利用电解池在生产铝的过程中产生的烟雾和气体的浓缩的处理方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于处理(22)至少一个熔融盐电解池(2)在生产铝时产生的烟雾和气体(15)的方法和系统，所述烟雾和气体包含二氧化碳、灰尘和氟化氢，所述处理系统(22)包括：适于收集所述电解池(2)产生的至少一部分烟雾和气体(15)的收集回路(24)，以及用于冷却所收集的烟雾和气体(15)的系统(32)，其特征在于所述系统包括：一方面，处理路径(38)，其包括适于过滤灰尘和去除至少一部分氟化氢的处理单元(30)，和适于捕获至少一部分冷却的烟雾和气体(15)中所含的二氧化碳的捕获单元(50)；以及另一方面，回收路径(40)，其适于回收冷却的烟雾和气体(15)的一部分并将所述烟雾和气体再注入到电解池(2)，从而增加捕获单元(50)捕获的烟雾和气体中二氧化碳的浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用电解池在生产铝的过程中产生的烟雾和气体的浓缩的处理系统和方法。
技术介绍
一般，通过用氧化铝干法过滤和吸附的方法来处理电解池产生的烟雾和气体，以去除氟化氢和灰尘。有时这种处理之后接着脱硫步骤。然而，以这种方式处理的烟雾和气体仍然含有低浓度的ニ氧化碳(小于I. 5% )。现有的ニ氧化碳收集系统不能处理如此低浓度的ニ氧化碳。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于处理电解池产生的烟雾和气体的系统和方法，其能够浓缩来自此种电解池的烟雾和气体并生成CO2的浓度高于7 %的气体，这意味着所生成的气体中CO2浓度高于现有的CO2处理技术所需的最小值。为了这个目的，本专利技术的目的是用于处理通过至少ー种熔融盐(“火成的”)电解池在生产铝的过程中产生的烟雾和气体的系统，所述烟雾和气体包含ニ氧化碳、灰尘和氟化氢、所述处理系统包括-适于收集电解池产生的烟雾和气体的至少一部分的收集回路；-冷却所收集的烟雾和气体的系统；-处理路径，它包括适于过滤灰尘并去除至少一部分包含在烟雾和气体中的氟化氢的处理单元；以及适于捕获冷却的烟雾和气体中所含的至少一部分ニ氧化碳的捕获单元；以及适于回收冷却的烟雾和气体的一部分并将其再注射到电解池，以提高由捕获单元捕获的烟雾和气体中的ニ氧化碳浓度的回收路径。在本专利技术的一些实施方式中，处理系统包括ー个或多个以下特征-灰尘分离系统，处于冷却系统的上游；-灰尘分离系统，处于冷却系统下游的再循环路径；-吸入烟雾和气体的第一系统，它被安置在捕获单元上游的处理路径中；吸入畑雾和气体的第二系统，它被安置在回收路径中；以及用于第一和第二抽吸系统的控制系统，其调节再注入到所述电解池的烟雾和气体的流速和捕获单元捕获的烟雾和气体的流速；-电解池包括基本上流体密封的盖；-每个电解池包括至少ー个用于分配回收的烟雾和气体的系统；-冷却系统包括传热流体通过的热交換器，且其中处理系统包括能够从传热流体回收热量的回收单元；-回收路径和/或收集回路包括关闭装置。此外，本专利技术的另ー个目的是用于处理至少ー种熔融盐(“火成的”)电解池在生产铝的过程中产生的烟雾和气体，所述烟雾和气体包含ニ氧化碳、灰尘和氟化氢；其中所述方法包括以下步骤a)通过至少一个收集装置收集电解池产生的烟雾和气体；b)由冷却系统冷却收集的烟雾和气体；c)由处理单元处理冷却的烟雾和气体，以过滤灰尘并去除至少一部分氟化氢；d)由捕获单元捕获冷却的烟雾和气体中所含的ニ氧化碳；e)回收冷却的烟雾和气体的一部分，并将所述部分烟雾和气体再注入到电解池中，以提高由捕获单元捕获的烟雾 和气体中的ニ氧化碳浓度。在一些实施方式中，该方法包括以下一个或多个特征-从收集的烟雾和气体中分离灰尘的步骤，所述分离步骤在冷却烟雾和气体的步骤之前；-分离回收的烟雾和气体中所含的灰尘的步骤；-调节再注入到电解池的回收烟雾和气体的流速，以及由捕获单元捕获的烟雾和气体的流速的步骤；-通过传热流体流过的热交換器实现冷却步骤，以及所述方法还包括通过回收单元从已流经热交換器的传热流体中回收热量的步骤。