利用一套过滤模块改善从电解池中捕获来源于气体的SO2的工艺和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于捕获来源于通过熔盐电解实现铝的工业化生产的电解池中的气体中存在的SO2的工艺及其装置，由一组至少两个过滤模块(21、22、…、2n)实施，且待净化气流并行通过过滤模块，过滤模块至少部分地在至少一个串联中被馈入粉状物料型吸附剂，通过吸附剂与气流的接触能够吸附气流中存在的尾气，每个过滤模块(21,22,…,2n,)都具有收集装置(10)，用于收集在所述过滤模块中与所述气流(3)接触之后的所述吸附剂，还具有排放装置(11)，用于将所收集到的与所述气流(3)接触之后的所述吸附剂排放到所述至少一个串联的至少一个其他过滤模块(21、22、…、2n)的注入装置(16)中，除各个串联的终端过滤模块之外，且在终端过滤模块出口，将气流引入(20n‑1,20n)脱硫装置(21)中。

Process and apparatus for improving the capture of SO2 from gases in an electrolytic cell using a set of filtration modules

The invention relates to a process and a device for capturing the SO2 present in a gas in an electrolytic cell derived from molten salt electrolysis to achieve the industrialization of aluminum, comprising a group of at least two filtration modules (21, 22),... 2n), implementation, and air to be purified by parallel filtering module, filter module, at least in part in at least one of the series of powder material was fed into the adsorbent, adsorbent by contact with air to exhaust gas adsorption in the air, each filter module (21,22,... 2n, has a collection device) (10), for the collection and the air flow in the filter module (3) contact after the adsorbent, also has a discharge device (11), for the collected gas and the contact (3) after the discharge of adsorbent the at least one series of at least one other filtering module (21, 22,... 2n), the injection device (16), in addition to the terminal filtration modules in series, and at the outlet of the terminal filtration module, the air inlet (20n 1,20n) desulfurization device (21) in.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用一套过滤模块改善从电解池中捕获来源于气体的SO2的工艺和装置
本专利技术涉及一种用于捕获存在于气体中的二氧化硫(SO2)的工艺及其装置，该气体来源于通过熔盐电解来实现铝的工业化生产的电解池，。该工艺由气体处理中心实施，气体处理中心包含至少两个过滤模块，且待净化气流并行通过两个过滤模块，每个模块都包含气流反应器并连接着随后的过滤装置。将粉状物料型吸附剂至少部分地馈入在至少一个串联或一些级联中的反应器，这类吸附剂常为氧化铝颗粒，通过将吸附剂与气流相接触的方式来吸附气流中所存在的尾气。
技术介绍
