[发明专利]一种铝电解生产过程中无组织排放含氟气体的治理方法

说明书

一种铝电解生产过程中无组织排放含氟气体的治理方法，按以下步骤进行：(1)在铝电解厂排放天窗处设置多层交错排列的喷头，通过喷头喷淋碱性偏铝酸钠溶液，碱性偏铝酸钠溶液吸收无组织排放含氟气体后形成含冰晶石的吸收液，气态氟化氢与碱性偏铝酸钠生成冰晶石；(2)含冰晶石的吸收液经过收集后过滤，固相为冰晶石；滤液加入偏铝酸钠循环使用；(3)洗涤气体经除雾后排入大气。本发明的方法具有过程简单、操作方便、能耗小、污染物脱除效果好等优点。

技术领域

本发明属于工业废气治理技术领域，特别涉及一种铝电解生产过程中无组织排放含氟气体的治理方法。

背景技术

铝电解过程中，释放的大气污染物主要包括氟化物(HF、CF₄、C₂F₆等)，SO₂及气体颗粒等，其中危害最大的是氟化物。根据目前电解工艺特点，任何一种电解槽的密闭罩都不能做到完全封闭，在阳极更换和出铝过程中总会有一部分气体散发于车间，经厂房天窗无组织排入大气，称为无组织排放含氟气体，就排烟中氟化物的数量而言，天窗无组织的排放量比有组织干法净化后从烟囱排放的量还大，是造成周边环境质量超标的主要原因。

铝电解车间天窗排出的无组织烟气，由于烟气量大，其污染治理受到诸多因素的限制。目前对于铝电解无组织排放烟气主要采用湿法净化脱除工艺。湿法工艺主要利用气态氟化氢具有极易被水或碱溶液吸收的特点，对烟气进行喷淋洗涤。洗涤剂可以是清水、石灰乳、氨水、碳酸氢钠以及碱溶液等。清水洗涤由于所得产物氢氟酸腐蚀性较强，对设备造成腐蚀性较大。石灰乳洗涤虽然最经济，但得到的产品为氟化钙渣，实际上不能有效回收氟化盐。因此，目前对于铝电解无组织天窗排放气体的净化处理主要采用碱法洗涤工艺。碱法采用氢氧化钠或碳酸氢钠溶液吸收后，HF转化为NaF，而SO₂转化为Na₂SO₃，pH值控制在6.0～7.0之间，可减轻对设备的腐蚀作用，但吸收液NaF浓度较低，后续回收过程复杂。

发明内容

针对铝电解无组织排放含氟气体净化治理过程中存在的上述问题，本发明提供一种铝电解生产过程中无组织排放含氟气体的治理方法，通过将稀的碱性偏铝酸钠溶液以喷雾方式淋洗气体，淋洗后气体中的氟化氢与偏铝酸钠发生反应直接生成冰晶石，在降低污染的同时，使氟得到回收利用。

本发明的方法按以下步骤进行：

(1)在铝电解厂排放天窗处设置多层交错排列的喷头，通过喷头喷淋碱性偏铝酸钠溶液，碱性偏铝酸钠溶液吸收无组织排放含氟气体后形成含冰晶石的吸收液，无组织排放含氟气体中的气态氟化氢与碱性偏铝酸钠反应生成冰晶石；所述的碱性偏铝酸钠溶液中Na₂O浓度为15.8～35.8g/L，Al₂O₃浓度为10.5～30.5g/L；碱性偏铝酸钠溶液的喷淋量的依据为：控制所吸收液中冰晶石占吸收液总重量的1～3％；

(2)在铝电解厂排放天窗周边的厂房房顶斜坡上设置管道，含冰晶石的吸收液沿厂房房顶斜坡管道汇流，经过收集后的吸收液过滤，过滤获得的固相的主要成分为冰晶石；将过滤后获得的滤液加入偏铝酸钠调整至Na₂O浓度为15.8～35.8g/L，Al₂O₃浓度为10.5～30.5g/L，作为碱性偏铝酸钠溶液，再通过喷头喷淋，循环使用；

(3)无组织排放含氟气体经过喷淋后形成洗涤气体，经除雾装置除雾后排入大气。

上述方法中，步骤(1)中发生的反应的反应式为：

Al₂O₃·nNa₂O+(2n+6)HF→2(AlF₃·nNaF)↓+(n+3)H₂O。