整体成型阴极实验排烟分析及控制

邓 翔,曹斌,张嘉,杨运川,柴婉秋,吴中鼎

(贵阳铝镁设计研究院有限公司,贵州 贵阳 550081)

在铝电解槽整体成型阴极焙烧过程中,由于糊料升温散发大量的挥发分(沥青烟、焦油等),这部分挥发分散发到车间内将对车间环境造成破坏,而现有设计的电解槽排烟系统,理念是在电解槽闭槽工作条件下进行排烟,无法实现在无槽盖板密闭条件下进行集气排烟。另外,铝电解槽整体成型阴极焙烧高温阶段,阴极下层材料随着温度升高释放的挥发分无法穿透上层材料释放,通过阴极钢棒窗口从电解槽两侧逸散出来,使电解槽焙烧烟气通过不同位置按一定时间周期散发。

电解槽整体成型阴极焙烧采用在炉膛内燃气焙烧,炉膛内阴极和阳极之间保持250 mm左右空间,燃烧烟气及上层阴极材料释放的挥发分通过上部排气口排出,下层材料释放的挥发分通过阴极钢棒窗口从电解槽两侧散发,电解槽两侧烟气散发成为铝电解槽整体成型阴极焙烧烟气收集的难题。

1 烟气成分及烟气量分析

铝电解槽整体成型阴极主要材料为改性石油焦+粘结剂,粘结剂主要成分是煤沥青和煤焦油,其中,煤沥青30%,煤焦油70%,阴极材料挥发分主要是煤沥青和煤焦油受热过程中产生的挥发分。

1.1 阴极材料挥发分总量分析

以200kA电解槽为例,电解槽底部糊用量27.5吨,侧部糊用量9.5吨。其中底部糊粘结剂比例为15%(其中煤沥青占4.5%,煤焦油占10.5%),侧部糊粘结剂比例为12%(其中煤沥青占3.6%,煤焦油占8.4%),则煤沥青用量为27.5吨×4.5%+9.5吨×3.6%=1.5795吨,煤焦油用量为27.5吨×10.5%+9.5吨×8.4%=3.6855吨。……