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[摘 要]就针对于电解铝厂阳极组装工序来说，残极清理是其中一个非常重要的环节，其最主要的用途，就是将残极上的电解质清理下来，并以此来实现电解质的回收再利用。同时保证残极重新破碎成型后阳极炭块的质量。在比较小型的电解铝厂，残极清理工作直接在电解车间进行，清理工作用大锤或风镐清理，清理下来的残极人工用小车运行到破碎机进行破碎，此种清理其劳动强度大，生产力低下，同时造成车间环境污染，影响人的身体健康。
[关键词]电解铝；残极清理；工艺改造；污染控制
中图分类号：X758 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）18-0204-01
随着社会的发展，我国的电解铝工业也实现了进一步的发展与创新。在本文中，主要是以某铝厂新建电解铝生产线残阳极清理工艺为基础，来对清理系统中破碎工序进行简单的介绍之后，提出对现有电解铝生产线残阳极电解质清理工艺的改进，并设置有效的除尘系统。通过改造实现处理流程的合理化，降低工人劳动强度，抑制扬尘，并在密闭罩内合理组织气流，确保产生的扬尘及时引入除尘系统。本系统在粉尘污染治理上采取“防”、“治”结合，有效控制污染，确保工作区达到《工业企业设计卫生标准》的规定。
一、电解铝生产线残阳极清理分析
（一）清理工艺分析
本文所参考的铝厂，在进行原有残极清理的时候，通常都是直接在电解车间进行的，即在电解槽旁边的残极清理工部通过手工清理：从电解槽换下来的残极由行车吊入冷却区冷却后，再吊到清理区由工人用风镐铲除附着在残阳极工件表面的电解质，清理干净的阳极钢爪再吊运到阳极组装工部重新组装；清理下来的电解质由人工装运到料斗中，吊运到破碎系统的前置料仓以备破碎。该工艺依靠人工清理残极，不仅易造成工人的烫伤、砸伤，工作效率低下而且清理过程中产生大量粉尘，造成环境污染，存在以下缺点：①劳动强度大。清理过程中工人使用风镐敲击清理电解质，铲装清理下来的电解质，劳动强度较大，消耗体力。②环境污染严重。用风镐操作、铲装电解质都产生扬尘，料斗将电解质倒入破碎机前置料斗时再次产生扬尘，工作区粉尘污染严重；此外，风镐操作产生噪音污染，除对清理操作工作区产生影响外，噪音在車间内扩散，造成噪声污染[1]。③对工人的身体危害非常大。操作过程中，由于没有围挡和收尘系统，无法控制扬尘无组织扩散，使微细粉尘很容易进入操作工人的呼吸带，对工人的身体危害较大。
（二）清理系统改造要求
结合清理工艺改造的残极清理除尘设计方案，主要目标是：①采用半自动化残极清理生产线，实现电解质清理、输送机械化，直接送入破碎系统。②通过清理工艺改造减少电极清理过程产生的扬尘，在引风机的作用下通过吸尘罩经风管将扬尘抽到除尘器中处理，扬尘捕集率不低于95%。③合理组织吸尘罩内气流，使清理操作工人操作时呼吸新鲜的空气，改善操作环境。④车间工作区粉尘浓度降低到4mg/Nm3（扣除本底浓度），满足《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）的排放标准要求；噪声水平达到《工业企业厂界噪声标准》（GB12348 -90）的III级标准要求。⑤除尘系统排放浓度50mg/Nm3，达到《铝工业排放标准》的要求。
二、电解质清理工艺的改造和设计
