[科普中国]-干法净化

简述

干法净化技术是20世纪60年代发展起来的，通过不断完善，是当代铝冶炼工业含氟烟气治理的最佳实用技术，中国现有的电解铝厂采用的均是干法净化技术。

电解槽烟气干法净化技术是利用氧化铝活性强、孔隙多、比表面积大、属两性氧化物、有良好的酸性气体吸附性的特点，对酸性和负电性强的氟化氢进行吸附，从而使氟从气相进入固相，再经高效布袋除尘器分离回收载氟氧化铝实现气固分离，达到同时除去烟气中氟化氢和粉尘的目的。

原理干法净化是基于气体物质在固体表面上的吸附。当气体分子由于布朗运动接近固体表面时，受到固体表面层分子剩余价力的吸引，这种现象称为吸附。这些被吸附的分子并非永久停留在固体表面，受热就会脱离固体表面，重新回到气体中，这种现象称为解吸。

吸附分为物理吸附和化学吸附两大类。在吸附物之间，由分子本身具有的无定向力作用，即非极性力作用或由静态极化作用所产生的吸附，称为物理吸附。由于产生物理吸附的力是一种无定向的自由力，所以吸附强度和吸附热都较小。在气体临界温度之上，物理吸附甚微。物理吸附时，气体的其他性质对吸附程度影响较小，吸附基本上没有选择性，吸附剂和吸附物分子间不发生变化，吸附速度较快，则解吸速度也较快。

当吸附剂一旦具有足够高的活化能时，气体分子就从吸附剂表面得到电子，或分子把电子给予吸附剂表面，或分子被分子、原子或自由基团束缚起来，或分子与吸附剂表面共用一个或数个电子对，这种吸附叫化学吸附。化学吸附与一般的化学反应不同。化学反应靠完全的化学键力把物质的原子或分子联系起来，而且反应原子或分子各自改变其原来的性质。化学吸附由于以剩余价力为主，没有用到化学键力的全部，因此吸附作用只能说是一种“松懈”的化学反应。化学吸附具有选择性，氧化铝吸附氟化氢时，由于氧化铝具有两性性质，在氟化氢的强极性作用下而进行吸附。化学吸附限于单分子层的吸附，随着吸附的进行，吸附剂表面空位减少，吸附速度明显下降，吸附量的增加变得缓慢。2

特点干法净化具有以下特点：

(1)净化回收流程简单，吸附剂是铝电解原料氧化铝，捕集的氟可直接随同氧化铝一起回到电解生产中。

(2)干法净化系统的除氟效率可达98%左右。

(3)净化回收工艺中不需要供水和蒸汽，也不排出含氟废水，这样就避免了二次污染。

(4)可用于各种气候条件，特别是北方冬季，不存在保温防冻问题。

(5)干法净化更适用于预焙电解槽的烟气，而对于自焙侧插槽烟气，由于含有沥青挥发物，则要对吸附后的氧化铝进行焙烧处理或采取其他方法处理。2