一种高温处理电解铝废阴极碳块的电阻炉
技术领域
本发明属于固体危害物处理领域，具体涉及一种电解铝行业废阴极碳块的处理装置及生产工艺。
背景技术
电解铝废阴极碳块是电解铝厂检修阴极槽拆卸的危险废弃物。之所以危险是因为其中含有大量的可溶性的氟化物和氰化物，如氟化钠、氟铝化纳、氟化钙、氰化钠等，所以电解铝废阴极碳块不能随意处理。
目前的处理方式有三种，填埋法、水溶法和高温法。填埋法是目前普遍采用的方法，但是填埋后的电解铝废阴极碳块会随着雨淋日晒等因素，其所含的可溶性氟化物及氰化物会对地下土壤和地下水造成污染，挥发的气体会随着风吹转移对大气造成污染。水溶法是通过破碎、磨粉再水溶的方式，将氟化物和氰化物等从炭精粉中分离出来，然后再分类处理，可有效降低污染，但是水溶后的炭精粉中还是含有一定比例不溶于水的氟化物和氰化物，最后成为危险废弃物。高温法是将电解铝废阴极碳块破碎后持续高温加热，直至氰化物和氟化物彻底挥发，最后还能够将剩余的碳块石墨化，从而再次利用，不但有效处理了电解铝废阴极碳块，而且能够变废为宝，二次利用。但是，高温法处理电解铝废阴极碳块需要将温度加热到1700℃以上才能将氰化物和氟化物等彻底挥发，常见的高温煅烧炉体无法承受如此高的问题，并且无法控制加热挥发出的有害气体，所以目前并无有效的加热装置，能够做到对电解铝废阴极碳块的充分加热处理，并且做到对挥发气体的回收处理。
发明内容
本发明的目的是为了解决电解铝废阴极碳块利用高温法加热处理不易的问题，提供一种能够持续对电解铝废阴极碳块进行高温加热处理，并且有效回收危害气体的电阻炉。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是采用高温电阻炉进行电解铝废阴极碳块的高温处理，在高温电阻炉的炉墙上设置透气孔，炉墙外设置冷却夹套炉壳与炉墙之间形成封闭的废气冷凝区，并设置能够将废气冷凝区中的有害废气抽离的收集处理装置，具体技术方案如下。
本发明高温处理电解铝废阴极碳块的电阻炉,呈长方体炉体结构，包括了炉底、炉墙、炉头、炉尾、炉槽封盖、炉壳、冷凝区封盖和尾气收集处理装置；所述炉底沿长度方向设置，炉墙和炉壳沿炉底长度方向固定设置，包括了两道炉墙和两道炉壳，两道炉墙之间形成炉槽，两道炉壳分别设置在炉槽的外侧，与两道炉墙分别构成炉槽两侧的废气冷凝区；所述炉槽的前后两端分别固定设置炉头和炉尾，顶部安装设置炉槽封盖使炉槽形成密封；所述废气冷凝区的顶部安装有冷凝区封盖使废气冷凝区形成密封；所述炉槽两侧的两个废气冷凝区的炉壳上分别开设排气孔结构，通过排气孔设置安装废气冷凝区的尾气收集处理装置。
所述炉底为混凝土结构，沿外侧设置有炉壳安装槽，炉底通过炉壳安装槽与炉壳密封安装。
所述炉墙为耐火砖墙体机构，其上均匀布设有透气孔，透气孔高度按照炉槽中电解铝废阴极碳块的布设高度设置。
所述炉槽内的炉底上铺设有一层耐火砖基底。
所述炉头和炉尾上分别安装有电极块。
所述炉槽封盖底部安装有喷淋装置。
所述炉壳为夹套结构，内部填充有冷却水，炉壳外侧设置有与内部联通的循环水管，循环水管上安装有循环泵。
所述炉壳的循环水管沿竖直方向布设，炉壳内冷却水通过循环水管沿上下方向循环流通。
所述炉墙和炉壳沿顶部设置有一圈水封槽，炉墙和炉壳通过水封槽与炉槽封盖和冷凝区封盖密封安装。
本发明的有益效果在于：能够利用高温处理电解铝废阴极碳块的方法将电解铝废阴极碳块无害化，达到了处理高危废弃物的目的，同时通过电煅的处理方式能够大幅度提高电解铝废阴极碳块的石墨化程度，使电解铝废阴极碳块成为石墨原料，实现了电解铝废阴极碳块的资源化；在高温处理过程中，能够及时将电解铝废阴极碳块中挥发的有害气体收集处理，避免了环境污染。
附图说明
附图1为本发明的炉体平面布设结构示意图；
附图2为本发明的炉体横向剖面结构示意图；
附图中：
