電解車間殘極氟化物無組織排放狀況的分析及措施

北極星大氣網訊:摘要：電解鋁廠主要汙染是電解車間的無組織排放，而無組織汙染中殘極排放佔有較大的比重。本文重點論述殘極汙染物排放的防治措施，通過設立殘極冷卻收集系統的形式減少車間的無組織排放。

工業鋁電解槽以氟化鹽一氧化鋁熔體為電解質，以炭素材料為電極進行電解，在陰極上析出液態的金屬鋁，在陽極上產生以CO2為主的陽極氣體。同時還散發出以氟化物、粉塵等大氣汙染物為主的煙氣，與陽極氣體統稱為電解煙氣。瀰漫在電解車間內部的電解煙氣使勞動條件惡化，嚴重影響生產工人的身體健康。電解煙氣擴散到廠區周圍將汙染大氣，給農牧業生產的發展及人民生活帶來極大的危害。按照國家環保標準GB25465—2010(鋁工業汙染物排放標準》的要求，必須對電解煙氣加以治理，達標排放。在《鋁工業十二五發展規劃》中明確要求全廠氟化物(以F計)排放低於0．6kg／t—A1。在部分電解鋁企業相對集中的地區，受區域排放總量的限制，當地環保部門要求全廠氟化物排放降低至0.45kg／t—A1，最低的達到0.15～0.25kg／t—Al。

電解鋁廠氟化物主要通過淨化系統有組織排放和電解車間無組織排放。目前國內電解煙氣淨化系統已經基本實現了1～2mg／Nm3的排放指標，折合噸鋁排煙約為0.065～0.13kg／t—A1，達到較低的排放量。通過降低有組織排放實現全廠的氟化物排放降低的幅度有限，只有通過降低電解車間無組織排放來降低全廠的氟化物排放。而殘極在無組織排放中佔有較大的比重，因此應該進行殘極煙氣的收集與處理。

1 殘極煙氣的排放

一般認為殘極對電解車間氟排放量貢獻為0.06～0.1kg／t—A1，其冷卻一般要經過數個小時(10小時)，在冷卻的過程中都會伴有氟化氫的排放(主要是由於高溫殘極與空氣中的水分接觸)；而排放主要集中在殘極從電解槽取出後的30分鐘內 。

Elaine．Y等人 認為，大約50％ 的HF會在2～ 3個小時以內揮發掉。Warren．E Haupin等 認為，殘極一般揮發0．093kg F／t—A1，其中30％在殘極移出後的15分鐘內釋放，50％ 在移出後的30分鐘內釋放。並且釋放量隨著殘極所帶電解質的增加而增加。也有人認為殘極中50％HF在2～3小時內揮發。Stepl J．Lindsay等人在封閉的設備內測試了殘極組的排放情況，得出殘極基本上在10小時內才能冷卻到環境溫度，但是在5～8分鐘內，本會散發出0．02kg／t—A1，在10小時會散發出0．14±0．06kg／t—A1(具有96％ 的相關性)。圖 2、3分別是Stephen J．Lindsay等人的實驗裝置和測試曲線。

在今後的設計和應用過程中，仍需要對管道配置形式、風機配置形式、集氣罩的自動方式等進行研究和優化，使其更便於操作。

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