混合气体的处理方法技术

本发明专利技术公开了混合气体的处理方法，所述混合气体具有至少两种气体，所述至少两种气体相变为固体的温度不相同，处理方法包括以下步骤：S1、一级分离：将混合气体的温度冷却至第一温度，使混合气体中的第一气体在第一温度下冷凝为第一固体，然后收集第一固体；S2、二级分离：将混合气体的温度冷却至第二温度，使混合气体中的第二气体在第二温度下冷凝为第二固体，然后收集第二固体；其中，第一温度大于第二温度，第二气体在第一温度下呈气态。可见，本发明专利技术的混合气体的处理方法利用混合气体中气体相变温度的不同进行逐级地分离，既保证了较高的纯度，又充分地利用了温度的梯度变化，分离过程中无需额外的能量投入，充分回收资源的同时还节能环保。时还节能环保。时还节能环保。

【技术实现步骤摘要】
混合气体的处理方法


[0001]本专利技术涉及混合气体尤其是由粉煤灰氯化所产生的混合气体的处理的
，具体而言，涉及混合气体的处理方法。

技术介绍

[0002]粉煤灰是煤燃烧后的烟气形成的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。大量的粉煤灰会形成扬尘污染大气，其中的有毒化学物质会对人体和生物造成严重危害。我国由火力发电厂产生的粉煤灰每年已达数亿吨并逐年增加。这些粉煤灰，一方面造成了严重的环境污染，而另一方面，它又含有可用资源。因此，如何从粉煤灰中提取这些有用资源实现高值化综合利用，具有重要的现实意义。
[0003]目前国际上研究的主要方向是酸法提铝工艺，但是效果均不理想；在此基础上产生了氯化技术路线，例如，中国专利技术专利CN102502665A公开了一种综合回收粉煤灰中有价元素的方法，该方法利用两段氯化、还原、精馏等多道工序实现了粉煤灰中多种金属的回收，但是该方法工艺复杂，难以实现工业化处理。

