《電解煙氣乾法淨化系統》是瀋陽鋁鎂設計研究院於2009年11月12日申請的發明專利，該專利申請號為2009102198251，公布號為CN102061488A，公布日為2011年5月18日，發明人是楊曉東、劉雅鋒、宋海琛、汪林、王富強、周東方。
《電解煙氣乾法淨化系統》涉及一種淨化系統，尤其涉及一種電解煙氣乾法淨化系統，由下述結構構成：除塵器，設在除塵器頂部的除塵器出口管道，與除塵器連線的反應器，與反應器連線的匯總管道，除塵器的底部與載氟氧化鋁貯倉連通，反應器與新鮮氧化鋁貯倉連通，除塵器出口管道通過主引風機與煙囪連通。該發明的優點效果：通過改變管道配置形式，降低局部阻力，進而使淨化系統整個沿程阻力降低，節省能耗；提高淨化效果，具有占地面積小、淨化效率高、能耗低、維修量小、控制程度高等優點。
2021年6月24日，《電解煙氣乾法淨化系統》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《電解煙氣乾法淨化系統》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：電解煙氣乾法淨化系統
- 申請人：瀋陽鋁鎂設計研究院
- 發明人：楊曉東、劉雅鋒、宋海琛、汪林、王富強、周東方
- 申請號：2009102198251
- 申請日：2009年11月12日
- 公布號：CN102061488A
- 公布日：2011年5月18日
- 地址：遼寧省瀋陽市和平區和平北大街184號
- 代理機構：遼寧瀋陽國興專利代理有限公司
- 代理人：張立新
- Int. Cl.：C25C3/22
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,
專利背景
在電解鋁行業，鋁電解過程是以氧化鋁熔體為電解質，以碳素材料為電極進行電解，在陰極上析出液態的金屬鋁，在陽極上產生以CO2為主的陽極氣體。同時還會散發出以氟化氫、氟化物、粉塵等為主的大氣污染物，這些氣體與陽極氣體統稱為電解煙氣。
瀰漫在電解車間內部的電解煙氣使勞動條件惡化，嚴重影響生產工人的身體健康。電解煙氣擴散到廠區周圍將污染大氣，給農牧業生產的發展及人民生活帶來極大的危害。按照中國國家環保標準GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》的要求，必須對電解煙氣加以治理，進行達標排放。同時電解煙氣中的氟化物也是電解生產的重要原料，回收利用具有重大的經濟價值。因此電解鋁行業都需要配置煙氣淨化系統。
電解煙氣淨化系統根據現場情況及工藝條件要求有多種配置形式。2009年11月前一般5~6萬噸/年產能的電解系列配置一套淨化系統，淨化系統比較小，配置形式較單一。隨著生產規模的擴大，一般對應10~13萬噸/年或更大規模的電解鋁系列，配置一套煙氣淨化設施。主要有以下兩種形式：（1）20~32反吹風除塵器加20~32台VRI反應器加2~6台主引風機；（2）28~32脈衝除塵器加28~32台管道式反應器加2~6台主引風機。以上兩種配置形式，都能滿足中國國內環保排放標準的規定。但是以上兩種系統存在著系統相互備用程度低、氣流不穩定、占地面積大、成本高、運行維護費用高、能耗高等缺點，最重要的是進一步提高煙氣淨化效率比較困難。
由於中國國家環保標準的不斷提高，要求淨化系統長期、穩定、有效地滿足中國國家環保標準的要求，另外從節能降耗方面考慮，以上系統也有進一步改進提高的必要。
發明內容
專利目的
《電解煙氣乾法淨化系統》目的是提高淨化效率、降低投資、增加系統的穩定性、減少運行成本，延長設備的使用壽命。
技術方案
《電解煙氣乾法淨化系統》，其特徵在於由下述結構構成：除塵器，設在除塵器頂部的除塵器出口管道，與除塵器連線的反應器，與反應器連線的匯總管道，除塵器的底部與載氟氧化鋁貯倉連通，反應器與新鮮氧化鋁貯倉連通，除塵器出口管道通過主引風機與煙囪連通。
所述的匯總管道與反應器之間設有反應器前管道。所述的反應器與反應器前管道之間設有反應前閥門。所述的反應器為VRI反應器或文丘里反應器或中間-四周多點式反應器。所述的除塵器出口管道上設有除塵器出口閥門。
