管另一端固定连接有冷凝管,所述冷凝管外部开有出气孔,所述 第三管底部固定连接有圆台管,所述圆台管底部固定连接有氟化氢液体储存罐,所述第三 管外壁一侧固定连接有第四管,所述第四管内部固定连接有氧化铜板,所述第四管外部设 有热换器,所述第四管远离第三管一端固定连接有储液槽,所述储液槽内部盛满有石灰水。 优选的,所述电解装置外壁一侧固定连接有矩形空心板,所述矩形空心板外壁一 侧固定连接有蒸汽排气管,所述蒸汽排气管远离矩形空心板一端设有汽轮机。 优选的,所述矩形空心板外壁一侧固定连接有第一进水管,所述第一进水管远离 矩形空心板一端固定连接有单向阀,所述单向阀远离第一进水管一端固定连接有第二进水 管,所述第二进水管远离单向阀一端固定连接有计量阀。 优选的,所述计量阀远离第二进水管一端固定连接有三通管,所述三通管远离计 量阀一端固定连接有水泵,所述水泵远离三通管一端固定连接有第三进水管。 优选的,所述矩形空心板的数量设置为两个,两个矩形空心板对称分布于电解装 置外壁两侧。 优选的,所述汽轮机一端设有蓄电装置,所述蓄电装置与汽轮机电性连接,所述水 泵、布袋除尘器、轴流风机、气体冷却机和热换器均与蓄电装置电性连接。 优选的,所述计量阀的数量设置为两个,两个计量阀对称分布于三通阀两端,两个 第一进水管分别与两个矩形空心板固定连接。 优选的,所述氧化铜板的数量设置为多个,多个氧化铜板呈线性阵列分布于第四 管内部,所述出气孔的数量设置为多个,多个出气孔等距分布于冷凝管内。 在上述技术方案中,本发明提供的技术效果和优点: 1、通过轴流风机将电解装置内阳极产生的二氧化碳、一氧化碳、氟化氢和固体粉 尘吸到布袋除尘器内,利用布袋除尘器将固体粉尘过滤掉,同时布袋除尘器过滤掉的固体 粉尘易于在布袋除尘器内的灰桶中集中处理,通过气体冷却机将低温气体排至第三管内, 使得第三管内的气体混合物的温度骤降,由于氟化氢的沸点为19.54℃,故而氟化氢转由气 体转化为液体,然后氟化氢液体流至氟化氢液体储存罐内被收集储存起来,使得氟化氢被 收集起来,不会对人体造成损伤,处理之后可以拿来贩卖,提高了经济价值,为工厂提供了 资金来源,通过一氧化碳与第四管内的氧化铜板在高温情况下发生反应,使得一氧化碳变 为二氧化碳,然后二氧化碳与储液槽内的石灰水反应,得到碳酸钙,二氧化碳被去除,使得 工厂的二氧化碳排放达到标准,此装置将原本需要处理的氟化氢气体和一氧化碳气体转化 为氟化氢液体和碳酸钙,而氟化氢液体为其他工业所需的原材料,碳酸钙为建筑材料,生产 者可以将二者进行贩卖,不仅解决了废气处理的问题,还将废气转化为可以贩卖的经济物 品,提高了工厂的收入来源,而且废气的排放也能达标; 2、通过水蒸气带动汽轮机的叶片转动,从而使汽轮机发出电力,将电力储存在蓄 4 CN 111575742 A 说 明 书 3/6 页 电装置内供水泵、布袋除尘器、轴流风机、气体冷却机和热换器使用,使原本电解装置运行 时产生的高温得到了有效利用,减少了工厂对于外界电力的需求,减少了生产成本。 附图说明 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所 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发明中记载的一 些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本发明的整体结构示意图; 图2为本发明的立体图; 图3为本发明的矩形空心板与第一进水管连接示意图; 图4为本发明的第三管内部局部结构示意图; 图5为本发明的矩形空心板与蒸汽排气管连接示意图; 图6为本发明的第四管内部结构示意图; 图7为本发明的第四管侧剖图。 附图标记说明: 1电解装置、2第一管、3轴流风机、4第二管、5布袋除尘器、6第三管、7出气管、8气体 冷却机、9冷凝管、10出气孔、11圆台管、12氟化氢液体储存罐、13第四管、14氧化铜板、15热 换器、16储液槽、17石灰水、18矩形空心板、19蒸汽排气管、20汽轮机、21第一进水管、22单向 阀、23第二进水管、24计量阀、25三通管、26水泵、27第三进水管、28蓄电装置。
分享到:
收藏