碳素焙烧烟气电捕和干法净化方法及装置 【技术领域】
本发明涉及对含氟、焦油及有害物质的烟气净化方法和装置，特别是一种碳素焙烧烟气电捕和干法净化方法及装置。
背景技术
碳素厂焙烧产生的烟尘含有大量的氟、焦油等有害物质，这些物质对动植物、人体都会产生严重的危害，其中的多类致癌物危害更大，特别是氟气具有高度的腐蚀性，单质氟与氟离子均有剧毒性。目前对碳素焙烧烟尘的处理大多是采用单一的电捕焦油器，只能收集焦油，烟气中含氟物质几乎无法处理，排放后对环境造成极大危害；传统净化方式还有采用湿法净化，用碳酸钠水的溶液洗涤烟气，使烟气中氟化氢气体变成能溶于水的氟化钠进入液体，同时喷淋使烟气降温，烟气中的焦油凝聚后与烟气中的粉尘进入液体漂浮于表面，沥青烟等其他不与碱液体反应的气体直接排放，这种湿法净化仅仅将烟气中的部分有害气体变成能溶于水的盐，还要采用石灰水与洗液中，使洗液中有害的氟离子变成不容于水的氟化钙固体再过滤进行排放，但洗液不能完全治理，还产生有害固体废渣，形成二次污染，另外碱液对设备腐蚀严重，运行费用高昂。
发明内容：
本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种设计合理、工艺流程简单，成本低，采用电捕焦油器捕捉烟气中的焦油和粗颗粒的粉尘，氧化铝吸附烟气中的氟、粉尘等有害物质，净化除尘效率高的碳素焙烧电捕和干法净化除尘方法与装置。
本发明可以通过如下措施达到：
一种碳素焙烧烟气电捕和干法净化方法，其特征在于用风机产生的吸力使烟气进入冷却器内冷却，冷却后的烟气进入电捕焦油器捕捉烟气中的焦油，经过冷却和除焦后的气体进入反应器，以氧化铝粉料为吸附剂与烟气充分混合吸附氟化物等有害气体，再进入布袋收尘器进行气体、混合物分离，排放分离出的气体，含吸附物的氧化铝与氧化铝分离，氧化铝循环再次利用，含吸附物的氧化铝收集进入收集仓作为电解铝原料备用。
一种碳素焙烧烟气电捕和干法净化装置，其特征在于装置主要由干底式冷却器、电捕焦油除尘器、反应器、布袋收尘器、风机、烟气管道组成，经进气烟道于底式冷却器进口与焙烧炉相连接，干底式冷却器出口与电捕焦油器进口相连接，电捕焦油器出口与反应器进口相连接，反应器上设有氧化铝粉料喷嘴，反应器的出口与布袋收尘器的进口相连接，布袋收尘器的出烟口与烟囱相连接，烟气管道上设有风机。
碳素焙烧烟气电捕和干法净化装置中的干底式冷却器，其特征在于在风机的吸力作用下，焙烧炉烟气从烟气管道进入干底式冷却器，其烟气管道上设有温度传感器，干底式冷却器上部设有喷淋装置，喷淋装置与自动控制阀和水泵连接。当来自焙烧炉管道烟气温度超过设定温度时，温度传感器给出信号，干底式冷却器内的喷淋装置自上而下进行喷淋，自动控制阀控制水量大小，对烟气进行降温。
本发明电捕焦油器设有箱体，箱体两端分别设有进气烟箱和出气烟箱，出气烟箱内设有分布板，分布板上布有烟气通孔，出气烟箱内设有带出气孔的槽型板，箱体内分为两个以上处理室，每个处理室都包含一组阳极板和阴极板，阳极板由管极板与板极板组成，阴极板由阴极线组成，阳极板和阴极板由上横梁、下连板连接固定，处理室上部是电气装置，电气装置与阳极板和阴极板相连接，处理室下部设有焦油灰斗，灰斗设有内外两套保温管，焦油灰斗设有排灰口。
进气烟箱内设有多层分布板，分布板上布有烟气通孔，使烟气尽可能均匀通过电场。电捕焦油器进、出气烟箱内均设有温度传感器，测定经过进出口的烟气温度，进行温差对比，判断电捕焦油器内部是否有燃烧。如果温差超过限定值，即当电捕焦油器出口温度大于进口温度设定值，电捕焦油器内发生着火时，传感器自动给出信号启动电捕焦油器内的蒸汽灭火装置，由安装在电捕焦油器中部的高压蒸汽管喷出高压蒸汽，降低烟气温度，造成缺氧环境进行灭火；同时关闭电捕焦油器内的高压电场装置，保证设备运行的安全。电捕焦油器下部的灰斗设有内外两套保温管，对灰斗内的焦油进行保温，以提高其流动性，便于回收。电捕焦油器中的阳极板由管极板与板极板组成，比单纯采用管极板节约大量钢材，阴极板由阴极线组成。阳极板和阴极板上部固定于上横梁，下部连接在下连板上。当净化后的烟气通过电捕焦油器时还要通过设置于出气烟箱内的不少于两层的带出气孔的槽型板，增加烟气流动阻力，降低流动速度，同时起到进一步收尘的作用。
碳素焙烧烟气电捕和干法净化装置中的干法净化装置，其特征在于电捕焦油器输出管连接到反应器，反应器上设有氧化铝粉料喷嘴，反应器输出管连接到布袋收尘器，布袋除尘器上设有清灰装置进行清灰，布袋收尘器的上部出口设有烟气管道，其上设有风机与烟囱相连，布袋收尘器下部灰斗内的一部分氧化铝可输送到反应器再次利用，一部分输送到含氟氧化铝料仓内储藏。
