一种铝电解槽大修渣资源化利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及环保领域，具体涉及一种铝电解槽大修渣资源化利用系统。


背景技术：

2.铝电解槽是在高温熔盐状态下生产纯铝的生产设备，主要以氧化铝为原料，氟化盐为熔剂，电能为热源，在高温熔盐状态下在阴极的表面析出铝，由于电解质中钠离子浓度较高，在阴极表面析出的还有金属钠。由于碳素阴极对电解质熔盐的湿润性较好，铝电解槽的阴极内衬不可避免地会受到电解质、金属钠、铝液的浸蚀，由于不断遭到浸蚀，阴极内衬会被不断破坏，故阴极内衬的寿命一般只有2～5年，所以需要定期对阴极内衬进行更换，更换下的阴极内衬形成由阴极碳块、耐火砖、扎糊、保温砖组成的大修渣。
3.由于阴极内衬长期受到氟化盐等的浸蚀，所以阴极内衬中含有一定量的氟化物和氰化物。如果将槽大修固体废弃物任意丢弃在野外，固体废物受到雨水(一般雨水偏酸性)浸蚀后，大修渣中酸可溶性氟化物和氰化物溶出，并渗透到地下，污染土地及地下水。所以需要对大修渣进行处理。
4.目前大修渣的处理方法主要有填埋法、酸法处理、湿法处理和火法处理四种，其中填埋法无法从根源上彻底消除有害物质；酸法处理对设备耐腐蚀性要求高、投资大、运行成本高，污染大；湿法处理的工艺流程长、工艺复杂、安全性差且运行成本高。而普通的火法处理对设备的气密性要求高，且因为需要对燃烧产生的烟气等进行处理，导致需要设置烟气处理设备，而且燃烧也会消耗大量能源，导致投资巨大，稍不注意也会造成二次污染。


