用于干燥吸附的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于干燥吸附的系统(100)。该系统包括：气体入口(130)，来自加工业的废气通过该气体入口流入系统(100)；加速装置，布置在气体入口(130)的下游；以及反应腔室(140)，布置在加速装置的下游。使废气与来自反应腔室(140)中的吸附剂分配器(150)的吸附剂接触，其中，加速装置是增压器(110)并且包括对气流的多个阻抗部，以用于在增压器的出口处产生废气的湍流，从而增强吸附。此外，本发明专利技术涉及利用一种利用用于干燥吸附的系统(100)清洁来自加工业的废气的方法。自加工业的废气的方法。自加工业的废气的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于干燥吸附的系统和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于干燥吸附的系统。该系统包括：气体入口，来自加工业的废气通过该气体入口流入系统；加速装置，布置在气体入口的下游；以及反应腔室，布置在加速装置的下游。使废气与来自反应腔室中的吸附剂分配器的吸附剂接触。
[0002]本专利技术还涉及一种利用用于干燥吸附的系统清洁来自加工业(铝的电解过程)的废气的方法，该方法包括以下步骤：
[0003]‑
将来自加工业的废气通过气体入口供给到系统中，
[0004]‑
使吸附剂进入气体入口下游的废气流中，
[0005]‑
将吸附剂与废气流混合，确保利用吸附剂吸附废气的气态物质和潜在污染物，从而形成净化的气体、颗粒以及具有吸附的气态物质的颗粒的混合，
[0006]‑
过滤气体和烟雾、吸附剂颗粒以及具有吸附的物质的颗粒，
[0007]‑
将吸附剂与净化的气体分离，
[0008]‑
使吸附剂进入气体入口下游的气流中并使吸附剂再循环，
[0009]进一步从系统中去除气态物质和污染物以用于清洁气体和烟雾。

技术介绍

[0010]已知加工业的气体清洁过程，以便去除、净化、储存或破坏副产物的有害排放物，或者将废气的有价值组分再循环到过程中。存在用于气体处理的反应器系统和解决方案。还存在已知的使用干燥工艺气体的气体处理设备，该气体处理设备由反应器阶段和随后的过滤阶段组成。此外，已知使用粉末形式的氧化铝(A12O3)原料作为干燥吸附过程中的吸附剂以用于清洁铝电解产生的气体。
[0011]在铝电解过程中，有害的含氟化物气体与其他物质一起演变。然而，氟化物是铝电解过程中重要且必不可少的添加剂，并且气体清洁过程从烟雾中回收氟化物以再循环回到电解过程，这不仅具有价值，而且从环境角度来看也是重要的。
[0012]氧化铝被添加到反应器中的工艺气体中，其中，气态氟化物被吸附在氧化铝上。然后，具有吸附的氟化物的氧化铝在过滤阶段中与气体流分离并且被输送到电解过程中。
[0013]全球所有的铝生产厂都使用该过程。它是迄今为止最具成本效率的过程，因为它直接在氧化铝(原料)上回收氟化物(铝电解中的组分)。曾经使用的湿法过程已经过时。
[0014]EP0793527B1描述了一种方法，该方法用于通过干燥吸附从气态介质中分离物质，并且用于从铝生产过程排放的气体中回收诸如含氟气体和灰尘的杂质。该方法包括吸附的两个阶段：在吸附的第一阶段中，将含氟物质与微粒氧化铝混合并接触，以用于从气体中分离含氟物质。第一阶段随后是从气体中分离吸附的含氟物质，之后气体被转移到吸附的第二阶段，在第二阶段中，气体中的剩余的含氟物质和诸如氧化硫的其他气体被吸附和分离，之后气体被排放到大气中。
[0015]US4534778描述了一种用于将是吸着材料的粉末状材料注入竖直接触柱中的设施，载有污染流出物的气体流经该竖直接触柱。该载有气体固定在吸着材料上。该设施包括
通向柱中的装置以用于注入吸着材料。该装置包括多个间隔开的喷嘴以用于注入吸着材料。
[0016]CN101054695B描述了一种使用铝粉作为吸着剂以用于净化废气的方法和设备。粉末分配器使用两相流，其中，粉末和空气通过围绕文丘管的外周分布的喷嘴分配到气流中，来自铝电解的废气流经该文丘管。这种装置由于沿着管壁的柯恩达效应而磨损，并且需要来自例如加压/压缩空气的额外动力。
[0017]CN101054694描述了一种用于净化来自铝电解的废气的设备和两阶段供给方法。
[0018]WO2008/010206A1描述了一种用于通过在气体流的湍流区域中沿着气体流的逆流方向注入吸着剂而从向上流动的气体流中去除污染物，同时沿着设备的壁产生层状气体流，以便避免吸着颗粒碰撞柱壁的方法和设备。
[0019]由于吸附剂与气体流的低效混合，许多反应器系统和解决方案需要长的保存时间以实现足够的吸附速率，从而增加了反应器尺寸和成本。
[0020]另外，由于吸着剂的磨蚀性，吸附剂可能侵蚀与气体接触的装备。吸附剂和吸附物的所得产物可能改变吸附剂的化学性质并导致结块，从而形成结垢和具有积垢特性的物质。
[0021]在低流量占主导的情况下，反应器中气流分配的不均匀性使得存在吸附剂下落的危险，并且吸附剂下落的结果是吸附剂在像入口管道的上游系统中积聚，这意味着堵塞并进一步增加了气流的不均匀性(倾斜的气流分布)。
[0022]因此，需要一种克服以上提到的问题的系统和方法。
[0023]专利技术目的
[0024]本专利技术的目的是提供一种提高吸附速率的系统。
[0025]本专利技术的另一个目的是降低侵蚀和积垢的风险。
[0026]本专利技术的又一个目的是改进系统中的气体分配，以减少吸附剂下落通过反应器落入下方的入口管道中的掉落。
[0027]本专利技术的另一个目的是加强系统的吸附效率。
[0028]本专利技术的又一个目的是提高冷却气体的效率，因为已经证明气体温度的增加会增加用于铝电解的气体处理设备的排放。该排放随着气体温度的增加几乎呈指数地增加。
[0029]本专利技术的另一个目的是除了提高吸附速率之外，还要将冷却和热回收结合。废气的温度是在120
‑
180℃左右，该温度随着铝电解而持续增加。对于气体清洁过程来说，降低气体温度并同时回收气体流中的热是有利的。回收的热能够用于电力生产，或者用作许多重要应用(区域加热/冷却、海水淡化、养鱼场等)的热源。