本发明工艺流程简单，对烟气一次净化彻底，不产生二次污染，同时能回收吸附剂氧化铝再利用，焦油可创造附加值，技术先进，自动化控制程度高，有效降低生产运行成本，经济合理，去除烟尘效率高，烟气排放优于国家排放标准。
附图说明：
图1是本发明的工艺流程示意图。
图2是本发明中的干底式冷却器的示意图。
图3是本发明中的电捕焦油器的示意图。
图4是本发明中的电捕焦油器储油系统的示意图。
图5是本发明中的电捕焦油器阳极系统的示意图。
图6是本发明中的电捕焦油器阴极系统的示意图。
图7是本发明中的电捕焦油器分布板的示意图。
图8是本发明中地电捕焦油器槽型板的示意图。
图中标记：干底式冷却器1，电捕焦油器2，布袋收尘器3，反应器4，氧化铝仓5，含吸附物氧化铝仓6，风机7，温度传感器8，喷淋装置9，进气烟箱10，分布板11，阳极系统12，高压蒸汽喷淋管13，电气装置14，阴极系统15，槽型板16，出气烟箱17，灰斗18，保温管19，上横梁20，管极板21，板极板22，下连板23，支撑梁24，瓷支柱25，保温箱26，支架27，防尘套28，阴极线29，第一层分布板31，第二层分布板32，第三层分布板33，第一层分布板悬吊梁34，第二层分布板悬吊梁35，第三层分布板悬吊梁36，槽型板37、38。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型做进一步描述：
参看图1，通过风机7引风吸力使烟气进入干底式冷却器1内冷却，冷却后的烟气进入电捕焦油器2，捕捉烟气中的焦油。经过除焦的烟气进入反应器4与氧化铝粉料充分混合吸附有害气体，再进入布袋收尘器3进行气体、混合物分离，排放分离出的气体，含吸附物的氧化铝与氧化铝分离，氧化铝循环再次利用，含吸附物的氧化铝收集进入含吸附物氧化铝仓6作为电解铝原料备用。
参看图2焙烧炉烟气从烟气管道进入干底式冷却器上部，其烟气管道上有温度传感器8，干底式冷却器上部有喷淋装置9，当温度传感器给出信号，阀架上的多个喷嘴自动喷淋，自动控制系统控制水量大小，使烟气温度降到设定温度以下，由于干底式冷却器内温度较高，水与烟气混合经过冷却后形成雾化状态进入底部的烟道。
参看图3、4、5、6、7、8，经过冷却的烟气，通过电捕焦油器进气烟箱10进入，通过进气烟箱内的分布板11，分布板共有3层31、32、33，分别通过悬吊梁34、35、36固定于进气烟箱上，板上布有烟气通孔，使烟气尽可能均匀通过电场。同时进气烟箱10内设有温度传感器，用于测定经过进口的烟气温度。电捕焦油器用阴极系统15作为放电极，阳极系统12作为收尘极，利用电气装置14的高压直流电源在其放电极和收尘极之间建立高压电场。电气装置中的瓷支柱25上面是支撑梁24，电气装置外部设有保温箱26，下部是支架27，并且设有防尘套28，防止烟气进入电气装置内。当碳素焙烧烟气进入电场，其焦油及粉尘微粒被带电离子所吸附，形成带电粒子，在电场力的作用下，带电焦油及粉尘微粒向收尘极运动，并吸附于收尘极表面，吸附于收尘极表面的焦油粒子释放电荷，吸附到一定程度形成油滴后沿收尘极流到下部灰斗18被集中收集，达到净化气体和回收焦油之目的。电捕焦油器的灰斗18设有内外两套保温管19，保持焦油温度，提高焦油流动性，便于回收。电捕焦油器中的阳极板12由管极板21与板极板22组成，比单纯采用管极板节约大量钢材，阳极板上部固定于上横梁20，下部连接在下连板23上。阴极板15由阴极线29组成。当净化后的烟气通过电捕焦油器时还要通过设置于出气烟箱17内的带出气孔的槽型板16，槽型板有2层37、38，增加烟气流动阻力，降低流动速度，同时起到进一步收尘的作用。电捕焦油器出气烟箱17内也设有温度传感器，测定经过出口的烟气温度，与进口的烟气温度进行温差对比，进而判断电捕焦油器内部是否有燃烧。如果超过限定值，即当电捕焦油器出口温度大于进口温度设定值，电捕焦油器内发生着火时，传感器自动给出信号启动电捕焦油器内的蒸汽灭火装置，高压蒸汽喷淋管13喷淋高压蒸汽，降低烟气温度，造成缺氧环境达到灭火的目的，同时关闭电捕焦油器内的高压电场装置，保证设备的运行安全。
参看图1，当烟气经过干底式冷却器1冷却及电捕焦油器2除焦后，进入烟道上的反应器4，以氧化铝仓5内的氧化铝粉料为吸附剂进入反应器4与烟道内的烟气充分混合吸附有害气体，进入布袋收尘器3，再进行气体、混合物分离过程，分离出的气体经过布袋收尘器3上的烟道排放，含吸附物的氧化铝与未与烟气混合的氧化铝分离，氧化铝循环再次利用，含吸附物的氧化铝收集进入含吸附物氧化铝仓6，进行气体、混合物分离，净化后的烟气直接排放，布袋集尘中的氧化铝没有与烟气混合可循环再次利用进入反应器4。