技术实现要素：

5.本实用新型意在提供一种铝电解槽大修渣资源化利用系统，以降低铝电解槽大修渣的处理成本。
6.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种铝电解槽大修渣资源化利用系统，包括配伍单元、燃烧单元和烟气处理单元，配伍单元包括运输大修渣和燃煤的输送机；燃烧单元包括燃烧器，燃烧器连接有热量利用组件，燃烧器内设有炉膛；烟气处理单元包括除尘器，输送机、炉膛和除尘器依次连通，除尘器包括排气口和出料口。
7.本方案的有益效果为：
8.1.由于大修渣中存在一定量的碳块，所以大修渣通常有约6.86mj/kg的燃烧热值，本方案中在将大修渣放入燃烧器中燃烧时，对大修渣燃烧产生的热量进行回收利用，有效降低大修渣的处理成本。
9.2.本方案中将燃煤与大修渣混合，故在燃烧大修渣时，燃煤同时燃烧，燃煤燃烧产生的热量能够使大修渣持续燃烧，而不需要另外再对大修渣进行加热，使得燃烧器的结构更为简单，而结构简单的燃烧器的成本更低，有效降低设备成本，从而整体降低大修渣的处理成本。
10.进一步，配伍单元包括粉碎器，粉碎器的入口与输送机连通、出口与炉膛连通。
11.本方案的有益效果为：通过粉碎器能够对大修渣和燃煤进行粉碎，使得大修渣和燃煤更充分与氧气接触，从而更充分的燃烧；其次，在粉碎时还能够将大修渣与燃煤混合，从而使大修渣能够在燃煤的热量作用下持续燃烧。
12.进一步，粉碎器和炉膛之间连通有筒仓。
13.本方案的有益效果为：筒仓能够对粉碎并混合的大修渣和燃煤进行储存，即粉碎器的粉碎速度可稍大于大修渣和燃煤的燃烧速度，保证燃烧器中有足够的大修渣和燃煤燃烧，保证大修渣的燃烧处理不会因大修渣的暂停粉碎而停止。
14.进一步，包括预处理单元，预处理单元包括用于对大修渣进行粉碎的破碎机，破碎机的出口与输送机的入口连通。
15.本方案的有益效果为：预处理单元能够通过破碎机对大修渣进行初步的粉碎，方便大修渣与燃煤配伍。另外，刚从铝电解槽内拆下的大修渣包括若干体积较大的块状物，块状物的重量也较大，与体积、重量较大的块状物相比，经破碎机粉碎后形成的颗粒物更方便运输。
16.进一步，预处理单元包括球磨机，球磨机的入口与破碎机的出口连通、出口与输送机的入口连通。
17.本方案的有益效果为：球磨机可将破碎机粉碎得到的颗粒物进一步进行研磨，得到粒径更小的粉末，且与颗粒物相比，可通过沿管道流动的气流或者文丘里管等对粉末进行运输，进一步方便运输。
18.进一步，球磨机与输送机之间连通有料仓。
19.本方案的有益效果为：料仓能够对粉末进行储存，避免粉末大量散落至空气中造成污染。
20.进一步，料仓内设有搅拌器。
21.本方案的有益效果为：搅拌器可防止大修渣粉末发生沉积、硬化、固结等事故。
22.进一步，炉膛连通有进风管。
23.本方案的有益效果为：进风管能够向炉膛内通入包含氧气的气体，进一步促使大修渣和燃煤充分燃烧。
24.进一步，燃烧单元为燃煤电厂的锅炉焚烧系统。
25.本方案的有益效果为：本方案中无需另设燃烧器等结构，进一步降低设备成本，从而整体降低大修渣的处理成本，而大修渣燃烧产生的热量也能够通过燃煤电厂的现有系统进行发电利用，热量利用更为简单。
26.进一步，破碎机与球磨机之间以及球磨机与料仓之间均通过管道连接。
27.本方案的有益效果为：管道可避免大修渣颗粒物暴露在空气中，导致其内包含有污染物的粉尘飘散在空气中造成污染。
附图说明
28.图1为本实用新型实施例中的预处理单元的示意图；
29.图2为本实用新型实施例中的配伍单元的示意图；
30.图3为本实用新型中的大修渣的处理工艺流程图。
具体实施方式
31.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
32.实施例
33.一种铝电解槽大修渣资源化利用系统，如图1、图2和图3所示，包括依次设置的预处理单元、配伍单元、燃烧单元、烟气处理单元，预处理单元包括破碎机和球磨机，具体的，破碎机包括对耐火砖和保温砖进行粉碎的第一破碎机以及对阴极碳块粉碎的第二破碎机；第一破碎机和第二破碎机的出口均通过管道与球磨机的入口连通，本实施例中将耐火砖和保温砖二者与阴极碳块分开分别进行粉碎是因为耐火砖和保温砖的材质与阴极碳块的材质不同，使得耐火砖和保温砖的硬度与阴极碳块的硬度不同，故第一破碎机选用材质硬度更大的现有设备，使得设备的使用寿命更长，更可节约能耗。球磨机的出口通过管道连通有料仓，料仓对研磨的大修渣粉末进行储存；料仓内设有搅拌器，本实施例中的搅拌器使用现有的搅笼。
34.配伍单元包括输送机和粉碎器，具体的，本实施例中的大修渣和燃煤分开分别输送，输送机包括通过管道与料仓的出口连通的第一螺旋输送机，以及通过管道与电厂储存燃煤的设备连通的第二螺旋输送机。第一螺旋输送机的出口通过管道与粉碎器的入口连通，第二螺旋输送机的出口也与粉碎器的入口连通，通过粉碎器对燃煤进行粉碎，并将大修渣粉末与粉碎的燃煤混合。粉碎器的出口连通有筒仓，通过筒仓对粉碎并混合的大修渣粉末与燃煤进行储存。具体的，本实施例中的粉碎器采用燃煤电厂现有的碎煤机，筒仓也采用燃煤电厂现有的筒仓。
35.燃烧单元包括燃烧器，燃烧器内设有炉膛，且炉膛连通有进风管；炉膛与筒仓连通。烟气处理单元包括除尘器，且除尘器包括排气口和出料口。具体的，本实施例中的燃烧单元为目前燃煤电厂中的锅炉焚烧系统，燃烧室为锅炉焚烧系统中的锅炉，并通过燃煤电厂现有的输煤系统对燃煤和大修渣的混合物进行运输、通过给煤机将燃煤和大修渣的混合物输送至锅炉中进行燃烧；烟气处理单元为同一燃煤电厂中的尾气处理系统，故燃烧单元和烟气处理单元的具体结构本实施例中不再赘述。
36.本实施例中的破碎机、球磨机、螺旋输送机、料仓等均采用现有设备，结合图2所示，具体实施过程如下：
37.在将大修渣颗粒物或者粉末沿管道输送时，以料仓为例，可将文丘里管的喉部与料仓的出口连通，通过向文丘里管中通过高压气体使料仓中的粉末进入文丘里管内并随着高压气体流动，对粉末进行运输。也可通过向料仓内通入气体，使料仓中的气压增大，使气体进入将料仓与第一螺旋输送机连通的管道中，形成流向第一螺旋输送机的气流，从而使料仓中的粉末随着气流进入第一螺旋输送机。
38.本实施例中的大修渣经破碎机粉碎后进入球磨机进行研磨，得到大修渣的粉末，然后将粉末送入燃煤电厂内，并与燃煤一起进行粉碎并充分混合，再与燃煤一起，进入燃煤电厂的锅炉焚烧系统内进行焚烧，大修渣中的氰化物在高温的作用下完全分解，氟化物以hf形式逸出或与燃煤中的钙反应转化为氟化钙成为炉渣，气体随着燃煤燃烧产生的废气进入燃煤电厂的尾气处理系统进行处理和除尘后通过燃煤电厂的高烟囱排放。燃烧产生的炉渣和对废气进行除尘产生的粉煤灰能够作为水泥的原料使用，有效利用大修渣。
39.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等
常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。