鋁廢料熔體和鋁灰加工技術(shù)的新進(jìn)展

    我國(guó)再生鋁工業(yè)在近幾年中發(fā)展很快,無(wú)論是產(chǎn)量還是生產(chǎn)規(guī)模,都居再生有色金屬之首,已經(jīng)在我國(guó)鋁工業(yè)中占有重要的位置.但是,與快速發(fā)展的再生鋁工業(yè)極不協(xié)調(diào)的是該行業(yè)的環(huán)境意識(shí)很差,環(huán)境保護(hù)工作非常落后,已經(jīng)嚴(yán)重影響了這一領(lǐng)域的發(fā)展.

    隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視,有關(guān)部門對(duì)再生鋁工業(yè)環(huán)境的管理不斷加強(qiáng),一些污染嚴(yán)重的再生鋁企業(yè)將被淘汰.可以斷言,今后再生鋁行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)將是環(huán)境的競(jìng)爭(zhēng),環(huán)境問(wèn)題解決不了,企業(yè)就難以生存,對(duì)此,我們應(yīng)有清醒的認(rèn)識(shí).

    從目前我國(guó)再生鋁工業(yè)企業(yè)的環(huán)境現(xiàn)狀看,對(duì)環(huán)境造成污染的主要污染物是廢氣.為此,本文將對(duì)再生鋁行業(yè)廢氣的來(lái)源、主要成分和處理技術(shù)作一介紹,并根據(jù)我國(guó)再生鋁工業(yè)的特點(diǎn),推薦一條比較適用的環(huán)保工藝流程,供再生鋁企業(yè)在進(jìn)行環(huán)保建設(shè)時(shí)參考.

    一、煙氣污染物之來(lái)源

    我國(guó)廢鋁再生利用主要采用火法熔煉,產(chǎn)生廢氣并有可能對(duì)環(huán)境造成影響的工序主要是熔煉過(guò)程.在熔煉過(guò)程中,采用的燃料主要有煤、焦炭、重油、柴油、煤氣、天然氣等,燃料在燃燒之后,產(chǎn)生的廢氣中含有大量的煙塵和含硫、碳、磷和氮的氧化物等氣體;爐料(廢鋁)加熱之后,廢料本身的油污及夾雜的可燃物會(huì)燃燒,也會(huì)產(chǎn)生大量含硫、碳和氮的氧化物;

    在熔煉過(guò)程,為了減少燒損、提高鋁的回收率并保證鋁合金的質(zhì)量,要加入一定數(shù)量的覆蓋劑、精煉劑和除氣劑,這些添加劑與鋁熔液中的各種雜質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),產(chǎn)生大量的廢氣和煙塵,這些廢氣和煙塵中含有各種金屬氧化物和非金屬氧化物,同時(shí)還可能含有有害物質(zhì),這些都可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染.

    二、再生鋁煙氣的分類和成分

    1.再生鋁行業(yè)廢氣的分類

    根據(jù)環(huán)保部門之規(guī)定,工業(yè)部門產(chǎn)生的廢氣可以分為:含顆粒物廢氣和含氣態(tài)污染物廢氣兩大類.由于再生鋁行業(yè)的原料復(fù)雜,在生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)存在以上兩種廢氣,既有含顆粒物廢氣又有含氣態(tài)污染物廢氣,因此在對(duì)廢氣進(jìn)行治理的同時(shí),要綜合考慮廢氣中的粉塵和有害氣體對(duì)環(huán)境造成的影響.

    2.廢氣的主要成分

    由于再生鋁行業(yè)原料的來(lái)源渠道不同,廢料的品種不同、受到污染程度的不同,選用的燃料不同、添加劑成分的不同、采用的熔煉技術(shù)的不同,因此,廢氣中的污染物也不同,歸納起來(lái)可以有以下幾種:

    (1)顆粒狀廢物主要是熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的金屬氧化物和非金屬氧化物,如:Mg、Zn、Ca、Al、Fe、Na、Mg、K的氧化物和氯化物,還有大量碳?；曳莸?以上構(gòu)成了我們常講的塵.

    (2)氣體污染物廢氣的主要成分

    再生鋁行業(yè)可能會(huì)存在以下氣體污染物廢氣,CO、CO2、NOX、SO2、HCl、HF、碳?xì)浠衔镆约耙讚]發(fā)的金屬氧化物或揮發(fā)的金屬,可能還會(huì)有氯氣等等,當(dāng)然并不是所有的成分都有害,但其中的大多數(shù)都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大影響,有的可能會(huì)危及工人的生命安全.

    三、煙塵的治理

    煙塵治理目的一是大限度地使煙氣中的塵得到收集,使有害氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)害的和穩(wěn)定的物質(zhì),達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn).對(duì)環(huán)境的治理,首先要從源頭進(jìn)行控制,對(duì)再生鋁而言,就是要加強(qiáng)廢料的預(yù)處理和分類,盡量使各種廢物綜合利用,減少污染物的產(chǎn)生量;二是盡量選用無(wú)污染的添加劑;三是提高熔煉技術(shù),減少?gòu)U物的產(chǎn)生量.常用的煙塵處理技術(shù)如下:

    1.集塵室

    集塵室是煙氣收塵設(shè)備中簡(jiǎn)單的辦法,其原理是當(dāng)流體的速度突然減慢時(shí),其中的顆粒由于其自身的重力而沉降下來(lái).再生鋁產(chǎn)生的煙氣在煙道中以一定的速度流動(dòng),當(dāng)煙道的空間突然增大時(shí),氣流的速度也突然減慢,由于顆粒的運(yùn)動(dòng)速度下降,顆粒在自身重力的作用下沉積下來(lái).集塵室的種類很多.

