Тема 8.4 Газоочистка и улавливание паров пека

Газы, удаляемые от печей обжига анодов содержат в своем составе:

- смолы

-углеводороды

-SO₂

- HF

- твердые частицы в виде пыли

 

Причем объем и состав печных газов при равной производительности существенно различаются для печей открытого и закрытого типов, Общий оббьем отходящих газов на печах открытого типа больше, по сравнению с закрытым типом, но менее концентрированы по составу.

Для очистки отходящих газов существует два способа:

- мокрый способ

- сухой способ

      Мокрый способ основывается пропускании газа через содовый раствор. Основным оборудованием является скруббер.

 Степень очистки таким способом составляет:

- фтористый водород   - 98%

- сернистый ангидрид - 90%

- пыль                                - 70%

- смолистые вещества - 30%

Низкая степень очистки от смол, основной недостаток этого способа очистки.

 Основу современной очистки газов печей обжига составляют процессы и аппараты «сухой» очистки газов, основанные на использовании различных сорбентов. В качестве сорбентов могут использоваться глинозем, дисперсная пыль нефтяного прокаленного кокса, активированный кокс и др. Однако наибольшее распространение получили глинозем и коксовая пыль.

На алюминиевых заводах в качестве сорбента целесообразней использовать глинозем, недостаток  использования глинозема полная сорбция смол. Сорбированные смолы легко испаряются с поверхности засыпки при электролизе, ухудшая санитарно- экологические условия труда в цехах электролиза. В этой связи глинозем необходимо очистить от смол, что требует дополнительных затрат.

При использовании в качестве сорбента коксовой пыли, которая возвращается в электродное производство. Однако при использовании коксовой пыли возникают существенные проблемы:

- HF не сорбируется коксовой пылью, требуется дополнительная ступень очистки

- сорбционные способности коксовой пыли ниже чем у глинозема, за счет чего потребность пыли в 20-30раз выше.

- на поверхности пыли легко сорбируются высококипящие смолы(250⁰С и выше), плохо сорбируются низкокипящие смолы (ниже 100⁰С). Для обеспечения полной сорбции всех смол требуется снижение температуры отходящих газов и перевода смол в капельное состояние с последующем отделением.

 Кроме того в составе газов присутствуют различные органические углеводороды, имеющие различную температуру конденсации. Для полной конденсации углеводородов требуется снижение температуры газов до минимума.

 

В системе очистки газов должно предусмотрено:

- охлаждение газов(очистка от смол и углеводородов) используются охладительные колонны

- электростатическое осаждение(зачистка газов от остатков смол в смеси с пылью) используются электрофильтры

- сухой скруббер(очистка от фтористого водорода, остатков смол и пыли)

 

 При выборе оптимальной схемы очистки газов необходимо учитывать исходные условия:

- тип печи

- тип используемого топлива

-тип пека в «зеленом» аноде

- характер температурной кривой обжига и разряжения в печи

 

На рис. 8.46 представлена современная схема газоочистки печи обжига закрытого типа с использованием глинозема для электролиза.

 

 

 

 

 

В этой схеме предусмотрена две стадии охлаждения газов:

- первая стадия косвенного охлаждения размещается до электрофильтра, где конденсируется основная часть высококипящих смол

- вторая стадия, после электрофильтра, где достигается зачистка газа от остатков смол

В этом случае очистка от смол достигает 99-98%. Конденсированный продукт удаляется в смолохранилеще.

 Газ очищенный от смол направляется в сухой скруббер, где происходит очистка от фтористого водорода, а также пылевой примеси и остатков смол.

При этой схеме достигается хорошая очистка газа, позволяет получить чистый глинозем с минимальным содержанием смол. Недостаток не происходит очистка газа от двуокиси серы.

Более сложная очистка газов на печах обжига открытого типа. На печах этого типа концентрация смол в 3-5раз ниже, а температура газов 200-250⁰С, что создает проблемы с их охлаждением.

 

 

На рис8.47 представлен один из вариантов очистки газов от печей открытого типа с одностадийным прямым охлаждением в полой охладительной башне распылением воды. Охлажденные газы перемешиваются с сорбентом(глиноземом или угольной пылью) и далее поступает в рукавный фильтр. В данном случае в сорбенте накапливается очень высокое содержание смолы, что создает существенные проблемы в использовании глинозема, в качестве сорбента.

 

 

 

На рис8.48 представлена схема очистки газов угольным сорбентом и последующим отделением пыли в рукавном фильтре.