用于减少碳的方法技术

一种用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，所述方法包括以下步骤：从精炼厂中的闪蒸列组中捕获水蒸气，压缩所捕获的水蒸气，并利用所捕获的水蒸气中的至少一部分能量来加热氧化铝精炼厂内的工艺流。氧化铝精炼厂内的工艺流。氧化铝精炼厂内的工艺流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减少碳的方法


[0001]本专利技术涉及控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法。

技术介绍

[0002]拜耳法是一种循环工艺，其中将铝土矿在热苛性碱溶液中溶出，以溶解含氧化铝的矿物。分离未溶解的固体并冷却液体以沉淀氢氧化铝。将沉淀的材料去除并在约1000℃下煅烧，以形成氧化铝。冷却的拜耳液被重新加热并循环至溶出阶段。尽可能地，在工艺中捕获并重复使用能量，以鼓励高效节能的氧化铝生产。
[0003]氧化铝精炼是能源密集型的，全球生产1吨氧化铝平均需要约10.7GJ的能量。该能量的约70％在该工艺的溶解和沉淀部分中消耗，其余30％在煅烧中消耗。因此，尽可能有效地使用能量以降低成本和二氧化碳排放。典型地，通过在锅炉中产生的蒸汽向氧化铝精炼厂提供能量，该蒸汽也可用于为精炼厂发电。蒸汽是借助化石燃料燃烧产生的，通常是煤炭，但也包括天然气和不太常用的石油，从而导致二氧化碳排放。
[0004]已知氧化铝精炼厂使用闪蒸容器来降低精炼厂内液体流的温度。液体流进入闪蒸容器，压力降低，产生冷却的液体流和加压的水蒸气。通常，闪蒸容器串联排列成行组(bank)或列组(train)。与闪蒸容器行组流体连通的通常是相应的加热器行组。从闪蒸容器闪蒸出的蒸汽被送至本领域已知的相应加热器，以重新利用加压的水蒸汽中存在的能量。
[0005]已知在氧化铝精炼厂的许多位置使用闪蒸容器及其行组，包括：
[0006]a.在澄清前冷却经溶出的液体；
[0007]b.在沉淀前冷却经澄清的液体；
[0008]c.冷却来自蒸发回路的液体；和
[0009]d.在沉淀回路中冷却。
[0010]这些系统的共同点是液体在沿闪蒸列组(flash train)行进时冷却。从串联的最末闪蒸容器排出的闪蒸蒸汽通常太冷，无法加热任何加热器，因此被认为不可用。
[0011]由于这种能量损失和依赖化石燃料产生的蒸汽提供能量，化石燃料占氧化铝总生产成本的很大一部分，并产生大量温室气体排放。使用天然气的氧化铝生产典型地每吨氧化铝产生约0.55吨二氧化碳，而使用煤炭的同等精炼厂生产的氧化铝典型地每吨氧化铝产生的二氧化碳质量为约其两倍。2019年全球氧化铝产量约1.32亿吨。
[0012]前面对专利技术背景的讨论旨在促进对本专利技术的理解。然而，应当理解的是，该讨论并不是承认或认可所提及的任何材料在本申请的优先权日是共同常识的一部分。
[0013]在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则“包括”一词或变体例如“包含”或“含有”将被理解为包含所述整体(integer)或整体组，但不排除任何其他整体或整体组。
[0014]在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则“溶液”一词或变体例如“一种或多种溶液”，应理解为包括含有未溶解和/或溶解固体的浆料、悬浮液和其他混合物。
[0015]本领域技术人员将理解，本文所述的专利技术可在那些具体描述内容的基础上进行变化和修改。应当理解，本专利技术包括所有这些变化和修改。本专利技术还包括说明书中单独或集体
引用或指示的所有步骤、特征、组合物和化合物，以及任何两个或更多个所述步骤或特征的任何和所有组合。
[0016]本专利技术的范围不受本文所描述的具体实施方案的限制，这些实施方案仅用于举例说明的目的。功能等同的产品、组合物和方法显然在本文所述的专利技术的范围内。本文引用的所有出版物(包括专利、专利申请、期刊文章、实验室手册、书籍或其他文件)的全部披露内容通过引用并入本文。