在气体处理反应器中使用氧化铝颗粒来吸附通过熔盐电解铝的工业化生产用电解池内气体中所存在的氢氟酸(HF)是一种众所周知的高效技术。众所周知，具有较大吸附表面积(最高82m2/g)的氧化铝也可在某些条件下用以吸附电解池内气体所存在的SO2。虽然，氧化铝吸附SO2非常容易，但捕获电解池内气体所存在的SO2并不容易，因为氧化铝最先吸附的是HF，而不是吸附SO2。如待处理的气体中同时存在着SO2和HF，为了能够捕获SO2，就需要使用足够量的氧化铝，以确保氧化铝在吸附HF之后不处于饱和状态。如在处理无HF气体后，氧化铝吸附SO2并达到饱和状态后，此时如氧化铝再与含有HF的气体相接触，HF就会取代氧化铝颗粒上的SO2，使得SO2脱附。在铝厂中，可用氧化铝的数量是有限的。专利EP0793527提出将一个相同过滤模块用于待净化气流的两个串联阶段的处理，以成功地先捕获HF并随后捕获SO2。载有HF和SO2的待处理气体通过含有反应器的第一阶段，在该反应器中与再生的氧化铝相遇。当气体从反应器中流出时，HF被氧化铝完全吸附。随后，将气体引入一个装置，利用机械方式将氟化氧化铝与气体相分离。当气体从第一阶段流出时，气体中的HF得到净化。随后将气流引入第二阶段的过滤器，将新的氧化铝馈入到第二阶段的过滤器中，用于捕获SO2。将载有SO2的氧化铝随后送入吸附器中，在吸附器中，从氧化铝中提取出SO2。因此，再将还原后的氧化铝以与气流流通的相反方向返回到第一处理阶段，并将浓缩的SO2输送到回收系统中。这一解决方案并不完全令人满意，因为它需要笨重且昂贵的装置来分离第一处理阶段中的氟化氧化铝。为了解决这些缺点，FR2984366提出一种吸附放置在级联中的模块上SO2的工艺(详见申请者专利WO2007096492中定义)，即：在一组至少含有两个过滤模块的级联中，一方面过滤模块平行于待处理气体，另一方面至少有一个串联于能够吸附所述气流含有SO2尾气的粉状物料型吸附剂和/或化学中和剂。在该工艺中，将作为吸附剂的氧化铝添加到级联过滤器的第一反应器或上游反应器中。这种过量的添加会导致氧化铝上捕获HF的浓度下降，使之有可能吸附SO2。氧化铝在一个级联中从一个模块流通到另一个模块，即从级联上游端模块流通到级联下游端模块，会逐渐负载HF，由此降低下游模块捕获SO2的能力，直至不再可以捕获SO2且与级联的终端模块中的氟化气体相接触时脱附。该配置使之有可能揭示了新鲜氧化铝吸附SO2的能力，尤其是在第一模块或上游模块中，即在氧化铝吸附的氟气数量不足以阻止级联终端模块或下游模块吸附SO2的模块中，相反，若氟气逐渐减少就会导致氧化铝吸附SO2能力的消失。因此，可以看出，FR2984366提出了一种在级联第一模块中特别有效的SO2处理，在第一模块中，所注入和过滤的氧化铝至少载有HF。
技术实现思路
本专利技术提出一种至少一个气体处理中心模块串联的终端模块的处理方法，该气体处理中心根据WO2007096492配置为级联形式，使之有可能在终端模块上获得目标SO2捕获能力，从而减少投资和运营成本。有利的是，本专利技术可在第一模块上结合根据FR2984366的解决方案一起实施，以增加综合效率。当相对于SO2的所需产量有限时,本专利技术也可以独立实施。根据第一方面，本专利技术包含捕获存在于待净化气体中的SO2的工艺，其中待净化气体来源于采用熔盐电解方式进行铝的工业化生产的电解池，该工艺由至少两个过滤模块实施，待净化气流并行通过这两个过滤模块，所述过滤模块至少部分地在至少一个串联或级联中由存储装置馈入粉状物料型吸附剂，以便使吸附剂与气流相互接触从而吸附气流中所存在的尾气，该组中的每个过滤模块都具有收集装置，用于收集在与所述过滤模块中的气流接触后的吸附剂，还具有排放装置，用于除串联的终端过滤模块外，按照从存储装置向过滤模块馈入吸附剂的顺序，将所收集到的与气流接触后的吸附剂排放进入所述至少一组的至少另一个过滤模块的注入装置中，其特征在于，将至少离开各个串联的终端过滤模块(2n-1；2n)的气流分量引入脱硫装置。通过该工艺，可以大大提高SO2捕获的效率。有利的是，吸附剂是氧化铝Al2O3。脱硫装置可根据干燥工艺、活性干燥工艺、半湿式工艺或洗涤操作来进行操作。有利的是，将至少一个过滤模块的串联的至少倒数第二个过滤模块所排放的部分吸附剂移入到出口管，所述排放吸附剂的另一部分馈入所述至少一个串联过滤模块的终端过滤模块，以在所述终端过滤模块中通过氟气使吸附剂饱和或促使其达到接近饱和的程度或将吸附于所述吸附剂上的SO2强制释放到离开所述终端过滤模块的气流分量并引入所述脱硫装置中。将通过一组的至少一个过滤模块后所收集的吸附剂排放并直接引入所述装置的至少另一个过滤模块的装置中，不需要中间SO2脱附阶段。因此，可以减少了工艺阶段以及设备项目数量，从而降低了成本。有利的是，至少离开第一过滤模块的所述气流分量，以吸附剂注入串联的过滤模块的顺序，引入排气管中，不通过脱硫装置。根据第二个方面，本专利技术涉及一种用于捕获待净化气体中存在SO2的装置，其中待净化气体来自源于采用熔盐电解方式进行铝的工业化生产电解池，该装置包含至少两个过滤模块，待净化气流并行通过两个过滤模块，所述过滤模块由存储装置馈入，在至少部分在至少一个串联或级联中，粉状物料型吸附剂，将吸附剂与气流相互接触，以吸附气流中所存在的尾气，每个过滤模块都具有收集装置，用于收集在与所述过滤模块中的所述气流接触后的所述吸附剂，还配置有排放装置，用于将所收集到的与气流接触后的吸附剂排放进入该组反应器的至少另一个过滤模块的注入装置中，其特征在于，包含脱硫装置，其以该组过滤模块从存储装置馈入吸附剂的顺序对至少离开终端过滤模块的气流分量进行脱硫。