炉底1、炉壳安装槽11、耐火砖基底12、炉墙2、透气孔21、煤22、电解铝废阴极碳块23、炉头3、炉尾4、炉槽封盖5、喷淋装置51、炉壳6、排气孔61、循环水管62、循环泵63、冷凝区封盖7、尾气收集处理装置8、水封槽9。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案结合实施例进行详细的描述。
实施例1
如附图1-2所示，本发明高温处理电解铝废阴极碳块的电阻炉,呈长方体炉体结构，包括了炉底1、炉墙2、炉头3、炉尾4、炉槽封盖5、炉壳6、冷凝区封盖7和尾气收集处理装置8；所述炉底1沿长度方向设置，炉墙2和炉壳6沿炉底1长度方向固定设置，包括了两道炉墙2和两道炉壳6，两道炉墙2之间形成炉槽，两道炉壳6分别设置在炉槽的外侧，与两道炉墙2分别构成炉槽两侧的废气冷凝区；所述炉槽的前后两端分别固定设置炉头3和炉尾4，顶部安装设置炉槽封盖5使炉槽形成密封；所述废气冷凝区的顶部安装有冷凝区封盖7使废气冷凝区形成密封；所述炉槽两侧的两个废气冷凝区的炉壳6上分别开设排气孔61结构，通过排气孔61设置安装废气冷凝区的尾气收集处理装置8。
所述炉底1为混凝土结构，沿外侧设置有炉壳安装槽11，炉底1通过炉壳安装槽11与炉壳6密封安装。
所述炉墙2为耐火砖墙体机构，其上均匀布设有透气孔21，透气孔21高度按照炉槽中电解铝废阴极碳块的布设高度设置。
所述炉槽内的炉底1上铺设有一层耐火砖基底12。
所述炉头3和炉尾4上分别安装有电极块。
所述炉槽封盖5底部安装有喷淋装置51。
所述炉壳6为夹套结构，内部填充有冷却水，炉壳6外侧设置有与内部联通的循环水管62，循环水管上安装有循环泵63。
所述炉壳6的循环水管62沿竖直方向布设，炉壳6内冷却水通过循环水管62沿上下方向循环流通。
所述炉墙2和炉壳6沿顶部设置有一圈水封槽9，炉墙2和炉壳6通过水封槽9与炉槽封盖5和冷凝区封盖7密封安装。
实施例2
本发明高温处理电解铝废阴极碳块的电阻炉在无害化处理电解铝废阴极碳块工艺过程中的应用，步骤如下：
A布料方式：
1)利用煤22在炉槽中的耐火砖基底12上铺设一层垫层；
2)在炉槽中的垫层上铺设电解铝废阴极碳块23，沿炉槽中间位置从炉头3铺设至炉尾4，电解铝废阴极碳块23与炉槽两侧的炉墙2之间留设一定距离的空隙；
3)在电解铝废阴极碳块23与炉槽两侧的炉墙2之间留设的空隙中填充煤22至与电解铝废阴极碳块23相同高度；
4)利用煤22在电解铝废阴极碳块23顶部再铺设一层覆盖层；
B炉体密封：
1)将炉槽封盖5沿两道炉墙2顶部的水封槽9安装使炉槽密封；
2)将冷凝区封盖7沿炉墙2与炉壳6顶部的水封槽9安装使废气冷凝区密封；
C煅烧：
1)启动炉头3和炉尾4的电极块通电，电解铝废阴极碳块23在通电作用下开始升温，随着温度达到一定的高度，电解铝废阴极碳块23中的氰化物和氟化物等有害气体开始挥发；
2)当电解铝废阴极碳块23中的氰化物和氟化物等有害气体彻底挥发结束后，进一步提高电解铝废阴极碳块23的煅烧温度完成石墨化；
D废气分离：
1)煅烧期间，利用炉壳6的循环泵63带动炉壳6夹套中的冷却水沿循环水管62从上往下循环，使炉壳6保持低温冷却，利用低温炉壳6使废气冷凝区中的氰化物和氟化物等有害气体凝固；
2)煅烧期间，利用尾气收集处理装置8作业，将废气冷凝区中的有害废气以及固化的絮状废弃物抽离集中无害处理，在尾气收集处理装置8抽气的过程中，废气冷凝区中产生负压，利用负压的作用加速炉槽中氰化物和氟化物等有害气体的排出；
E出料：
煅烧结束后，尾气收集处理装置8持续作业一段时间，确保炉槽及废气冷凝区中的有害气体彻底抽离后，利用炉槽封盖5上的喷淋装置51对炉槽内进行降温冷却，冷却后将炉槽封盖5拆离，使用出料工具将炉槽中的煤22和处理后的电解铝废阴极碳块23清出。
