[發明專利]一種電解鋁煙氣脫硫一體化系統及方法

在審

• 申請號: 201811475725.0
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109364749A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 寧致遠;湯絲;張秋林;馬懿星;寧平
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/32;B01D53/50;B01D53/75;B01D53/88
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 苗艷榮

本發明公開了一種電解鋁煙氣脫硫一體化系統及方法，該系統包含：催化劑吸附脫硫子系統、等離子體脫硫子系統、產物收集子系統以及尾氣檢測子系統。其中，催化劑吸附脫硫子系統包含：管式加熱爐；石英管，其設置在管式加熱爐內，從其底部至頂部依次填充：耐高溫支撐物、催化劑，且通入電解鋁煙氣或預催化氣體；熱電偶，其探頭插置在石英管內；以及程序升溫控制器，其與熱電偶電連接。等離子體脫硫子系統與石英管連接，用于對電解鋁煙氣進行等離子脫硫；產物收集子系統用于收集催化劑脫硫的產物單質硫，和收集等離子體脫硫的產物SO₃；尾氣檢測子系統與產物收集子系統連接。本發明的系統及方法通過催化劑和等離子體脫硫協同作用，提高了脫硫效率。

技術領域

本發明涉及電解鋁煙氣治理技術，具體涉及一種電解鋁煙氣脫硫一體化系統及方法。

背景技術

電解鋁煙氣主要由N₂、O₂、CO、CO₂、SO₂組成，典型電解鋁煙氣組成如下：78％N₂、20.3％～20.6％O₂；0.05％～0.15％CO；0.9％～1.5％CO₂；150～380mg/m³SO₂。電解鋁煙氣體量巨大，SO₂濃度很低，采用傳統脫硫技術凈化會導致投資成本極高，企業難以承受，所以傳統脫硫技術并不適用于低濃度煙氣脫硫。

電解鋁煙氣中含有有毒且難以除去的CO，經T Feng et al.發現，可以利用煙氣中的CO作為還原劑，將SO₂直接還原為硫單質，但該反應的反應溫度較高，而電解鋁煙氣溫度達不到該反應溫度，需要借助催化劑才能達到可觀的轉化率。而要實現催化劑活化溫度的降低，目前通過調控催化劑配方、選擇制備方法等傳統方式以試圖獲得低溫高效的催化劑并沒有取得較大突破。

發明內容

本發明的目的是提供一種電解鋁煙氣脫硫一體化系統及方法，該系統及方法解決了現有催化劑脫硫效果差的問題，通過催化劑和等離子體脫硫協同，提高了脫硫效率。

為了達到上述目的，本發明提供了一種電解鋁煙氣脫硫一體化系統，該系統包含：催化劑吸附脫硫子系統、等離子體脫硫子系統、產物收集子系統以及尾氣檢測子系統。

其中，所述的催化劑吸附脫硫子系統包含：管式加熱爐；石英管，其設置在所述管式加熱爐內，從其底部至頂部依次填充：耐高溫支撐物、催化劑，且通入電解鋁煙氣或預催化氣體；熱電偶，其探頭插置在所述的石英管內；以及程序升溫控制器，其與所述熱電偶電連接，用于調控所述石英管的溫度。

其中，所述的等離子體脫硫子系統與所述的石英管連接，用于對經催化劑吸附脫硫子系統脫硫后的電解鋁煙氣進行等離子脫硫。

其中，所述的產物收集子系統用于收集所述催化劑吸附脫硫子系統生成的產物單質硫，且用于收集所述等離子體脫硫子系統生成的產物SO₃。

其中，所述的尾氣檢測子系統與所述產物收集子系統連接，用于檢測所述產物收集子系統收集的產物。

優選地，該系統還包含：電解鋁煙氣模擬子系統，其與所述催化劑吸附脫硫子系統的石英管連接，用于配制預催化氣體和模擬電解鋁煙氣。

所述的電解鋁煙氣模擬子系統包含：氣源，其通過管道與所述石英管連接，用于提供不同氣體；質量流量計，其設置在所述的管道上，用于檢測所述氣源的氣體流量；流量顯示儀，其設置在所述的管道上，與所述質量流量計電連接；以及控制面板，其設置在所述的管道上，與所述流量顯示儀電連接。

其中，所述氣源包含：N₂氣體鋼瓶、O₂氣體鋼瓶、CO氣體鋼瓶、CO₂氣體鋼瓶、SO₂氣體鋼瓶、空氣鋼瓶，各鋼瓶通過分支管道匯流至總管道后輸送至所述石英管。