[发明专利]一种铝电解生产过程中有组织排放尾气的深度净化方法

说明书

一种铝电解生产过程中有组织排放尾气的深度净化方法，按以下步骤进行：(1)将有组织排放尾气通入装有γ‑氧化铝的移动床内，通过γ‑氧化铝进行深度脱氟；(2)将脱氟尾气和臭氧同时喷吹到装有氧化锌浆液的脱硫反应器中，在臭氧作用和搅拌条件下，脱氟尾气中的SO₂与氧化锌反应生成硫酸锌进行脱硫反应，硫酸锌在水中形成硫酸锌溶液；(3)将排出的硫酸锌溶液加热蒸发浓缩、过滤、干燥得到七水硫酸锌产品；(4)向文丘里射流反应器的进水口通入含钙离子溶液，同时通入脱硫尾气进行矿化反应，出气口排出脱碳尾气。本发明的方法制备七水硫酸锌、碳酸钙产品，回收了铝电解尾气中SO₂、CO₂资源，同时解决了废电石渣浆的污染问题，大大的降低了烟气治理成本。

技术领域

本发明属于冶金技术及环保技术领域，特别涉及一种铝电解生产过程中有组织排放尾气的深度净化方法。

背景技术

铝电解过程中，碳素阳极与氧化铝在冰晶石熔体中发生电化学反应，产生一定数量的SO₂、CO₂及含氟、含Al₂O₃粉尘的烟气，烟气通过铝电解槽上部的集气罩收集后经排烟系统及装置净化处理从烟囱排放，这种铝电解烟气通常称为一次烟气也称为有组织排放烟气；目前，我国主要采用干法净化脱除铝电解有组织排放中的氟化物，但对于烟气中SO₂和CO₂并没有采取相关的净化回收措施。随着高硫石油焦在预焙阳极生产中的用量逐渐增大，部分企业铝电解排放烟气中SO₂浓度达200～600mg/Nm³，超过了新环保标准限值；新《铝工业污染物排放标准》(GB25465-2010)修订单规定，部分地区铝电解行业氟化物排放限值为3mg/Nm³，SO₂为100mg/Nm³，现有净化工艺已难以达到排放新标准，干法净化排放尾气中存在氟和硫超标问题。

电解铝是有色冶炼行业CO₂排放量最大的行业，每年排放量超6000万吨，约占全国CO₂排放量的4％，无疑成为“巨大碳源”；大量CO₂气体排放将导致全球“温室效应”及造成一系列严重的环境问题，已引起了世界各国高度重视，已将其作为温室气体削减与控制的重点。因此，进行铝电解有组织排放尾气深度净化脱氟脱硫工艺研究需同时考虑回收利用烟气中CO₂，实现铝电解行业真正“节能减排”，从而有利于铝电解行业的健康可持续发展。

发明内容

针对现有铝电解生产过程中有组织排放烟气的问题，本发明提供一种铝电解生产过程中有组织排放尾气的深度净化方法，先对HF进行深度脱除，再采用氧化锌浆液吸收SO₂，并强制氧化得到ZnSO₄溶液，与氧化锌分离后经浓缩生产ZnSO₄·7H₂O，同时捕集CO₂得到轻质碳酸钙，在降低污染的同时综合利用各种有益元素。

本发明的方法按以下步骤进行：

(1)将有组织排放尾气通入装有γ-氧化铝的移动床内，通过γ-氧化铝进行深度脱氟，深度脱氟后形成脱氟尾气；其中有组织排放尾气从移动床下部进入并向上流动，γ-氧化铝在移动床内从上向下运动，控制有组织排放尾气的流速为0.1～3m/s，γ-氧化铝移动速度为0.01～0.04m/h，固气比为25～40g/m³；

(2)将脱氟尾气和臭氧同时喷吹到装有氧化锌浆液的脱硫反应器中，氧化锌浆液由水和氧化锌组成，初始条件下，氧化锌占水总重量的10～20％；在臭氧作用和搅拌条件下，脱氟尾气中的SO₂与氧化锌反应生成硫酸锌进行脱硫反应，硫酸锌在水中形成硫酸锌溶液；脱硫反应后的剩余气体形成脱硫尾气排出；当反应槽中的硫酸锌溶液的浓度达到150～300g/L时，将反应器中全部硫酸锌溶液的1/3～1/4排出；臭氧与脱氟尾气的质量流量比例为1:3；