技术实现思路

[0004]粉煤灰参与氯化反应的气体实质上是一种由多种金属化合物气体构成的混合物，而现有技术中尚无有效的快速分离方法，因此，为了解决该技术问题，本专利技术的目的在于提供混合气体的处理方法。
[0005]本专利技术实现上述目的所提供的技术方案如下：
[0006]混合气体的处理方法，所述混合气体具有至少两种气体，所述至少两种气体相变为固体的温度不相同，处理方法包括以下步骤：S1、一级分离：将混合气体的温度冷却至第一温度，使混合气体中的第一气体在第一温度下冷凝为第一固体，然后收集第一固体；S2、二级分离：将混合气体的温度冷却至第二温度，使混合气体中的第二气体在第二温度下冷凝为第二固体，然后收集第二固体；其中，第一温度大于第二温度，第二气体在第一温度下呈气态。
[0007]进一步地是，所述混合气体还具有固体颗粒杂质，处理方法还包括步骤：S0、初级分离：将混合气体的温度冷却至初级温度，然后收集固体颗粒杂质；并且/或者，所述混合气体还具有第三气体，处理方法还包括步骤：S3、三级分离：将混合气体的温度冷却至第三温度，使混合气体中的第三气体在第三温度下冷凝为液体，然后收集液体；其中，初级温度＞第一温度＞第二温度＞第三温度，第一气体在初级温度下呈气态，第三气体在第二温度下呈气态。
[0008]进一步地是，初级温度、第一温度、第二温度和第三温度按照至少50℃的梯度依次降低；并且/或者，混合气体由至少两种不同金属的金属氧化物与氯气在950～1350℃下反应生成。
[0009]进一步地是，混合气体由粉煤灰与氯气反应生成，粉煤灰中含有SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2中的任意几种。
[0010]进一步地是，初级温度为450～550℃；第一温度为250～280℃，第一固体主要由氯化铁构成；第二温度为120～140℃，第二固体主要由氯化铝构成；第三温度为0～30℃，液体主要由氯化硅或氯化钛构成。
[0011]进一步地是，初级分离采用初级换热结构对混合气体进行降温，采用初级过滤结构进行气固分离；一级分离采用一级换热除尘结构对混合气体进行降温和收集部分第一固体，采用一级过滤结构收集其余第一固体；二级分离采用二级换热除尘结构对混合气体进行降温和收集部分第二固体，采用二级过滤结构收集其余第二固体；三级分离采用三级换热结构对混合气体进行降温和收集液体。
[0012]进一步地是，初级过滤结构、一级过滤结构和二级过滤结构中至少初级过滤结构和一级过滤结构采用金属材质的过滤介质；过滤介质优选为金属纤维毡、烧结金属多孔薄膜、金属网、陶瓷膜或陶瓷纤维；过滤介质的孔径为1～100μm，优选为5～50μm，进一步优选为10～30μm。
[0013]进一步地是，初级换热结构和三级换热结构的换热介质为水；一级换热除尘结构和二级换热除尘结构的换热介质为空气，优选为空气和水。
[0014]进一步地是，一级换热除尘结构和/或二级换热除尘结构具有：流动通道，具有进气端和出气端；第一挡板，第一挡板与流动通道的底部和侧部连接，在第一挡板与流动通道的顶部之间留有供混合气体流动的间隙；第二挡板，第二挡板与流动通道的顶部和侧部连接，在第二挡板与流动通道的底部之间留有供混合气体流动的间隙；固体收集机构，固体收集机构设于流动通道的下方并与流动通道连通；固体收集机构具有依次排列的灰斗，每个灰斗的上端与流动通道和第一挡板的底部连接；其中，第一挡板和第二挡板在进气端和出气端之间间隔排列，从进气端进入流动通道的混合气体经多次折流运动后从出气端排出，多次折流运动的过程中混合气体中的部分固体落入灰斗。
[0015]进一步地是，一级过滤结构与一级换热除尘结构的输出端共用一个灰斗；并且/或者，二级过滤结构与二级换热除尘结构的输出端共用一个灰斗。
[0016]可见，本专利技术的混合气体的处理方法利用混合气体中气体相变温度的不同进行逐级地分离，既保证了较高的纯度，又充分地利用了温度的梯度变化，分离过程中无需额外的能量投入，充分回收资源的同时还节能环保。进一步的少是仅仅采用换热与过滤的组合就实现了混合气体的逐级分离，并且第一固体、第二固体和液体具有较高的品质，与现有技术相比，投资成本更低，经济效益更高。
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0018]构成本专利技术的一部分的附图用来辅助对本专利技术的理解，附图中所提供的内容及其在本专利技术中有关的说明可用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1为混合气体的处理系统的第一实施例的结构示意图。
[0020]图2为一级分离单元的第一种具体实施方式的结构示意图。
[0021]图3为一级分离单元的第二种具体实施方式的结构示意图。
[0022]图4为一级分离单元的第三种具体实施方式的结构示意图。
[0023]图5为一级分离单元的第三种具体实施方式的结构示意图。
[0024]图6为混合气体的处理系统的第二实施例的结构示意图。
[0025]图7为排灰结构具体实施方式的结构示意图。
[0026]图8为混合气体的处理系统的第三实施例的结构示意图。
[0027]上述附图中的有关标记为：
[0028]100
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氯化炉，210
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初级换热结构，220
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三级换热结构，310
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初级过滤结构，320
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一级过滤结构，330
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二级过滤结构，401
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一级换热除尘结构，402
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二级换热除尘结构，410
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流动通道，420
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第一挡板，430
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.混合气体的处理方法，所述混合气体具有至少两种气体，所述至少两种气体相变为固体的温度不相同，处理方法包括以下步骤：S1、一级分离：将混合气体的温度冷却至第一温度，使混合气体中的第一气体在第一温度下冷凝为第一固体，然后收集第一固体；S2、二级分离：将混合气体的温度冷却至第二温度，使混合气体中的第二气体在第二温度下冷凝为第二固体，然后收集第二固体；其中，第一温度大于第二温度，第二气体在第一温度下呈气态。2.如权利要求1所述的混合气体的处理方法，其特征在于：所述混合气体还具有固体颗粒杂质，处理方法还包括步骤：S0、初级分离：将混合气体的温度冷却至初级温度，然后收集固体颗粒杂质；并且/或者，所述混合气体还具有第三气体，处理方法还包括步骤：S3、三级分离：将混合气体的温度冷却至第三温度，使混合气体中的第三气体在第三温度下冷凝为液体，然后收集液体；其中，初级温度＞第一温度＞第二温度＞第三温度，第一气体在初级温度下呈气态，第三气体在第二温度下呈气态。3.如权利要求2所述的混合气体的处理方法，其特征在于：初级温度、第一温度、第二温度和第三温度按照至少50℃的梯度依次降低；并且/或者，混合气体由至少两种不同金属的金属氧化物与氯气在950～1350℃下反应生成。4.如权利要求3所述的混合气体的处理方法，其特征在于：混合气体由粉煤灰与氯气反应生成，粉煤灰中含有SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2中的任意几种。5.如权利要求4所述的混合气体的处理方法，其特征在于：初级温度为450～550℃；第一温度为250～280℃，第一固体主要由氯化铁构成；第二温度为120～140℃，第二固体主要由氯化铝构成；第三温度为0～30℃，液体主要由氯化硅或氯化钛构成。6.如权利要求2所述的混合气体的处理方法，其特征在于：初级分离采用初级换热结构(210)对混合气体进行降温，采用初级过滤结构(310)进行气固分离；一级分离采用一级换热除尘结构(401)对混合气体进行降温和收集部分第一固体，采用一级过滤结构(320)收集其余第一固体；二级分离采用二级换热除尘结构(402)对混合气体进行降温和收集部分第二固体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高麟，蒋敏，樊彬，
申请(专利权)人：成都易态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：