所述的新鮮氧化鋁貯倉通過新鮮氧化鋁溜槽與反應器連通。所述的新鮮氧化鋁貯倉與新鮮氧化鋁溜槽之間設有振動篩。所述的新鮮氧化鋁溜槽與振動篩之間設有旋轉流量計。所述的除塵器的底部與載氟氧化鋁貯倉通過載氟氧化鋁溜槽連通。所述的除塵器為脈衝除塵器或反吹風除塵器。所述的載氟氧化鋁溜槽上設有氣力提升機。所述的氣力提升機與氣力提升機用羅茨鼓風機連線。所述的主引風機為3-6台。所述的匯總管道與流態化用羅茨鼓風機連線。所述的載氟氧化鋁貯倉和新鮮氧化鋁貯倉為單層或雙層貯倉。所述的除塵器與壓力罐連線。所述的中間-四周多點式反應器由下述結構構成：殼體，設在殼體底部的進氣口，設在殼體頂部的出氣口，進氣口與出氣口之間為混合通道，在殼體的中部混合通道的外側設有料室，料室與設在殼體外的第一進料管相通，料室的底部側面設有插入到混合通道的出料管，在殼體上設有插入到混合通道的第二進料管。所述的料室下方設有反應器氣室，反應器氣室與殼體上設有反應器流化風管相通。所述的料室與反應器氣室之間設有透氣板。所述的第一進料管和第二進料管的數量為1-10個。所述的第二進料管的出料口設在混合通道的中心。所述的第二進料管為鋼管或圓形溜槽管道。所述的第二進料管進料端高於出料端。所述的第二進料管設在出料管的上部、出料口的下部或與出料管平齊。所述的出料管的數量在1~30個。所述的出料管的形狀為圓形或方形鋼管。所述的進氣口與料室之間的混合通道的截面為梯形。所述的殼體為圓形、方形或矩形。所述的第二進料管的進料端與進料口相通。所述的料室的上部加蓋密封。所述除塵器為預分離脈衝袋式除塵器，由下述結構構成，包括上部箱體、中部箱體、設在上部箱體的除塵器出氣口和設在中部箱體下部的除塵器進氣口，在中部箱體內設有噴吹管、噴嘴、骨架及布袋，中部箱體的下方為下部箱體，其特徵在於所述的除塵器進氣口設在中部箱體上部，在除塵器進氣口與骨架之間設有隔離板，骨架上設有布袋，隔離板的下方設有導流板。所述的骨架下方設有導流板。所述的骨架的高度低於隔離板的高度。所述的骨架固定在花板上。所述的花板上設有孔，孔為非對稱布置在花板上。所述的花板的上方設有噴吹管和噴嘴，噴吹管和噴嘴設在上部箱體的底部。所述的噴嘴下方設有引流管。所述的噴吹管與上部箱體外的電磁脈衝閥連線。所述的噴吹管與電磁脈衝閥之間設有氣包。所述的電磁脈衝閥設在上部箱體的頂部或側部。所述的骨架分節設定，為2-10節。所述的上部箱體和下部箱體上設有檢修門。所述的上部箱體上設有觀察孔。所述的隔離板下方的導流板為一級或多級。所述的下部箱體上設有溢流管、泄料口和循環料口。所述的除塵器出氣口設在上部箱體的頂部。所述的除塵器出氣口管道匯總後進入風機。所述的風機為並聯配置形式。所述的除塵器進氣口匯總管道為電解車間排煙支管的匯總管道。所述的反應器為並聯。
改善效果
《電解煙氣乾法淨化系統》通過改變管道配置形式，降低局部阻力，進而使淨化系統整個沿程阻力降低，節省能耗；通過採用反應器，提高氣固混合效果，進而提高淨化效果；通過採用除塵器實現除塵器過濾粉塵、吸附氟化氫的作用；通過改變除塵器整體配置形式，節省了系統的占地面積；通過最佳化除塵器出口管道，及主引風機管路的最佳化，實現風機的相互備用，並根據不同工礦選取合理的運行參數；通過除塵器前後管路的最佳化改進，實現除塵器之間的相互備用，最大限度地減少一台除塵器維修時對整個系統平衡的影響；通過新鮮氧化鋁輸送設備和配置形式的最佳化，實現新鮮氧化鋁均勻、穩定、定量的給料；通過返回氧化鋁配置形式的改變，實現氣力提升機的相互備用，當氣力提升機維修時不影響系統的穩定運行；通過最佳化淨化系統管道閥門結構形式，規整氣流方向，使氣流穩定勻速進入反應器，增加反應器的混合效果，延長了使用壽命；通過採用振動篩，保證淨化系統內部原料輸送的連續順暢，保證系統的穩定運行。具有占地面積小、淨化效率高、能耗低、維修量小、控制程度高等優點。
附圖說明
圖1是《電解煙氣乾法淨化系統》的平面配置圖。
圖1
圖2是《電解煙氣乾法淨化系統》的剖面圖。
圖2
圖3是《電解煙氣乾法淨化系統》流程圖。
圖3
