[發明專利]用于受控氧化鋁供應的設備和方法

在審

• 申請號: 201980028847.1
• 申請日: 2019-05-17
• 公開（公告）號: CN112041047A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 安德斯·肯尼士·索胡斯;西韋特·奧斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣技術有限公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;B01D53/10;B01D53/30;C25C3/22
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

本發明公開了用于從工藝排放氣體中去除污染物以生產鋁的設備和方法，該工藝排放氣體由在鋁生產設備中使用的電解池產生。該設備和方法使用流控制裝置來控制對電解池和干式洗滌器接觸反應器的氧化鋁供應。

技術領域

本公開涉及用于從由在鋁生產設備中使用的電解池產生的工藝排放氣體中去除污染物的設備和方法。更具體地講，本公開涉及用于控制電解池的氧化鋁供應的設備和方法，并且涉及單獨專用干式洗滌器。

背景技術

在用于電解生產鋁的工藝中，諸如通過Hall-Héroult工藝，通過在填充有含氟化物礦物形式的熔融電解質的電解熔煉罐中還原氧化鋁來生產鋁。在該工藝中，產生包含含氟化物的物質諸如氟化氫(HF)和含氟粉塵的排放氣體。由于這些物質對環境極其有害，因此在工藝排放氣體可排放到周圍大氣中之前必須將這些物質分離。同時，含氟熔體對于電解工藝是必不可少的，因此含氟化物的物質的回收對于電解工藝的再循環是所需的。該再循環可通過將含氟物質吸附在粒狀吸附劑上來進行。

如所指出的那樣，電解熔煉罐中發生的電解反應產生呈熱的、載有顆粒的排放氣體形式的工藝排放氣體，通常在排放到大氣中之前在氣體清潔單元中受到清潔。用于清潔電解熔煉罐中生成的排放氣體的氣體清潔單元的示例公開于US5,885,539中。US5,885,539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。首先將來自電解熔煉罐的排放氣體運送到第一接觸反應器，并且在第一接觸反應器中使其與再循環利用的氧化鋁接觸。然后將部分清潔的排放氣體運送到第二接觸反應器，并且在第二接觸反應器中使其與新鮮氧化鋁接觸。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。除塵裝置從排放氣體中去除氧化鋁，然后將氧化鋁排放到大氣中。

用于回收氟化物的系統包括過濾器系統，該過濾系統包括在封閉系統中。穩定地將來自鋁生產工藝的排放氣體輸送到過濾系統很重要。使用氣體管道實現穩定輸送，通過該氣體管道借助于大風扇輸送排放氣體。氣體管道包括流體連接到過濾器系統的主管道和分支管道。對于每個鋁生產電解池，分支管道被引入主管道或與主管道連接。當輸送的排放氣體的量增加時，借助于擴散片，主管道的橫截面逐漸增大。對于環境非常重要，而且對于電解工藝也非常重要的是，排放氣體分布盡可能均勻。傳統上，均勻排放氣體分布通過在特定分支管道與抽吸風扇的接近度越接近，對在分支管道內輸送的排放氣體進行越強的節流來實現。節流表示通過壓降的剪切能量損失。

用于清潔在鋁電解加工期間產生的工藝排放氣體的氣體清潔單元包括集中式系統和分散式系統兩者。集中式系統通常連接到包括電解池的一個或數個廳，其中每個廳可包括70至200個電解池，其中清潔設備居中布置在廳之間或外部。集中式系統通過全面且昂貴的管道系統與電解池中的每個電解池連接。在排放氣體清潔工藝中用作吸附劑的氧化鋁儲存在單獨的筒倉中，即，在使用之前用于氧化鋁儲存的筒倉和在用于排放氣體清潔工藝之后用于氧化鋁儲存的筒倉。使用后儲存的氧化鋁隨后通過運輸車輛、起重機或其他鋁運輸系統諸如用于以緊湊相運輸鋁的系統運輸回每個池。

分散式系統用于清潔5至40個電解池、更優選10至20個電解池的工藝排放氣體。因此，需要較少的管道系統，并且大大降低了氧化鋁移動的運輸需要。在操作開始時實現了較大的靈活性，并且可使氧化鋁存儲裝置與電解池之間的距離最小化。通過分散式系統實現的附加有益效果描述于US6，406，524中。

雖然用于清潔在鋁的電解加工期間產生的工藝排放氣體的系統是已知的，但在鋁生產行業中仍然需要減少操作成本、減少設備占地面積、減少資金成本和/或增加適應性以滿足較大生產設施的特定系統要求的改進系統。

發明內容