半机械化电解质清理工艺布置在新建的清理厂房内。清理工部设有可拆卸式清极（破碎）落料格栅平台，设置于地面上；电解质落料斗和皮带输送机放在地面以下的地坑内，清极（破碎）落料格栅平台用于承载待清理的残极块，格栅平台两侧设置高度为300mm的清理工人操作平台。工作时，由行车吊装残极组，每次吊入6组，依次排好定位，然后打开通风系统和输送系统。操作工人站在清极（破碎）落料栅格旁的操作平台（左右两侧）上，使用风镐敲击残极上的电解质壳面，使其直接落入料斗并经皮带输送机输送至破碎机前仓。清理后的残极由行车吊出送入压脱车间。清极（破碎）落料格栅设置分为3段，每段可以同时摆放两组待清理残极。落料格栅采用槽钢制作，放置于按设计规则预埋于混凝土梁内的槽钢上[2]。
三、电解质清理过程中扬尘的抑制与收集
在用风镐敲击残极电解质壳面及清理清极（破碎）落料格栅上的电解质的过程中，清极（破碎）落料格栅平台工作区内会产生扬尘。我们在下部的电解质落料斗侧面开设2个抽图1清极（破碎）落料格栅排列示意图落料格栅两侧的操作工作台高于格栅平面300mm，形成一个开口朝上、向下吸风的局部吸尘罩，使风镐敲击操作产生的扬尘被向下的气流吸入除尘系统，避免向上扬尘。吸入系统的含尘废气经脉冲袋式除尘器高效过滤后送入排气筒排入大气。系统组成工艺流程如图2。
四、系统设计参数
（1）单个残极组参数见表1。
（2）收尘系统参数。根据所需要清理的残极组的参数，同时考虑到残极电解质清理及电解质破碎工部相距较近，且残极电解质清理的清极（破碎）落料格栅处风量最大，根据就近及风量平衡原则，将产尘点集中在一个除尘系统中处理。除尘系统中脉冲除尘器的结构及工作原理。①结构特点。气箱脉冲袋式除尘器采用分室拼装结构，由除尘器本体、进出风箱体、脉冲喷吹清灰装置、灰斗及卸灰机构、压缩空气管路系统等组成。除尘器本体包括清洁室、过滤室、分室隔板、检修门等组件。清洁室内设有花板、提升阀、喷吹管，过滤室内安装滤袋及滤袋框架。②工作原理。a.过滤工况。含尘气体从除尘器进出风箱体中的进风口进入，经斜隔板转向至灰斗，同时气流速度减慢，在惯性作用下，粗颗粒粉尘落入灰斗，细小尘粒随气流折而向上进入过滤室，在滤袋表面尘饼的过滤作用下，尘粒被阻隔在滤袋外侧，净化后的气体由滤袋内部进入清洁室，通过打开的提升阀汇聚到出风箱体，经系统风机排入大气。b.清灰控制。当除尘器控制系统发出清灰控制信号时，启动清灰过程。除尘器清灰过程由控制仪控制，提供压差控制、定时控制及手动控制方式。压差控制机制，是指随着过滤过程的延续，滤袋外侧表面积附的粉尘不断累积，除尘器运行阻力也逐渐升高，当除尘器阻力达到预设值（一般为1800Pa）时，发出启动清灰周期的控制信号，除尘器周而复始地逐室执行“清灰-沉降-过滤”的循环，直至除尘器阻力降低到设定的阻力下限（一般为1200Pa）。压差控制机制可以使除尘器阻力始终稳定在一定的范围内，除尘器保持最佳的除尘效率和最低的运行能耗。
五、系统运行控制
残极清理工艺的开停由每天堆存的残极块的数量决定，当天的任务量清理完毕，由电控柜的控制开关停止残极清理系统设备的运行。除尘系统的开停与工艺生产设备连锁，同步动作，由PLC控制系统实现该功能。控制过程：当阳极清理车间开始工作之前，先启动除尘通风系统风机，打开除尘设备管道上的阀门；再启动电动工作车，将要清理的残极块送入吸风罩，定位后工作人员开始工作，按照操作工序进行清理。停止清理操作后，除尘通风系统继续运行10～15min后停止。
六、结语
总而言之，本项目在调试运行投料后，残极清理过程中所产生的粉尘得到了有效控制，改善了清理车间的环境，降低了操作工人的强度，粉尘排放浓度达到要求，除尘系统运行良好。
参考文献
[1] 陈富.残极自磨清理机的开发与研究[J].机械设计与制造，2016，（10）：118-120.
[2] 王栋，韩变枝，王忠文.电解阳极磷铁环压脱清理机的设计[J].轻金属，2013，（04）：44-47.
[关键词]电解铝；残极清理；工艺改造；污染控制
中图分类号：X758 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）18-0204-01
随着社会的发展，我国的电解铝工业也实现了进一步的发展与创新。在本文中，主要是以某铝厂新建电解铝生产线残阳极清理工艺为基础，来对清理系统中破碎工序进行简单的介绍之后，提出对现有电解铝生产线残阳极电解质清理工艺的改进，并设置有效的除尘系统。通过改造实现处理流程的合理化，降低工人劳动强度，抑制扬尘，并在密闭罩内合理组织气流，确保产生的扬尘及时引入除尘系统。本系统在粉尘污染治理上采取“防”、“治”结合，有效控制污染，确保工作区达到《工业企业设计卫生标准》的规定。
一、电解铝生产线残阳极清理分析
（一）清理工艺分析
本文所参考的铝厂，在进行原有残极清理的时候，通常都是直接在电解车间进行的，即在电解槽旁边的残极清理工部通过手工清理：从电解槽换下来的残极由行车吊入冷却区冷却后，再吊到清理区由工人用风镐铲除附着在残阳极工件表面的电解质，清理干净的阳极钢爪再吊运到阳极组装工部重新组装；清理下来的电解质由人工装运到料斗中，吊运到破碎系统的前置料仓以备破碎。该工艺依靠人工清理残极，不仅易造成工人的烫伤、砸伤，工作效率低下而且清理过程中产生大量粉尘，造成环境污染，存在以下缺点：①劳动强度大。清理过程中工人使用风镐敲击清理电解质，铲装清理下来的电解质，劳动强度较大，消耗体力。②环境污染严重。用风镐操作、铲装电解质都产生扬尘，料斗将电解质倒入破碎机前置料斗时再次产生扬尘，工作区粉尘污染严重；此外，风镐操作产生噪音污染，除对清理操作工作区产生影响外，噪音在車间内扩散，造成噪声污染[1]。③对工人的身体危害非常大。操作过程中，由于没有围挡和收尘系统，无法控制扬尘无组织扩散，使微细粉尘很容易进入操作工人的呼吸带，对工人的身体危害较大。
（二）清理系统改造要求
结合清理工艺改造的残极清理除尘设计方案，主要目标是：①采用半自动化残极清理生产线，实现电解质清理、输送机械化，直接送入破碎系统。②通过清理工艺改造减少电极清理过程产生的扬尘，在引风机的作用下通过吸尘罩经风管将扬尘抽到除尘器中处理，扬尘捕集率不低于95%。③合理组织吸尘罩内气流，使清理操作工人操作时呼吸新鲜的空气，改善操作环境。④车间工作区粉尘浓度降低到4mg/Nm3（扣除本底浓度），满足《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）的排放标准要求；噪声水平达到《工业企业厂界噪声标准》（GB12348 -90）的III级标准要求。⑤除尘系统排放浓度50mg/Nm3，达到《铝工业排放标准》的要求。
二、电解质清理工艺的改造和设计
半机械化电解质清理工艺布置在新建的清理厂房内。清理工部设有可拆卸式清极（破碎）落料格栅平台，设置于地面上；电解质落料斗和皮带输送机放在地面以下的地坑内，清极（破碎）落料格栅平台用于承载待清理的残极块，格栅平台两侧设置高度为300mm的清理工人操作平台。工作时，由行车吊装残极组，每次吊入6组，依次排好定位，然后打开通风系统和输送系统。操作工人站在清极（破碎）落料栅格旁的操作平台（左右两侧）上，使用风镐敲击残极上的电解质壳面，使其直接落入料斗并经皮带输送机输送至破碎机前仓。清理后的残极由行车吊出送入压脱车间。清极（破碎）落料格栅设置分为3段，每段可以同时摆放两组待清理残极。落料格栅采用槽钢制作，放置于按设计规则预埋于混凝土梁内的槽钢上[2]。