有利的是，为了提高SO2回收率，将出口管置于一组过滤模块装置的倒数第二个过滤模块上，以便排出源自所述倒数第二个过滤模块的部分吸附剂，从而通过终端过滤模块中的氟气来饱和吸附剂或使其达到接近其饱和的状态。优选的是，该装置在用于从所述一组的至少一个过滤模块中的排放装置和用于以将吸附剂从所述存储装置注入过滤模块的顺序注入到下一个过滤模块的装置之间没有配置用于SO2的脱附装置。与放置于装置中任何其他位置上相同的脱硫系统相比，放置于气体处理中心末端的脱硫系统，使之有可能获得更高的效率。事实上，由于氟气具有将氧化铝中已吸附的SO2置换为烟气的能力，因此通过级联终端模块或各个级联终端模块的烟气，最终可以载有更多的SO2。其SO2浓度甚至比进入处理中心的烟气浓度还要高。因此，在存在HF氟气时，氧化铝释放的SO2进入烟气，SO2会更富化。氧化铝释放SO2的现象，与氧化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于捕获存在于待净化气体中的SO2的工艺，所述待净化气体来源于通过熔盐电解实现铝的工业化生产的电解池，所述工艺由一组至少两个过滤模块(21、22、…、2n)实施，待净化气体并行通过所述过滤模块，所述过滤模块至少部分地在至少一个串联或级联的中由存储装置(4)馈入粉状物料型吸附剂，能够通过所述吸附剂与气流的接触来吸附气流中存在的尾气，所述装置中的每个过滤模块(21、22、…、2n,)都具有收集装置(10)，所述收集装置(10)用于收集在所述过滤模块中与所述气流(3)接触后的所述吸附剂，并且具有排放装置(11)，所述排放装置(11)用于除各个串联的终端过滤模块之外，以所述吸附剂从存储装置(4)依次馈入过滤模块(21、22、…、2n)的顺序，将所收集到的与所述气流(3)接触之后的所述吸附剂排放进入所述至少一个串联的另一个过滤模块(21、22、…、2n)的注入装置(16)中，其特征在于，将至少离开各个串联的终端过滤模块(2n‑1；2n)的气流分量引入脱硫装置(21)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.13 FR 15512021.一种用于捕获存在于待净化气体中的SO2的工艺，所述待净化气体来源于通过熔盐电解实现铝的工业化生产的电解池，所述工艺由一组至少两个过滤模块(21、22、…、2n)实施，待净化气体并行通过所述过滤模块，所述过滤模块至少部分地在至少一个串联或级联的中由存储装置(4)馈入粉状物料型吸附剂，能够通过所述吸附剂与气流的接触来吸附气流中存在的尾气，所述装置中的每个过滤模块(21、22、…、2n,)都具有收集装置(10)，所述收集装置(10)用于收集在所述过滤模块中与所述气流(3)接触后的所述吸附剂，并且具有排放装置(11)，所述排放装置(11)用于除各个串联的终端过滤模块之外，以所述吸附剂从存储装置(4)依次馈入过滤模块(21、22、…、2n)的顺序，将所收集到的与所述气流(3)接触之后的所述吸附剂排放进入所述至少一个串联的另一个过滤模块(21、22、…、2n)的注入装置(16)中，其特征在于，将至少离开各个串联的终端过滤模块(2n-1；2n)的气流分量引入脱硫装置(21)。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述吸附剂是Al2O3。3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述脱硫装置(21)根据干燥工艺、活性干燥工艺、半湿工艺或洗涤工艺进行操作。4.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其特征在于，所述由至少一个串联过滤模块(21、22、…、2n)的倒数第二个过滤模块(2n-1)所排放的部分吸附剂被输送到出口管(13)中，被排放的吸附剂的另一部分被馈入所述至少一个串联过滤模块的终端过滤模块(2n)，以便在所述终端过滤模块(2n)中通过氟气使吸附剂饱和或促使其达到接近饱和的程度，且迫使将已吸附到所述吸附剂上的SO2释放到离开所述终端过滤模块(2n)的气流分量中并引入到所述脱硫装置(21)中。5.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其特征在于，将经过一组的至少一个过滤模块(21、22、…、2n)之后已收集...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德·克劳蒂厄，埃尔哈尼·鲍哈比拉，埃利克斯·考劳，
申请(专利权)人：法孚斯索里斯公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR