Способы сбора отходящих газов

В процессе производства алюминия электролизом образуют­ся отходящие газы, которые содержат не только газообразные, но и твердые вещества.

Как уже было показано выше, методы сбора этих газов за­висят от типа электролизера. Количество выделяемых газов при равной мощности электролизеров практически равны, но вследствие разбавления их окружающим воздухом количество газа, направляемого на очистку, различно. Больше всего газа отсасывается от электролизеров БТ — в среднем их количество составляет около 240—280 тыс. м³/т Аl. На электролизерах ВТ эта величина меньше, чем на всех остальных типах электролизеров и составляет 16—19 тыс. м³/т А1, а от электролизеров ОА — око­ло 90-140 тыс. м³/тА1.

Отходящие газы собираются в газосборниках на электролизе­рах и оттуда по газовым магистралям транспортируются к уста­новкам очистки. С экономической точки зрения выгоднее всего очищать концентрированные газы, и поэтому конструкторы прилагают усилия для создания совершенных укрытий, а от об­служивающего персонала требуется работа при возможно более полном закрытом электролизере.

Сборные газоходы для одноэтажных корпусов выполняют под землей, а для всех остальных типов ванн газоходы выполняют из металлических труб, которые имеют два электрических разрыва между ванной и газосборным трубопроводом. Подавляющая часть газоходов расположена внутри корпуса на высоте около 4 м.

Подземные газоходы показали себя крайне неудовлетвори­тельно — их трудно ремонтировать и еще более трудно очищать от осевшей в них пыли. Поэтому в настоящее время большинство серий оснащено сборными газоходами надземного типа, кото­рые располагаются, как правило, над полом на небольшом (0,5—1 м) расстоянии от стен. При этом газоходы могут разме­шаться как внутри корпуса, так и снаружи.

Следует отметить, что наземным газоходам присущи опреде­ленные недостатки, связанные в основном с неустойчивой рабо­той горелок. Это способствует росту слоя горючих отложений по всему тракту с последующими их возгораниями и взрывами, что выводит из строя газоходы и электрофильтры. Как показывает опыт, конструкция газохода не всегда удачно просчитана, и по­этому объем газоотсоса от крайних ванн отличается в 2—3 раза.

Следует отметить, что значительное количество газов, минуя газоочистные установки, выбрасывается через фонари. По дан­ным фирмы «Flakt» через фонари корпусов, оборудованных электролизерами ОА, эвакуируется до 0,7—1 млн нм³/т Al; при установке в корпусе электролизеров БТ эвакуация газов через фонарь достигает 2,0—2,2 млн нм³/т Аl, а для электролизеров ВТ — 1,8—2,0 млн нм³/т Al.

Таким образом, с экологической точки зрения наиболее неэко­логичными электролизерами являются ванны БТ. Кроме того, надо иметь в виду, что для организации отсоса газов от этих электроли­зеров расходуется дополнительно еще около 660 кВт·ч/т Al, а так­же требуются дополнительные затраты энергии на вентиляцию, гак как эти электролизеры установлены исключительно в одно­этажных корпусах.

В газах, собранных системой, содержатся также пары, капли жидкости и частицы твердой пыли. При охлаждении газов пары практически полностью конденсируются в жидкие аэрозоли и затем сгущаются в субмикронные агрегаты частиц сложного состава.

В отходящих газах содержатся следую­щие частицы и газы:

— частицы: С, Al₂O₃, Na₃AlF₆, Na₅AlF₁₄, AlF₃, CaF₂, углево­дороды

— газы: HF, CF₄, C₂F₆, SiF₄, SO₂, H₂S, CS₂, COS, СО₂, СО, H₂O, углеводороды.

Уровни выброса этих примесей в отходящих газах зависят от типа используемого электролизера и на них влияют также такие технологические операции, как обработка электролизеров, выливка металла, замена анодов, регулирование положения ано­да и т.д.

В твердых частицах больше всего содержится A1₂O₃ и фторсодержащих соединений, которые, как было показано выше, мо­гут вызвать различные заболевания у человека. В газах же больше всего содержится СО и СО₂, а также фтористые соединения; ко­личество же SO₂ зависит от количества серы в электродных ма­териалах. Наибольшую опасность представляют фторсодержащие газы и, главным образом, HF, количество которого в сумме фторсодержащих газов доминирующее. На здоровье человека оказывает влияние и оксид углерода СО, но, к сожалению, до настоящего времени нет практически приемлемого способа улавливания сильно разбавленного газа, как это имеет место в отходящих газах от электролизеров.

Анализируя состав примесей, можно сделать вывод, что от­ходящие газы должны быть очищены от пыли, фторсодержащих газов, и при большом содержании в атмосфере города сернисто­го ангидрида необходимо производить очистку и от SO₂.