鋁廢料熔體和鋁灰加工技術(shù)的新進展

    我國再生鋁工業(yè)在近幾年中發(fā)展很快,無論是產(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)境意識很差,環(huán)境保護工作非常落后,已經(jīng)嚴重影響了這一領(lǐng)域的發(fā)展.

    隨著國家對環(huán)境保護工作的重視,有關(guān)部門對再生鋁工業(yè)環(huán)境的管理不斷加強,一些污染嚴重的再生鋁企業(yè)將被淘汰.可以斷言,今后再生鋁行業(yè)的競爭將是環(huán)境的競爭,環(huán)境問題解決不了,企業(yè)就難以生存,對此,我們應有清醒的認識.

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

    一、煙氣污染物之來源

    我國廢鋁再生利用主要采用火法熔煉,產(chǎn)生廢氣并有可能對環(huán)境造成影響的工序主要是熔煉過程.在熔煉過程中,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燃燒,也會產(chǎn)生大量含硫、碳和氮的氧化物;

    在熔煉過程,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)進行反應,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,同時還可能含有有害物質(zhì),這些都可能對環(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)的原料復雜,在生產(chǎn)過程中同時存在以上兩種廢氣,既有含顆粒物廢氣又有含氣態(tài)污染物廢氣,因此在對廢氣進行治理的同時,要綜合考慮廢氣中的粉塵和有害氣體對環(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,歸納起來可以有以下幾種:

    (1)顆粒狀廢物主要是熔煉過程中產(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)可能會存在以下氣體污染物廢氣,CO、CO2、NOX、SO2、HCl、HF、碳氫化合物以及易揮發(fā)的金屬氧化物或揮發(fā)的金屬,可能還會有氯氣等等,當然并不是所有的成分都有害,但其中的大多數(shù)都會對環(huán)境產(chǎn)生較大影響,有的可能會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)化為無害的和穩(wěn)定的物質(zhì),達到國家排放標準.對環(huán)境的治理,首先要從源頭進行控制,對再生鋁而言,就是要加強廢料的預處理和分類,盡量使各種廢物綜合利用,減少污染物的產(chǎn)生量;二是盡量選用無污染的添加劑;三是提高熔煉技術(shù),減少廢物的產(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)備中簡單的辦法,其原理是當流體的速度突然減慢時,其中的顆粒由于其自身的重力而沉降下來.再生鋁產(chǎn)生的煙氣在煙道中以一定的速度流動,當煙道的空間突然增大時,氣流的速度也突然減慢,由于顆粒的運動速度下降,顆粒在自身重力的作用下沉積下來.集塵室的種類很多.

    簡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.旋風收塵器

    旋風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.旋風收塵器也可稱之為離心除塵器.

    當氣體沿切線的方向進入收塵器時,氣流會沿一定的方向在收塵器內(nèi)高速連續(xù)旋轉(zhuǎn)起來,氣體中的顆粒在高速旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力,向四周運動,當碰撞在收塵器的壁上時,因其自身的重力下降到集塵室中,達到收塵的效果.旋風收塵器的效果明顯,在許多產(chǎn)生粉塵的企業(yè)應用.

    3.噴霧式收塵器

    其原理是使某種溶液的液滴在下降過程中捕獲氣體中的顆粒,顆粒被濕潤之后,還會吸附其他的顆粒,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單易行的收塵設(shè)置,被廣泛應用.

    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,隔板上有無數(shù)個小孔,正常運轉(zhuǎn)時,隔板上有一個溶液層,氣體從塔的下端進入,通過隔板,通過液層,塵被液體捕獲,潔凈的氣體由液體的上端排除.

    當氣體的壓力等于隔板上液體產(chǎn)生的壓強時,氣液兩相靜止,當氣體的壓力大于水壓時,氣流通過液體,但氣體的壓強和水層的高度是通過計算來設(shè)計的,氣體的壓力過大,達不到收塵的效果,實際生產(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濾袋,達到收塵的效果,常用的有兩種:

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

    (2)內(nèi)制式布袋收塵器:道理與外制式相同,只是含塵氣體進入袋房中,袋房外面是負壓,氣體通過濾布,塵灰積在袋房之中,經(jīng)過一定的時間之后,經(jīng)過震動,灰塵自動脫落到積塵室之中,達到了除塵的效果.

    布袋收塵的造價相對較高,但是目前經(jīng)常采用的一種除塵器.在選用布袋收塵器時,一定要注意布袋適應的溫度,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的收塵設(shè)備,但由于造價高,目前再生鋁行業(yè)沒有一家企業(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題,目前企業(yè)基本沒有進行治理,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)就可以對其進行有效的治理.一般都加入Na2CO3進行中和達標排放.

    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)備時參考,同時企業(yè)一定要考慮到再生鋁產(chǎn)生煙塵的特點——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、旋風收塵器、噴淋塔等都比較適合行業(yè)的特點.