附图说明通过以下仅作为非限制性的实施例，并參照附图将更好地理解本专利技术，其中-图I是电解池和根据本专利技术的第一实施方式的处理系统的剖视图；-图2是示出了根据本专利技术的第一实施方式的处理方法的步骤的图；-图3是电解池和根据本专利技术的第二实施方式的处理系统的剖视图；-图4是示出了根据本专利技术的第二实施方式的处理方法的步骤的图；-图5是电解池和根据本专利技术的第三实施方式的处理系统的剖视图；-图6是示出了根据本专利技术的第三实施方式的处理方法的步骤的图。处理系统的第一、第二和第三实施方式中的相同或类似的元件如下所述使用相同的标记，并且只描述一次。已经描述了单个的电解池。然而，本专利技术的处理系统适于收集和处理由数十个或甚至数百个电解池所产生的烟雾和气体。专利技术详述參照图1，本专利技术的处理系统包括熔融盐电解池2，它包括平行六面体容器4，其上部开ロ以及其底部支持ー个或多个形成阴极6的碳块。该容器4包含电解浴8，它由溶解在冰晶石中的氧化铝组成，并被加热到950°C和1000°C之间。一个或多个阳极浸入该浴8中。当将电流施加在阳极10和阴极6之间时，氧化铝分解为形成覆盖阴极6的金属浴的铝12以及与各阳极10反应并使其逐步氧化的氧气。定期从电解池2中移除铝12。电解浴8的上部被固化，形成覆盖浴8并使其热绝缘的壳14。每个阳极10处的反应会释放向电解池的顶部迁移的烟雾和气体15，所述烟雾和气体包含污染物，如一氧化碳和ニ氧化碳、ニ氧化硫、气态氟化氢(HF)、碳和氧化铝的颗粒、灰尘和氟化的化合物。氧化铝的分解会导致电解浴8中氧化铝含量的降低。当该含量低于极限值时，安装在两个阳极10之间的可移动管形钢轴穿透壳14，并将氧化铝注入电解浴8。该轴，以下称为点送料器16，可通过传动装置(优选为气动的)垂直地机动穿透壳14。捕获在阳极10和壳14之间的大部分烟雾和气体15通过由点送料器16定期地穿透壳14的孔放出，并穿过壳中可能存在的裂缝，最终停留在电解池2的开ロ面上的盖20下。由于盖20不是流体密封的，因此来自电解池外部的空气进入盖20下并冷却烟雾和气体。如图I中示意和部分所示的，电解池2还包括用于分配烟雾和气体的系统21。例如，该分配系统21安置在例如电解池的开ロ面和盖20之间。如下所述，它能够分配再注入电解池2中的烟雾和气体。例如，它例如由几个管道和/或喷嘴构成。在本专利技术的第一实施方式中，处理系统22包括用于收集由一个或多个电解池2产生的烟雾和气体的回路24，和第一热交换回路26。收集回路24包括用于烟雾和气体15的收集装置28，其能够在盖20下产生较低压カ并抽吸位于它们和壳14之间的烟雾和气体15，以及用于这些烟雾和气体15的处理单元30。处理单元30过滤掉收集装置28收集的烟雾和气体15中的灰尘，并通过在氧化铝上吸附这些烟雾和气体中的气态氟化氢来去除大部分的气态氟化氢，然后通过过滤从烟雾和气体中分离氧化铝。处理单元30适于根据已知为DRY ACRUBBER(DS)的干法エ艺处理烟雾和气体15。此エ艺通过过滤减少98%以上的灰尘，并通过吸附和过滤减少约99. 8%的气态氟化氢。处理单元30排出的烟雾和气体15中的气态氟化氢的量小于0. 5mg/Nm3。处理单元30排出的烟雾和气体15中灰尘的量小于5mg/Nm3。通过处理単元30处理烟雾和气体15产生的至少一部分氟化氧化铝通过点进料器16被引入电解池2。该热交换回路26包括热交換器32和用于回收来自传热流体的热量的回收单元34。该热交換回路26由传热流体流通，以及在热交換器32中由收集装置28排出的烟雾和气体15在它们通过处理单元30之前流通。由热交换器32加热的传热流体可以被用于，例如，由ORC(Organic Rankin Cycle)发电机来产生电。例如，传热流体由水、油、或惰性气体构成。热交換器32适于将收集回路24中的烟雾和气体15从130_200で温度冷却至50-100°C。 然后，收集回路24分支36为烟雾和气体的处理路径38 (也被称为处理管道38)和回收路径40(也被称为回收管道40)。回收路径收集一部分，通常是大部分冷却的烟雾和气体且将其再注入电解池2。例如，回收路径40由连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·H·布阿比拉，T·马拉德，
申请(专利权)人：索利奥斯环境，
类型：
国别省市：