3.2 Очистка анодных газов
В отходящих газах содержатся пары, капли жидкости и частицы твердой пыли. При охлаждении пары конденсируются в аэрозоли и сгущаются в субмикронные агрегаты частиц сложного состава. По некоторым данным в газах обнаружены следующие частицы и газы:
•частицы: С, Аl2Оз, Na3А1Fб, Nа5А1F14, А1F3, СаF2, углеводороды;
•газы: НF, СF4> С2F6, 51F4, 5О2, Н2S, СS2, СОS, СО2, СО, H2O, углеводороды.
Содержание этих примесей в отходящих газах зависит от типа электролизеров, технологических операций — обработка электролизеров, выливка металла, замена анодов, регулирование положения анода и пр.
В твердых частицах больше всего содержится А12О3 и фторидов. В газах преобладают СО и СО2, а также фториды, обьем SO2 в основном от количества серы в аноде, опасность представляют фториды, количество которых в газах доминирующее.
Анализируя состав примесей, можно сделать вывод, что отходящие газы необходимо очищать от пыли, фторидов и при необходимости от SО2.
5.1.1 Мокрая очистка газа от фтористых соединений
При мокрой очистке газы проходят через электрофильтр, для удаления пыли и смолистых веществ, затем поступают в скрубберы или пенные аппараты, где проходят вторую ступень очистки.
Поглощение фтористого водорода (HF-газообразного) содовым раствором (Na2СО3), затем газы выбрасываются в атмосферу, через трубу высотой 120м. Возврат в процесс электролиза фторидов осуществляется путем их регенерации в гидрохимических процессах, которые осуществляются в специальных цехах.
Мокрая газоочистка имеет ряд существенных недостатков: необходимость подготовки и оборота растворов, наличие шламовых полей, каплеунос, коррозия и эрозия аппаратуры. Из-за недостатков, мокрую газоочистку перестали применять.
Рисунок 10.Принцип работы «мокрой» газоочистки
5.1.2 Сухая очистка отходящих газов
Основана на адсорбции НF глиноземом. Этот принцип является общим для всех аппаратурно-технологических схем сухой очистки анодных газов.
Адсорбционная способность глинозема, т.е. его способность улавливать на своей поверхности фтористый водород, зависит от содержания активной модификации глинозема (у-А12О3), способной его адсорбировать, и от его удельной поверхности. Выполненные исследования показали, что каждый грамм промышленного глинозема может адсорбировать 0,013% HF, или 1,3%,при этом степень улавливания фтористого водорода сохраняется на уровне 99,5% при времени контакта глинозема с газом в 1-3 с.
Чистый глинозём поступает в камеру, где смешивается с воздухом и пропускается через рукавный фильтр, когда слой глинозёма достигнет толщины 1мм, камера отключается.
На фильтры начинает поступать газ электролизного производства. При прохождении анодных газов, глинозём поглощает фтористый водород, образуя Al2O3*HF. Через определённое время, когда сорбция становится мало эффективной, подачу анодного газа прекращают. Очищенный газ выбрасывается через трубу в атмосферу.
Снаружи рукавов подают сжатый воздух, для отдувки глинозёма, он падает с рукавов в бункер и в дальнейшем подается на электролизёр. Цикл очистки повторяется.
Сорбционная способность глинозёма зависит от его удельной поверхности, которая должна быть не менее 40 м2/г.
Рисунок 11. Принцип работы «Сухой газоочистки»
Рисунок12. Выбросы в атмосферу, т/год от одной установки