[發明專利]用于制鋁廠的緊湊空氣質量控制系統隔間

有效

• 申請號: 201310233070.7
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN103480232A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: A.K.索爾胡斯;O.E.布賈諾;P-E.阿蒙森
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: B01D53/02
• 分類號: B01D53/02;B01D46/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;嚴志軍

相關申請的交叉引用

本申請要求2010年6月8日提交的美國臨時專利申請序列No.?61/657,060的權利，該申請通過參考全部并入本文中。

技術領域

本發明涉及用于在制鋁廠中使用的緊湊空氣質量控制系統隔間。更具體地，本發明涉及緊湊排出氣體清潔裝備，以及用于從由制鋁廠中使用的電解池產生的過程排出氣體除去污染物的過程。

背景技術

在用于鋁的電解生產的過程(諸如通過霍爾-埃魯過程)(其中，通過還原電解熔煉罐中的氧化鋁而生產鋁，該電解熔煉罐填充有呈含氟化物的礦物的形式的熔融電解質，氧化鋁供應至該熔融電解質)中，過程排出氣體包括含氟化物的物質，諸如氟化氫(HF)和含氟灰塵。由于這些物質極大地損壞環境，故在過程排出氣體可排放到周圍大氣中之前必須將其分離。同時，含氟熔化物是電解過程必不可少的，并且因此合乎需要的是回收化合物用于再循環至電解過程。該再循環可通過將含氟物質吸附在顆粒吸附劑上而發生。

如提到的，電解熔煉罐中發生的電解反應產生呈熱的載有顆粒的排出氣體的形式的過程排出氣體，其典型地在排放至大氣之前在氣體清潔單元中被清潔。在US?5,885,539中公開了用于清潔電解熔煉罐中生成的排出氣體的氣體清潔單元的實例。US?5,885,539中公開的氣體清潔單元包括第一接觸反應器和第二接觸反應器。來自電解熔煉罐的排出氣體首先前進至第一接觸反應器，并且在第一接觸反應器中與再循環的氧化鋁接觸。接著，部分清潔的排出氣體前進至第二接觸反應器，并且在第二接觸反應器中與新鮮氧化鋁接觸。部分使用的氧化鋁從第二接觸反應器再循環至第一接觸反應器。除塵裝置從排出氣體除去氧化鋁，接著，該排出氣體排放至大氣。

用于回收氟化物的化合物的系統包括過濾器系統，其包括在封閉系統中。重要的是具有氣體從制鋁過程到過濾器系統的穩定輸送。該輸送以氣體管道實現，其中，氣體借助于大型風扇傳送穿過氣體管道至過濾器系統，該氣體管道包括主管道和支管道。對于每個制鋁池，支管道通入主管道，當氣體量增大時，借助于擴散器，主管道的截面逐漸地增大。對于該過程以及環境而言非常重要的是，氣體分配為盡可能均勻的，并且傳統地，這通過支管道定位成越靠近吸入式風扇支管道中的過程氣體的節流就越來越強而實現。節流通過壓降表現絕對能量損失。

用于清潔鋁的電解處理期間產生的過程氣體的氣體清潔單元包括集中系統和分散系統兩者。集中系統通常包括一個或若干個主室(hall)，其包括電解池，由此每個主室可包括70個至150個之間的電解池，其中，清潔裝備布置在主室之間的中心或外部。集中系統借助于廣泛且昂貴的管道系統與池中的每一個連接。在清潔過程期間用作吸附劑的氧化鋁于在清潔過程中使用之前或之后儲存在單獨的倉中，并且此后借助于交通車輛、吊車或用于鋁的其它輸送系統(諸如用于在緊湊階段(compact?phase)中輸送的系統)輸送回每個池。

分散系統用于清潔來自5個至40個之間的電解池(更優選為10個至20個之間的電解池)的過程氣體。就此而言，需要較少管道系統，并且用于移動氧化鋁的輸送需要極大地減少。實現了關于操作啟動的大靈活性，并且氧化鋁儲存器與電解池之間的距離可最小化。在US?6,406,524中描述了通過分散系統實現的附加益處。

雖然用于清潔鋁的電解處理期間產生的過程排出氣體的系統為已知的，但是在制鋁行業中仍需要改進的系統，其減少操作成本，減小裝備覆蓋面積，減少資金成本并且/或者提高滿足用于較大生產設施的特定系統要求的適應性。

發明內容

用于制鋁廠的集中空氣質量控制系統(AQCS)通常需要：包括輸送系統的工廠中央儲存倉、用于每個AQCS的倉、用于氟化氫(HF)的除去的干式洗滌器、用于二氧化硫(SO₂)的除去的濕式洗滌器、風扇、管道系統和排氣管，它們均需要單獨的覆蓋面積。根據本發明，氟化氫(HF)洗滌器/接觸反應器、任選的二氧化硫(SO₂)洗滌器、倉、風扇、管道系統、過濾器和排氣管均集成到單個緊湊AQCS隔間中。另外，過程氣體冷卻系統可集成到緊湊AQCS隔間中。主題緊湊AQCS隔間的益處包括覆蓋面積減小、由于由減少的管道系統引起的減小的壓降而產生的操作成本減少、由于由緊湊尺寸引起的減少的管道系統而產生的資金成本減少、噪音減小、裝備的天氣保護，以及滿足特定系統要求的提高的適應性。就此而言，主題緊湊AQCS隔間清潔由41至300個生產電解池產生的過程排出氣體。