炭素技术浅谈静电除尘在炭素焙烧烟气净化中的应用谢晟元（中国铝业公司青海分公司，青海大通文就国内现主要采用的干法吸附和电捕处理焙烧烟气方法进行对比，重点对中国铝业公司青海分公司现有的电捕净化方式在实际运行中存在的问题进行探讨，从而找出改进的方法和措施。

　　在电解铝用炭素阳极生产中，主要原料为石油焦，以沥青作粘合剂，并掺入回收残极，残极含有氟化物，由于在配比中掺入的15U左右的沥青在焙烧过程中通常有一半结焦，其余的变成大量的黄烟（沥青烟）排出，使焙烧炉烟气中含有氟、硫、焦油、粉尘等有害物质。阳极焙烧烟气净化处理为阳极生产污染防治的重点，目前国内外焙烧烟气净化方式有干法吸附法、静电除尘法、燃烧（焚烧）法、吸收（洗涤）法等。其中干法吸附法采用比表面积大的多孔性物质（活性炭、焦炭粉、氧化铝等）作吸附剂，对沥青烟进行物理吸附，由于系统阻力大，需要采用大风量风机，同时更换滤料成本高，运行费用也较大；静电除尘法采用高压静电收集烟气中的焦油和粉尘，焦油捕集率高，运行成本低，也能提供大负压；吸收法多采用汽油、柴油等有机类液体作吸收剂，或水洗涤，净化效率低，存在着二次污染问题。在我国电解铝炭素生产中主要还是采用前两种净化方式，即干法吸附和静电除尘法。

　　1静电除尘的实际应用由于静电除尘方式比干法吸附净化投资省、运行费用低，因此，近几年各地都不同程度地采用该方式，但在实际运行中存在许多问题，本文主要以静电净化在中铝青海分公司炭素焙烧系统的运行情况做出分析。

　　静电除尘的原理高压静电除尘是原子核物理的理论与技术在工业应用领域中的一种拓展，上个世纪50年代以前，虽然有不少人对电除尘器的理论及实践作了大量的研究，但进展缓慢。只是在最近二十多年来，随着世界工业化水平的提高，特别是近年来，对环境保护要求日趋严格，电除尘技术才得到非常迅速的发展。高压静电除尘器是使粉尘沉积于电极上，将尘粒从含尘烟气体中分离出来的一种除尘设备，它能有效地回收气体中的粉尘，以净化气体。

　　青海铝业分公司静电除尘应用的现状电解铝炭素三期焙烧的静电除尘系统在设计表1干法净化（一、二期）与电捕净化（四期）的效果对比排放物一期二期四期粉尘浓度/气态氟化物浓度/（mg/dm3）固态氟化物浓度/（mg/dm3）气态沥青烟浓度/mg/dm3）固态沥青烟浓度パmg/dm3）除尘效率/（沥青烟净化效率/%氟化物净化效率/（方面存在重大缺陷，设计不合理。缺陷为：喷淋筒式结构、喷枪、电场本体设计、高压整流方式、火花控制技术、灭火装置等均不能保证净化系统的安全。设计不合理集中表现在设计偏小，净化系统处理能力不足。该系统预除尘太小，起不到收集较大粉尘、焦油的效果；喷淋冷却筒设计不合理，卧式喷淋冷却筒存在许多缺陷，降温效果及烟气调质不好；电场设计不完善，没有用以防止着火及进行自动灭火的灭火装置，也没有极板清洗功能。三期净化整流电路存在缺陷，表现在火花率控制技术落后、媳弧灵敏度差导致拉弧，这也是电场着火的一个重要内因。炭素三期焙烧烟气电捕焦油净化系统于2002年10月开始投入使用，大约运行半年之后，由于以上等各种缺陷，特别是电捕除尘系统的设计不合理，电场发生多次着火事故，严重影响了安全生产。