技术实现思路

[0017]根据本专利技术，提供了一种用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，该方法包括以下步骤：
[0018]从精炼厂中的至少一个位置捕获水蒸气；
[0019]压缩所捕获的水蒸气；和
[0020]利用所捕获的水蒸气中的能量来加热氧化铝精炼厂内的工艺流，
[0021]其中将捕获的水蒸气在电动压缩机中压缩，其中电能具有小于0.5t CO
2e
/MWhr的碳强度。
[0022]根据本专利技术，提供了一种从氧化铝精炼厂制备低碳氧化铝的方法，该方法包括以下步骤：
[0023]从精炼厂中的至少一个位置捕获水蒸气；
[0024]压缩所捕获的水蒸气；和
[0025]利用所捕获的水蒸气中的能量加热氧化铝精炼厂内的工艺流，
[0026]其中将所述捕获的水蒸气在电动压缩机中压缩，其中电能具有小于0.5t CO
2e
/MWhr的碳强度。
[0027]根据本专利技术，提供了一种在氧化铝精炼厂中利用低品位热的方法，该方法包括以下步骤：
[0028]从精炼厂中的至少一个位置捕获水蒸气；
[0029]压缩所捕获的水蒸气；和
[0030]利用捕获的水蒸气中的能量来加热氧化铝精炼厂内的工艺流。
[0031]在氧化铝精炼厂中利用低品位热的方法可以包括如下的附加步骤：在电动压缩机中压缩所捕获的水蒸气，其中电能具有小于0.5tCO
2e
/MWhr的碳强度。
[0032]根据本专利技术，提供了一种用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，该方法包括以下步骤：
[0033]从精炼厂中的闪蒸列组捕获水蒸气；
[0034]压缩所捕获的水蒸气；和
[0035]利用所捕获的水蒸气中的能量来加热氧化铝精炼厂内的工艺流。
[0036]在本说明书的上下文中，术语控制应理解为包括减少氧化铝精炼厂的碳输出。术语减少应理解为包括与使用本领域已知的燃烧化石燃料的锅炉蒸汽的同等氧化铝精炼厂相比减少碳输出。术语“减少”还应理解为包含用本专利技术改造现有氧化铝精炼厂以及用本专利技术建造新的氧化铝精炼厂。
[0037]在本说明书的上下文中，术语碳输出应被认为指精炼厂生产每吨氧化铝产生的二
氧化碳吨数。
[0038]在本专利技术的一种形式中，本专利技术的方法将氧化铝精炼厂的碳输出降低了10％。在本专利技术的供选择的形式中，本专利技术的方法将氧化铝精炼厂的碳输出降低了20％。在本专利技术的供选择的形式中，本专利技术的方法将氧化铝精炼厂的碳输出降低了30％。在本专利技术的供选择的形式中，本专利技术的方法将氧化铝精炼厂的碳输出降低了40％。在本专利技术的供选择的形式中，本专利技术的方法将氧化铝精炼厂的碳输出降低了50％。在本专利技术的供选择的形式中，本专利技术的方法将氧化铝精炼厂的碳输出降低了60％。在本专利技术的供选择的形式中，本专利技术的方法将氧化铝精炼厂的碳输出降低了70％。在本专利技术的供选择的形式中，本专利技术的方法将氧化铝精炼厂的碳输出降低了80％。在本专利技术的供选择的形式中，本专利技术的方法将氧化铝精炼厂的碳输出降低了90％。在本专利技术的供选择的形式中，本专利技术的方法将氧化铝精炼厂的碳输出降低了95％。
[0039]在本专利技术的一种形式中，电能由可再生能源产生。可再生能源可包括风、太阳、水力、潮汐、地热和生物质。在本专利技术的供选择的形式中，电能是由零碳能源(例如氢或核能)产生。电能可以在产生之后和使用之前存储在电池中。
[0040]应当理解，压缩水蒸气的步骤将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，所述方法包括以下步骤：从精炼厂中的闪蒸列组中捕获水蒸气；压缩所捕获的水蒸气；和利用捕获的水蒸气中的至少一部分能量来加热氧化铝精炼厂内的工艺流。2.根据权利要求1所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，其中从所述闪蒸列组中的闪蒸容器中捕获所述水蒸气。3.根据权利要求1所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，其中所述闪蒸列组包括多个闪蒸容器。4.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，包括将经加热的工艺流进料至闪蒸列组的附加步骤。5.根据权利要求4所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，其中将经加热的工艺流进料至闪蒸列组的步骤包括将至少一部分的经加热的工艺流进料至所述闪蒸列组。6.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，其中加热工艺流的步骤包括使所述工艺流通过加热器列组中的至少一个加热器。7.根据权利要求6所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，其中所述加热器列组在所述闪蒸列组之前。8.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，其中所述闪蒸列组是热回收闪蒸列组。9.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，其中所述闪蒸列组包括至少两个闪蒸容器。10.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，其中所述水蒸气来自所述闪蒸列组中的最末和/或倒数第二个闪蒸容器。11.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，其中所述工艺流来自所述列组中的最末和/或倒数第二个加热器。12.根据权利要求6至11中任一项所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，其中所述加热器列组包括一个或多个加热器。13.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制氧化铝精炼厂的碳输出的方法，其中所述闪蒸列组形成氧化铝精炼厂中的溶出回路...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：美铝澳大利亚有限公司，
类型：发明
国别省市：