1、一22一 节 能 ENERGY CONSERVAT10N 2008年第l2期 (总第317期) 铝电解净化系统工艺配置及设备运行方式优化 刘金良 (中国铝业青海分公司，青海西宁810108) 摘要：针对净化工艺流程的分析，净化系统工艺优化主要是控制排烟机的运行方式，为了保证电解生产 用料和电解车间净化效果，通过控制多叶阀的开启度来降低排烟机的主电流。 关键词：净化系统；排烟机；控制；优化 中图分类号：TF0663；TFll152文献标识码：B文章编号：10047948(2008)12002204 引言 中国铝业青海分公司第一电解厂260台160kA 预焙电解槽于1987年投产，年产铝10万t，
2、建有2 套20世纪80年代技术水平的电解干法净化系统。 2003年电解槽扩容至180kA后，对净化系统重新改 造，在原有2套净化系统的基础上再新建l套系统。 电解烟气净化系统分为东、中、西3套净化系统，分 别负责100台、80台、80台电解槽的烟气净化。电 解烟气净化采用逆向二段法吸附净化技术，净化系 统布置如图1所示。 电解槽烟管(4l 80 电解槽) 电解槽烟管(8l l30 电解槽) 电解槽烟管(260。221 电解槽) 电解槽烟管(220 18l 电解槽) 电解槽烟管(180 131 电解槽) 图l净化系统布置 西部净化系统处理80台电解槽烟气净化，但是 由于烟管布置不合理，净化系统的
3、入口烟管未设置 在西部中间，而是设在1#65#电解槽中间，水平 烟道长度约500m，所以西部净化系统水平烟道的长 度较东、中部多25台电解槽的长度，导致烟管的阻 力较大，管路压力损失也较大，而且负压不平衡，致 使净化系统设备所耗电较大，排烟机的主电流约为 71A左右。中部系统带80台电解槽，中部净化系统 人口烟道布置在41#80#电解槽的66#槽处，稍偏 布局合理一些，排烟机的主电流约为70A左右，低 于西部。东部净化系统入口烟管布置较中、西部最 合理，烟管在80#130#电解槽正中间，负压平衡， 管路压力损失小，排烟机的主电流在52A左右。由 于烟管布置不合理，造成系统能耗的增加，需经工艺
4、优化后才能达到节电的目的。 1净化主要设备的技术参数及使用条件 11东部及中、西部净化风机的技术参数 为了对排烟机的工艺进行合理优化，对东、中、西 东5台电解槽长度，负压不平衡。中部较西部烟管 部净化风机的技术参数进行统计，如表l3所示。 表1东部及中、西部风机的技术参数 2008年第12期 (总第317期) 节 能 ENERGY CONSERVATION23 东部 低压脉冲除尘器LCM8920 1209600 17830 1216 6030 6 中、西部反吹风布袋除尘器 奎 (1-11 x 。 z2 oo 13-17 5 8400条 2400个 12主排烟机运行时的风量必须满足的条件 根据生
5、产现场的实际情况，如果严格按照设计 院的逆向二段干法吸附净化技术要求使用粉末状氧 化铝，净化系统产生的载氟氧化铝的粘度大，造成电 解槽供料系统堵塞，引发阳极效应，或者在电解槽产 生沉淀，影响电解槽技术条件的保持。因此目前净 化系统的烟道投料量按照满足电解生产的用料量来 确定，载氟氧化铝没有循环使用。 根据净化系统工艺要求，主排烟机运行时的风 量必须满足： (1)收集到的电解烟气进入净化系统的水平烟 道后，净化系统水平烟道末端内风速低，烟气中的粉 t 尘及其他固体颗粒不能在水平烟道内沉积； (2)投入到净化系统地下烟道的新鲜氧化铝与 电解烟气均匀混合，发生吸附反应，不能在地下烟道 内沉积； (3
6、)排烟机产生的风量不能小，否则电解槽产生 的烟气有一部分未收集进入净化系统，集气效率低， 使电解厂房有少许的烟气。 2净化系统工艺配置及其优化措施 21东部净化系统工艺配置 东部净化系统负责电解一、二车间各50台(共 100台)电解槽的烟气净化任务，净化工艺流程图如 图2所示。 袋料 图2东部净化系统工艺流程图 新建东部净化系统采用电解烟气逆向二段干法 应时间，载氟氧化铝投料点与布袋除尘器的反应距 吸附净化技术，为了保证净化系统有充裕的吸附反 离为45m以上，新鲜氧化铝投料点与布袋除尘器的 一24一 节 能 ENERGY C0NSERVATION 2008年第12期 (总第317期) 反应距离