　　电解铝炭素四期焙烧静电除尘系统的净化效果不理想。对氟化物及硫化物几乎没有任何的净化效果，未实现污染物的达标排放E1F.预除尘器入口阀门为手动翻板式阀门，当出现紧急状况时，需要人工手动关闭闸板，不安全，响应的速度慢，稍有疏忽，火势很容易进入净化系统，造成重大损失。喷淋塔中的喷枪设备落后、风压与水压不匹配、喷淋塔高度设计不足，导致烟气冷却和调质效果很差，恶化捕集效果；二次电压上不去，现在最大二次电压只能加到50 000V，稍微提高二次电压，电场极容易闪络、击穿。当出现火灾事故时，控制系统灭火保护作用有缺陷。四期焙烧电捕净化系统的水压力严重不足，根本无法实现雾化效果。另外，由于水压不足，引风机的轴承降温亦成为很大问题，而且风机冷却水没有实现循环利用，浪费大量的水资源。

　　1.3静电除尘与干法净化存在的差距一、二期采用了氧化铝吸附干法净化E2F，焙烧烟气干法净化系统是利用新的纯净的氧化铝粉来洗涤烟气，即在不需要水或其他液体的情况下，利用具有较大活性表面的砂状氧化铝粉来吸附烟气中的焦油和氟化物，具有高效节能的优点。具体工艺是来自焙烧炉的烟气经过一座直径5m、高30m的全蒸发式雾化水冷却塔，使烟气温度降到（88后进入4个方形垂直烟道，此时与垂直径向喷射器（简称VRI反应器）中溢流出来的氧化铝粉进行均匀混合，完成烟气中有害物质的吸附反应过程，再进入四组八室的脉冲布袋收尘器，经布袋把颗粒物与废气进行分离后，废气经过高效耐温主风机送入烟囱排出。回收的反应后的氧化铝粉除部分循环使用外，其余反应后氧化铝粉通过气力提升机送入反应后料仓作电解原料，当系统设备有故障时使用旁通。一般地全系统操作分为6个主要分系统操作：烟气蒸发式雾化水冷却系统、干法净化系统、气固分离系统、焙烧炉烟气流系统、氧化铝粉料的供给系统和自动控制系统。

　　一、二期和四期净化效果见表1，可以看出，电捕净化与干法净化对粉尘和沥青烟的作用是基本一致的，效果都很好，但电捕净化对氟化物基本不起作用，氟化物排放为44.91mg/dm3，严重超标（国标为9mg/dm3），氟化物的净化效率仅为6.此可以得出干法净化是目前为止最好的净化方式，电捕净化对采用电解返回残极作配料的炭素工艺生产方式是不适用的，这也是电捕净化用于炭素焙烧烟气净化系统中的最大缺陷。

　　2静电除尘与干法净化联合运行方式的尝试从上述也能看出，AI2O3吸附干法净化虽然效果良好，但投资额大、日常运行费用过高，其中包括拉运Al23的运输费、定期更换布袋的成本费用、高额的物料消耗、水电等能源费等；而静电除尘净化投资费用省，日常费用较低，这也是促使新、改、扩建项目中多采用静电净化的主要原因。但随着国家对环保的要求越来越严，以及节能减排政策，就迫使我们必须寻求更佳方式来解决该问题。

　　中铝兰州分公司新建炭素焙烧净化就改变为电捕加干法的联合运行方式，前级采用电捕净化，主要净化烟气中沥青烟和粉尘，后级为小型的Al23吸附干法净化，主要净化氟化物。目前试运行效果良好，两种净化方式互为补充，同时也解决了电捕净化不能处理氟化物的问题。

　　3结语总之，对于铝用炭素阳极生产，焙烧烟气的净化是一个需要持续探讨的话题，如果在炭素生产工艺过程中放弃电解返回残极的使用，以上问题就不存在了，但在现实当中，不可避免的还得继续使用含氟残极，因此单纯追求经济效益而不考虑环境效益和社会效益是得不偿失的，净化方式也需随着时代的进步和国家的发展而更进一步改进。