技术实现思路

[0030]在以下整个说明书中，以下术语意指：
[0031]本说明书中使用的术语“吸附”意指气态物质(吸附物)在吸附剂的表面上的吸附和吸收结合，和/或吸收和随后与吸附剂进行化学反应而形成新物质。
[0032]本说明书中使用的术语“吸附剂”意指吸着剂和吸收剂两者。
[0033]本说明书中使用的术语“吸附剂掉落”或“吸附剂下落通过”意指吸附剂下落通过反应器并落入下方的入口管道中。
[0034]本说明书中使用的术语“加速装置”还被称为“增压器”，其是反应器的包括多个文丘里管的区段，这些文丘里管增加气体速度并在增压器的下游产生湍流区域。
[0035]术语干燥洗涤或干燥吸附以及干燥系统意指干燥和半干燥系统两者，其中，半干燥意指干燥吸附剂与水或其他流体混合，然后被添加到反应器中。
[0036]本说明书中使用的术语“阻抗部(resistances)”意指对由管、环或槽形成的多个文丘里管的壁/固体本体形成的对流动的阻抗部，其中，气流布置在吸附系统的入口管道的下游。
[0037]整个本说明书中使用的术语“反应腔室”意指增压器下游的腔室，其中，流经增压器的进入废气与分布在反应腔室中的吸附剂混合并且由此进行反应。
[0038]术语“吸附剂分配器装置”或“吸附剂分配器”是确保向反应腔室装置中的气体供给并分配吸附剂的装置。
[0039]这些目的和优点中的一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于干燥吸附的系统(100)，所述系统包括：气体入口(130)，来自加工业的废气通过所述气体入口流入所述系统(100)，加速装置，布置在所述气体入口(130)的下游，反应腔室(140)，布置在所述加速装置的下游，其中，使所述废气与来自所述反应腔室(140)中的吸附剂分配器(150)的吸附剂接触，其特征在于，所述加速装置是增压器(110)并且包括对气流的多个阻抗部，以用于在所述增压器的出口处产生废气的湍流，从而增强吸附。2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述多个阻抗部是多个文丘里管(120)。3.根据权利要求2所述的系统(100)，其中，所述多个文丘里管(120)是多个平行管的装置或者在圆形、椭圆形或矩形管道中对称布置的圆形、椭圆形、正方形或矩形形式的装置。4.根据权利要求2所述的系统(100)，其中，所述多个文丘里管(120)是多个同心布置的圆形环。5.根据权利要求2所述的系统(100)，其中，所述多个文丘里管(120)是多个同心布置的椭圆形环。6.根据权利要求2所述的系统(100)，其中，所述多个文丘里管(120)是多个同心的正方形环。7.根据权利要求6所述的系统(100)，其中，每个正方形环具有圆形拐角。8.根据权利要求2至7中的一项所述的系统(100)，其中，所述文丘里管(120)在所述增压器出口(112)端部处具有台阶部，所述台阶部是垂直于所述文丘里管(120)的纵向轴线的平坦表面。9.根据权利要求1至8中的一项所述的系统(100)，其中，所述反应腔室(140)包括冷却系统(200)，所述冷却系统(200)包括在所述吸附剂分配器(150)下游的管装置。10.根据权利要求9所述的系统(100)，其中，为空气、水或油的冷却介质在所述管装置的管壁外部流动，从而提供对所述气体和所述吸附剂的冷却。11.根据权利要求10所述的系统(100)，其中，所述系统(100)包括对冷却所述气体和所述吸附剂产生的热进行回收的热回收系统(140)。12.根据前述权利要求中任一项所述的系统(100)，其中，所述系统还包括用于从所述气体中过滤所述吸附剂的过滤系统(160)。13.根据权利要求12所述的系统(100)，其中，所述过滤系统(160)包括以下元件中的至少一者：沉降腔室(164)、旋风分离器(166)以及过滤袋(16...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒙德，
申请(专利权)人：挪威减排科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：