7、为20m以上。 南(北)系统地下烟道风量：10500m3(h台) 50台：525000m3h； 风速：525000m3h3600(2535m2)= 167ms。 根据逆向二段反应法，反应段总固气比 35gm3，以固气比为35gm3计算出南(北)系统 地下烟道投料量为：525000m3h35gm3= f 18375000gh 18375th。 现场工艺控制：南(北)系统地下烟道投料量为 25t(台c1)46台24hd=479th。 22中、西部净化系统工艺配置 中、西部净化系统各负责电解一、二车间各40 台(共80台)电解槽的烟气净化任务，净化工艺流程 图如图3所示。 图3中、西部净化系统工艺流
8、程图 对旧的中、西部净化系统进行改造，旧净化系统 也采用电解烟气逆向二段干法吸附净化技术，在 8000t底部下料点设置2台变频调速圆盘给料机， 分别给南北地下烟道投新鲜氧化铝。原有载氟氧化 铝溜槽抬升后，通过原斗提室将部分载氟氧化铝输 入气力提升机，提升至750t料仓，剩余载氟氧化铝 通过风动溜槽引入8000t料仓底部，经圆盘给料机 计量后投入距离新鲜料下料点20m处的地下烟道 中。 南(北)系统地下烟道风量：10500m (h台) 铝 风速：420000m3h3600(334m )= 1144ms。 根据逆向二段反应法，反应段总固气比 35gm3，以固气比为35gm3计算出南(北)系统 地下
9、烟道投料量为：420000m3h35gm3= 14700000gh=147th。在现场工艺控制中，南 (北)系统地下烟道投料量为：25t(台d)43台 24hd=448th。 23净化系统排烟机运行方式优化措施 对东、中、西部排烟机运行方式进行调整试验， 40台=420000m3h； 确定出最合理的运行方式(见表46)。 表4东部净化系统排烟机运行方式调整方案 2008年第12期 (总第317期) 节 能 ENERGYCONSERVATION25 通过表4中3种方案的分析，东部净化系统3 台排烟机运行，排烟机入口阀门开启60，主电流 由52A降至45A，方案3既能满足生产工艺要求，又 能降低电
10、耗，是最合理的设备运行方式。 由表5可知，中部净化系统既能满足生产工艺 要求，又能降低能耗的最合理的设备运行方式为方 案3：2台排烟机同时运行，排烟机入口阀门开启 70，主电流由70A降至60A。 表6西部净化系统排烟机运行方式调整方案 由表6可知，西部净化系统既能满足生产工艺 要求，又能降低能耗的最合理的设备运行方式为方 案3：2台排烟机同时运行，排烟机入口阀门开启 70，主电流由71A降至68A。 3应用效果分析及对比 净化系统工艺优化主要是控制排烟机的运行方 式，为了保证电解生产用料和电解车间净化效果，通 过控制多叶阀的开启度来降低排烟机的主电流。排 烟机多叶阀的开启度的最佳角度是以保证
11、净化烟道 不积料和电解车间净化效果最佳为好。 通过现场实际调整和运行得出，西部运行2台 排烟机，多叶阀开启70，吨铝降低电耗5kWh；中 部运行2台排烟机，多叶阀开启70，吨铝降低电 耗15kWh；东部运行3台排烟机机，多叶阀开启 60，吨铝降低电耗16kwh。由以上分析得出，工 艺优化后，排烟机主电流优化后较优化前有所降低， 动力电耗比优化前生产吨铝节电36kwh(见表7)。 表7净化排烟机工艺优化前后生产吨铝节能对比 4结语 通过对铝电解净化系统工艺配置情况的介绍， 并对净化系统东、中、西部排烟机运行方式进行优 化，在现场实际采用3种方案进行试验，在保证净化 效果及物料输送的情况下，找到了最合理、最优的运 行方式，达到了节能的目的。 作者简介：刘金良(1975一)，男，青海人，本科，工程师，主要 从事电解设备的管理工作。 收稿日期：20080714；修回Et期：20080912
