[发明专利]一种铝电解槽高温阳极气体的集收装置与集收方法

说明书

一种铝电解槽高温阳极气体的集收装置与集收方法，包括外钢制套筒，外钢制套筒下部较细部分穿过电解槽水平槽罩上的孔，外钢制套筒上部较粗部分座落在电解槽水平槽罩上，外钢制套筒上口设置有钢制帽，外钢制套筒内设置有内钢制套筒，内钢制套筒内设置有筒体，在筒体下部较细部分靠近上部较粗部分一端开设有垂直筒型面的筒体孔，内钢制套筒和外钢制套筒下部较细部分分别开设有内钢制套筒孔和外钢制套筒孔，外钢制套筒孔处焊有钢制短管，钢制短管与设置于水平槽罩下的电解槽槽内集气管连接，每台电解槽槽内集气管与电解槽槽外集气管相连接。通过本发明收集的阳极气体中的氧化铝粉尘大大降低，并且筒体、内钢制套筒和外钢制套筒整体易拆解，维修简单。

技术领域

本发明属于节能减排技术领域，特别涉及一种铝电解槽高温阳极气体的集收装置与集收方法。

背景技术

铝是冰晶石-氧化铝熔盐电解方法生产的，在铝电解生产过程中，阴极生成铝、阳极生成CO₂，部分阳极气体CO₂又与冰晶石电解质中溶解的部分铝发生反应生成CO。因此，铝电解槽中产生的阳极气体是CO₂和CO的混合气体，其中CO₂气体占比80％-90％，CO气体占比10-20％，电解过程中每电解生产1吨金属铝产生的阳极气体约在1.26吨左右，在铝电解槽的阳极气体中，还存在着少量的CF₄和C₂F₆这种高度的温室效应气体化合物。

仅一个年产100万吨的电解铝厂而言，每年排放的阳极气体在120万吨左右，因此，从环保角度考虑将电解铝厂产生的阳极气体集收起来并加以处理就变得非常有必要，目前随着科技的发展，人们已经开始寻找处理CO₂气体的方法，比如用CO₂合成制造淀粉和甲醇的方法等。

在电解过程中，电解质温度在940-960℃之间，因此从电解槽中逸出的阳极气体温度也应在940-960℃之间，其从电解槽中带走的热量折合成吨铝电耗在500kWh/t-Al左右，而阳气体中的CO燃烧的热值折合成吨铝能耗在600kWh/t-Al左右，二者之和约在1100kWh/t-Al左右，从节能角度也具有非常大的热回收价值。

从电解槽的工艺操作上看，铝电解槽的阳极气体大都是从打壳下料的火眼中喷出的，铝电解槽打壳下料锤头直径一般在Φ90～150mm左右。下料前，打壳锤头从上向下运动，将打壳下料口的电解质结壳和覆盖的氧化铝粉打下去，然后在这个孔的上面再撒上2kg左右的氧化铝粉。在这个过程中也有阳极气体喷出，并带走一些氧化铝粉造成氧化铝消耗增加。另一方面由于阳极气体的逸出迂到了上表面氧化铝粉的阻碍，也使阳极气体逸出困难。因此，总有一些阳极气体从下料口以外的地方逸出，这也是造成电解槽电解质表面空腔内阳极气体有一定程度的正压力。并使阳极气体在电解质熔体中停留的时间较长，增加铝的损失，使电流效率降低。

专利CN114855223A公布一种收集铝电解槽高温阳极气体的方法，该方法是基于在打壳下料锤头下，即在打壳下料点火眼上设置一个集气罩将阳极气体集收。该方法的缺点是：1.集收的阳极气体含有大量的氧化铝粉尘；2.氧化铝下料管容易堵塞；3.打壳锤头处于930-950℃的高温下工作寿命短；4.不容易拆解，维修困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝电解槽高温阳极气体的集收装置与集收方法，通过本发明集收装置及方法收集的阳极气体中没有氧化铝粉尘；其最大的特点是阳极气体集收装置与打壳下料装置分开，打壳下料不对阳极气体的集收产生影响，集收的阳极气体压力稳定、集收效率高；并且筒体、内钢制套筒和外钢制套筒整体易拆解，维修简单。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：