圖4是《電解煙氣乾法淨化系統》除塵器的結構示意圖。
圖5是圖4的側視圖。
圖6是除塵器中的噴吹管、噴嘴和引流管的結構示意圖。
圖7是《電解煙氣乾法淨化系統》反應器的結構示意圖。
圖中：1、除塵器；2、主引風機；3、匯總管道；4、除塵器出口管道；5、煙囪；6、除塵器出口閥門；7、反應器前管道；8、反應器；9、反應器前閥門；10、新鮮氧化鋁貯倉；11、載氟氧化鋁貯倉；12、新鮮氧化鋁溜槽；13、載氟氧化鋁溜槽；14、氣力提升機；15、氣力提升機用羅茨鼓風機；16、流態化用羅茨鼓風機；17、高壓離心風機；18、旋轉流量計；19、振動篩；20、循環溜槽；22、壓力罐；23、第一進料管；24、料室；25、反應器氣室；26、反應器流化風管；27、出氣口；28、出料管；29、進料口；30、第二進料管；31、進氣口；32、透氣板；33、混合通道；34、殼體；35、除塵器進氣口；36、除塵器出氣口；37、隔離板；38、導流板；39、中部箱體；40、骨架；41、花板；42、噴吹管；43、噴嘴；44、上部箱體；45、電磁脈衝閥；46、下部箱體；47、溢流管；48、泄料口；49、循環料口；50、檢修門；51、觀察孔；52、引流管；53、氣包。
技術領域
《電解煙氣乾法淨化系統》涉及一種淨化系統，尤其涉及一種電解煙氣乾法淨化系統，其主要套用在電解鋁行業電解煙氣乾法淨化車間。
權利要求
1.電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於由下述結構構成：除塵器，設在除塵器頂部的除塵器出口管道，與除塵器連線的反應器，與反應器連線的匯總管道，除塵器的底部與載氟氧化鋁貯倉連通，反應器與新鮮氧化鋁貯倉連通，除塵器出口管道通過主引風機與煙囪連通；反應器為中間—四周多點式反應器；中間—四周多點式反應器由下述結構構成：殼體，設在殼體底部的進氣口，設在殼體頂部的出氣口，進氣口與出氣口之間為混合通道，在殼體的中部混合通道的外側設有料室，料室與設在殼體外的第一進料管相通，料室的底部側面設有插入到混合通道的出料管，在殼體上設有插入到混合通道的第二進料管。
2.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的匯總管道與反應器之間設有反應器前管道。
3.根據權利要求2所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的反應器與反應器前管道之間設有反應前閥門。
4.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的除塵器出口管道上設有除塵器出口閥門。
5.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的新鮮氧化鋁貯倉通過新鮮氧化鋁溜槽與反應器連通。
6.根據權利要求5所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的新鮮氧化鋁貯倉與新鮮氧化鋁溜槽之間設有振動篩。
7.根據權利要求6所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的新鮮氧化鋁溜槽與振動篩之間設有旋轉流量計。
8.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的除塵器的底部與載氟氧化鋁貯倉通過載氟氧化鋁溜槽連通。
9.根據權利要求8所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的除塵器為脈衝除塵器或反吹風除塵器。
10.根據權利要求8所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的載氟氧化鋁溜槽上設有氣力提升機。
11.根據權利要求10所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的氣力提升機與氣力提升機用羅茨鼓風機連線。