    簡(jiǎn)單的辦法是用磚砌成,如果在集塵室中內(nèi)制一些擋板,可以提高顆粒的收塵效果,但總的講,集塵室的收塵效果不好.

    2.旋風(fēng)收塵器

    旋風(fēng)收塵器是一種比較適用的收塵設(shè)置,投資較低,效果較好,在許多企業(yè)被采用.旋風(fēng)收塵器也可稱之為離心除塵器.

    當(dāng)氣體沿切線的方向進(jìn)入收塵器時(shí),氣流會(huì)沿一定的方向在收塵器內(nèi)高速連續(xù)旋轉(zhuǎn)起來(lái),氣體中的顆粒在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生離心力,向四周運(yùn)動(dòng),當(dāng)碰撞在收塵器的壁上時(shí),因其自身的重力下降到集塵室中,達(dá)到收塵的效果.旋風(fēng)收塵器的效果明顯,在許多產(chǎn)生粉塵的企業(yè)應(yīng)用.

    3.噴霧式收塵器

    其原理是使某種溶液的液滴在下降過(guò)程中捕獲氣體中的顆粒,顆粒被濕潤(rùn)之后,還會(huì)吸附其他的顆粒,由于其自身的重力下降到集塵室被收集.

    在一圓筒之內(nèi)設(shè)置若干個(gè)噴頭,控制噴頭的孔度、流量、壓力和角度,使噴下的液體呈霧狀,氣體從下端上升,顆粒被捕獲,噴霧式收塵器是一種簡(jiǎn)單易行的收塵設(shè)置,被廣泛應(yīng)用.

    4.撲沫塔

    撲沫塔也是一種常用的收塵器,效果要高于以上幾種收塵器,但投資較大,操作比較困難.其原理是在一圓筒之內(nèi)的中間位置設(shè)置一隔板,隔板上有無(wú)數(shù)個(gè)小孔,正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),隔板上有一個(gè)溶液層,氣體從塔的下端進(jìn)入,通過(guò)隔板,通過(guò)液層,塵被液體捕獲,潔凈的氣體由液體的上端排除.

    當(dāng)氣體的壓力等于隔板上液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)時(shí),氣液兩相靜止,當(dāng)氣體的壓力大于水壓時(shí),氣流通過(guò)液體,但氣體的壓強(qiáng)和水層的高度是通過(guò)計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)的,氣體的壓力過(guò)大,達(dá)不到收塵的效果,實(shí)際生產(chǎn)中,水面是沸騰的.

    5.布袋收塵器

    干法收塵主要是布袋收塵器,其原理是使含塵氣體通過(guò)濾袋,達(dá)到收塵的效果,常用的有兩種:

    (1)外制式:在除塵器內(nèi)置多個(gè)袋房,袋房的表面有濾布,生產(chǎn)時(shí),廢氣進(jìn)入收塵器內(nèi),房?jī)?nèi)是負(fù)壓,含塵氣體進(jìn)入除塵器之后,顆粒被吸附在濾布表面,凈化之后的氣體從袋房中排除.運(yùn)轉(zhuǎn)一定的時(shí)間之后,濾布上的塵灰堆積,透氣性能下降,影響了收塵和排風(fēng)效果,因此,要及時(shí)的清除掉灰塵,辦法是啟動(dòng)壓縮空氣,進(jìn)行反向吹風(fēng),灰塵脫落之后進(jìn)入積塵室.

    (2)內(nèi)制式布袋收塵器:道理與外制式相同,只是含塵氣體進(jìn)入袋房中,袋房外面是負(fù)壓,氣體通過(guò)濾布,塵灰積在袋房之中,經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間之后,經(jīng)過(guò)震動(dòng),灰塵自動(dòng)脫落到積塵室之中,達(dá)到了除塵的效果.

    布袋收塵的造價(jià)相對(duì)較高,但是目前經(jīng)常采用的一種除塵器.在選用布袋收塵器時(shí),一定要注意布袋適應(yīng)的溫度,一般在250度以下.除以上設(shè)備之外,還有電收塵等比較先進(jìn)的收塵設(shè)備,但由于造價(jià)高,目前再生鋁行業(yè)沒(méi)有一家企業(yè)采用.

    四、氣體污染物廢氣的治理技術(shù)

    關(guān)于氣體污染物廢氣的成分,在上邊已經(jīng)介紹.關(guān)于此類廢氣的治理問(wèn)題,目前企業(yè)基本沒(méi)有進(jìn)行治理,主要原因是再生鋁工業(yè)產(chǎn)生的有害氣體的種類多,分別處理很困難.但我們可以看出,這些氣體污染物廢氣還是有共性的,這就是氣體污染物廢氣中的物質(zhì)大部分都是酸性的,這就給廢氣的處理提供了方便.一般情況下,只要加入弱堿性物質(zhì)就可以對(duì)其進(jìn)行有效的治理.一般都加入Na2CO3進(jìn)行中和達(dá)標(biāo)排放.

    在以上談到的濕法收塵中,如噴淋塔、撲沫塔等,一般都加入水,如果在水中加入堿性物質(zhì),就可以在收塵的同時(shí)處理了廢氣中的有害物質(zhì).

    以上介紹了幾種常用的環(huán)保設(shè)備,希望企業(yè)在建設(shè)環(huán)保設(shè)備時(shí)參考,同時(shí)企業(yè)一定要考慮到再生鋁產(chǎn)生煙塵的特點(diǎn)——不是連續(xù)性產(chǎn)生廢氣,是間斷的產(chǎn)生廢氣.以上介紹的布袋收塵器、旋風(fēng)收塵器、噴淋塔等都比較適合行業(yè)的特點(diǎn).