三、电解质清理过程中扬尘的抑制与收集
在用风镐敲击残极电解质壳面及清理清极（破碎）落料格栅上的电解质的过程中，清极（破碎）落料格栅平台工作区内会产生扬尘。我们在下部的电解质落料斗侧面开设2个抽图1清极（破碎）落料格栅排列示意图落料格栅两侧的操作工作台高于格栅平面300mm，形成一个开口朝上、向下吸风的局部吸尘罩，使风镐敲击操作产生的扬尘被向下的气流吸入除尘系统，避免向上扬尘。吸入系统的含尘废气经脉冲袋式除尘器高效过滤后送入排气筒排入大气。系统组成工艺流程如图2。
四、系统设计参数
（1）单个残极组参数见表1。
（2）收尘系统参数。根据所需要清理的残极组的参数，同时考虑到残极电解质清理及电解质破碎工部相距较近，且残极电解质清理的清极（破碎）落料格栅处风量最大，根据就近及风量平衡原则，将产尘点集中在一个除尘系统中处理。除尘系统中脉冲除尘器的结构及工作原理。①结构特点。气箱脉冲袋式除尘器采用分室拼装结构，由除尘器本体、进出风箱体、脉冲喷吹清灰装置、灰斗及卸灰机构、压缩空气管路系统等组成。除尘器本体包括清洁室、过滤室、分室隔板、检修门等组件。清洁室内设有花板、提升阀、喷吹管，过滤室内安装滤袋及滤袋框架。②工作原理。a.过滤工况。含尘气体从除尘器进出风箱体中的进风口进入，经斜隔板转向至灰斗，同时气流速度减慢，在惯性作用下，粗颗粒粉尘落入灰斗，细小尘粒随气流折而向上进入过滤室，在滤袋表面尘饼的过滤作用下，尘粒被阻隔在滤袋外侧，净化后的气体由滤袋内部进入清洁室，通过打开的提升阀汇聚到出风箱体，经系统风机排入大气。b.清灰控制。当除尘器控制系统发出清灰控制信号时，启动清灰过程。除尘器清灰过程由控制仪控制，提供压差控制、定时控制及手动控制方式。压差控制机制，是指随着过滤过程的延续，滤袋外侧表面积附的粉尘不断累积，除尘器运行阻力也逐渐升高，当除尘器阻力达到预设值（一般为1800Pa）时，发出启动清灰周期的控制信号，除尘器周而复始地逐室执行“清灰-沉降-过滤”的循环，直至除尘器阻力降低到设定的阻力下限（一般为1200Pa）。压差控制机制可以使除尘器阻力始终稳定在一定的范围内，除尘器保持最佳的除尘效率和最低的运行能耗。
五、系统运行控制
残极清理工艺的开停由每天堆存的残极块的数量决定，当天的任务量清理完毕，由电控柜的控制开关停止残极清理系统设备的运行。除尘系统的开停与工艺生产设备连锁，同步动作，由PLC控制系统实现该功能。控制过程：当阳极清理车间开始工作之前，先启动除尘通风系统风机，打开除尘设备管道上的阀门；再启动电动工作车，将要清理的残极块送入吸风罩，定位后工作人员开始工作，按照操作工序进行清理。停止清理操作后，除尘通风系统继续运行10～15min后停止。
六、结语
总而言之，本项目在调试运行投料后，残极清理过程中所产生的粉尘得到了有效控制，改善了清理车间的环境，降低了操作工人的强度，粉尘排放浓度达到要求，除尘系统运行良好。
参考文献
[1] 陈富.残极自磨清理机的开发与研究[J].机械设计与制造，2016，（10）：118-120.
[2] 王栋，韩变枝，王忠文.电解阳极磷铁环压脱清理机的设计[J].轻金属，2013，（04）：44-47.