12.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的主引風機為3-6台。
13.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的匯總管道與流態化用羅茨鼓風機連線。
14.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的載氟氧化鋁貯倉和新鮮氧化鋁貯倉為單層或雙層貯倉。
15.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的除塵器與壓力罐連線。
16.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的料室下方設有反應器氣室，反應器氣室與殼體上設有反應器流化風管相通。
17.根據權利要求16所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的料室與反應器氣室之間設有透氣板。
18.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的第一進料管和第二進料管的數量為1-10個。
19.根據權利要求18所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的第二進料管的出料口設在混合通道的中心。
20.根據權利要求19所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的第二進料管為鋼管或圓形溜槽管道。
21.根據權利要求20所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的第二進料管進料端高於出料端。
22.根據權利要求21所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的第二進料管設在出料管的上部、出料口的下部或與出料管平齊。
23.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的出料管的數量在1~30個。
24.根據權利要求23所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的出料管的形狀為圓形或方形鋼管。
25.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的進氣口與料室之間的混合通道的截面為梯形。
26.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的殼體為圓形、方形或矩形。
27.根據權利要求22所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的第二進料管的進料端與進料口相通。
28.根據權利要求1所述的電解煙氣乾法淨化系統，其特徵在於所述的料室的上部加蓋密封。
實施方式
如圖1-3所示電解煙氣乾法淨化系統，由下述結構構成：除塵器1，設在除塵器1頂部的除塵器出口管道4，與除塵器1連線的反應器8，與反應器8連線的匯總管道3，除塵器1的底部與載氟氧化鋁貯倉11連通，反應器8與新鮮氧化鋁貯倉10連通，除塵器出口管道4通過主引風機2與煙囪5連通，主引風機2為3-6台，匯總管道3與反應器8之間設有反應器前管道7，反應器8與反應器前管道7之間設有反應前閥門9；除塵器出口管道4上設有除塵器出口閥門6，新鮮氧化鋁貯倉10通過新鮮氧化鋁溜槽12與反應器8連通，新鮮氧化鋁貯倉10與新鮮氧化鋁溜槽12之間設有振動篩19，新鮮氧化鋁溜槽12與振動篩19之間設有旋轉流量計18，除塵器1的底部與載氟氧化鋁貯倉11通過載氟氧化鋁溜槽13連通，載氟氧化鋁溜槽13上設有氣力提升機14，氣力提升機14與氣力提升機用羅茨鼓風機15連線，匯總管道3與流態化用羅茨鼓風機16連線，載氟氧化鋁貯倉11和新鮮氧化鋁貯倉10為單層或雙層貯倉，除塵器1與壓力罐22連線。循環溜槽20用於連線除塵器1上的循環料口49和反應器前管道7，離心風機17為新鮮氧化鋁溜槽12、載氟氧化鋁溜槽13和循環溜槽20提供動力；除塵器出氣口管道匯總後進入風機；風機為並聯配置形式；除塵器進氣口匯總管道為電解車間排煙支管的匯總管道；反應器為並聯。
