Обзор технических решений очистки газов электролизеров

Введение 7
1 Химизм процесса Эру-Холла. Выбросы от электролизеров 8
2 Технологические схемы очистки анодных газов производства алюминия 15
2.1 Технология «мокрой» газоочистки 15
2.2 Технология комбинированной очистки газов 19
2.3 Технология «сухой» газоочистки СГОУ 22
2.3 Фильтрация газов в СГОУ 28
2.4 Термический способ очистки анодных газов от оксида углерода 35
2.5 Очистка анодных газов от диоксида серы 45
2.5.1 «Мокрая» очистка анодных газов от диоксида серы 46
2.5.2 «Сухая» очистка анодных газов от диоксида серы 47
3 Расчет рукавного фильтра 50
Заключение 54
Список литературных источников 55

Весь текст будет доступен после покупки

Как и любое промышленное производство, выплавка алюминия сопряжена с экологическими рисками – выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, образованием твердых отходов.
На отечественных предприятиях алюминиевой промышленности более половины первичного алюминия выпускается на электролизерах с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом на силу тока 140–176 кА.
В настоящее время осуществляется программа «ЭкоСодерберг», подразумевающая модернизацию электролизеров С8Б и С8БМ в целях снижения экологических рисков. Электролизеры оснащаются безгорелочным газосборным колоколом и новой системой газоудаления, которые способны обеспечить эффективность укрытия до 96–98% [9]. Часть электролизеров не может быть переведена на технологию «ЭкоСодерберг» в силу конструктивных особенностей, и для ванн этого типа применяется комплекс мероприятий, направленных на сокращение времени разгерметизации электролизера, повышение эффективности системы газоотсоса и снижение выбросов через аэрационные фонари.

Весь текст будет доступен после покупки

Процесс получения алюминия представляет собой электролитическое восстановление порошкообразного оксида алюминия – глинозема, растворенного в расплавленном электролите (криолите) при температуре 930?965 оС [1]:

Al2O3(p) + xC(г) = 2Al(ж) + 2(2x – 3)CO(г) + (3 – x)CO2(г) (1.1)

На катоде происходит выделение алюминия, на аноде – СО, СО2, О2.
Основным исходным сырьем для получения алюминия являются глинозем (Al2O3), фтористый алюминий (AlF3) и криолит (Na3AlF6), обожженные аноды или анодная масса.
На сегодняшний день существует 2 наиболее распространенные технологии электролиза, которые отличаются, главным образом, типом анодов – с самообжигающимися (рисунок 1.1) и предварительно обожженными анодами (рисунок 1.2).


Рисунок 1.1 – Электролизер с самообжигающимся анодом


Рисунок 1.2 – Электролизер с обожженными анодами

Электролизер включает в себя катодное и анодное устройство, ошиновку и газосборное устройство.
Электролизеры Содерберга и ОА отличаются по конструкции анода и составу углеродного материала анода. Обожженные аноды представляют собой блоки из обожженной смеси кокса и пека, а самообжигающиеся (СОА) аноды – кожух, в который загружается анодная масса на основе нефтяного кокса и каменноугольного пека. Обожженный углерод в электролизерах СОА образуется при термических воздействиях в электролизере.
Анодные газы электролизеров ОА, в отличие от СОА, не содержат смолистых веществ и углеводородов. В состав смолистых веществ входят полициклические ароматические углеводородамы (ПАУ), часть из которых обладает мутагенной и канцерогенной активностью.
Усовершенствованная технология электролизера с само-обжигающимися анодами – «ЭкоСодерберг» – включает в себя усовершенствование системы газоудаления, применение автоматической подачи глинозема, применение анодной массы с меньшим содержанием связующего и двухступенчатую очистку газов. Технология позволяет снизить содержание углеводородов и смол в выбросах.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Исаева, Л. А. Расчет электролизеров для производства первичного алюминия / Л. А. Исаева, Ю. Г. Михалев, П. В. Поляков. – Красноярск : ИПК СФУ, 2010. – 100 с.
2. Дрягин, Д.В. Внедрение системы «сухой» газоочистки при производстве алюминия / Д.В. Дрягин, Ю.В. Сокольникова // Молодежный вестник ИРГТУ, № 4, 2021. – С. 25-32.
3. Зельберг А.Б. Технико-экологическая и правовая оценка выбросов в атмосферу при производстве алюминия / А.Б. Зельберг, И.М. Глушкевич // Вестник МАНЭБ, Т. 26, № 1, 2021. – С. 33-36.
4. Повышение эффективности систем газоочистки в алюминиевом производстве / Н.В. Головных, В.А. Бычинский, Л.М. Филимонова, К.В. Чудненко, И.И. Шепелев // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия, №3, 2017. – С. 45-55.
5. Абдрахманова, Э.Ф. Методы снижения негативного воздействия на атмосферу при электролитическом производстве алюминия / Э.Ф. Абдрахманова, И.В. Терпигорева // Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология-2020), материалы XVI Международной научно-технической конференции, в 2-х томах. Том 1. Уфа, 2020. – С. 64-70.
6. Крюковский, В.А.Современные технологии производстваалюминия / В.А. Крюковский. – Санкт-Петербург :Политех-Пресс (Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого), 2020. – 235 с.

Весь текст будет доступен после покупки