反應器8為VRI反應器或文丘里反應器17，或如圖7所示中間-四周多點式反應器由下述結構構成：殼體34，設在殼體底部的進氣口31，設在殼體頂部的出氣口27，進氣口31與出氣口27之間為混合通道33，在殼體34的中部混合通道33的外側設有料室24，料室24與設在殼體外的第一進料管23相通，料室24的底部側面設有插入到混合通道11的出料管28，在殼體34上設有插入到混合通道11的第二進料管30，料室24下方設有反應器氣室25，反應器氣室25與殼體34上設有反應器流化風管26相通，料室24與反應器氣室25之間設有透氣板32，第一進料管23和第二進料管30的數量為1-10個，第二進料管30的出料口設在混合通道11的中心，第二進料管30為鋼管或圓形溜槽管道，第二進料管30進料端高於出料端，第二進料管30設在出料管28的上部、出料管28的下部或與出料管28平齊，出料管28的數量在1~30個，出料管28的形狀為圓形或方形鋼管，進氣口31與料室24之間的混合通道11的截面為梯形，殼體34為圓形、方形或矩形，第二進料管30的進料端與進料口29相通，料室24的上部加蓋密封。每台反應器都用溜槽單獨供料，保證每台反應器新鮮氧化鋁的供料誤差≤10％。
除塵器1為脈衝除塵器或反吹風除塵器。或如圖4-6所示預分離脈衝袋式除塵器由下述結構構成，包括上部箱體44、中部箱體39、設在上部箱體44的除塵器出氣口36和設在中部箱體39下部的除塵器進氣口35，在中部箱體39內設有噴吹管42、噴嘴43、骨架40及布袋，中部箱體39的下方為下部箱體46，除塵器進氣口35設在中部箱體39上部，在除塵器進氣口39與骨架40之間設有隔離板37，骨架40上設有布袋，隔離板37的下方設有導流板38，骨架40下方設有導流板38，骨架40的高度低於隔離板37的高度，骨架分節設定，為2-10節，骨架40固定在花板41上，花板41上設有孔，孔為非對稱布置在花板41上，花板41的上方設有噴吹管42和噴嘴43，噴吹管42和噴嘴43設在上部箱體44的底部，噴嘴43下方設有引流管52，噴吹管42與上部箱體44外的電磁脈衝閥45連線，噴吹管42與電磁脈衝閥45之間設有氣包53，電磁脈衝閥45設在上部箱體44的頂部或側部，上部箱體44和下部箱體46上設有檢修門50，上部箱體44上設有觀察孔51，隔離板37下方的導流板38為一級或多級，下部箱體46上設有溢流管47、泄料口48和循環料口49，除塵器出氣口36設在上部箱體44的頂部。
電解煙氣通過電解槽集氣罩和車間外排煙管道匯入電解煙氣淨化系統，首先進入匯總管道3，反應器前管道7與匯總管道3連通，且反應器前管道7是並聯配置，這樣可以使反應器8和除塵器1相互備用。通過反應器前管道7的煙氣進入反應器前閥門9，反應器前閥門9起到規整氣流方向的作用。通過反應器前閥門9的煙氣進入反應器8，煙氣在反應器8和除塵器前管道內與從新鮮氧化鋁溜槽12和循環溜槽20來的氧化鋁混合，完成大部分的吸附反應。混合煙氣進入除塵器1，完成氣固分離，分離下來的氧化鋁通過載氟氧化鋁溜槽13和氣力提升機14進入載氟氧化鋁貯倉，供電解車間生產使用。從除塵器1過濾出來的氣體，經過除塵器出口閥門6和除塵器出口管道4進入引風機2，在引風機2的作用下，達標氣體通過煙囪5排入大氣。新鮮氧化鋁通過新鮮氧化鋁貯倉10排出，首先通過振動篩19除去其中的雜質，然後經過旋轉流量計18穩定、準確、定量地向新鮮氧化鋁溜槽供料。氣力提升機用羅茨鼓風機15為氣力提升機14提供動力；流態化羅茨風機16為除塵器或反應器，或溜槽提供流化風；高壓離心風機17為溜槽或反應器提供流化風；壓力罐22為除塵器提供壓縮空氣。
專利榮譽
2021年6月24日，《電解煙氣乾法淨化系統》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
