Способ очистки газов

 

Изобретение относится к области газоочистки и может быть использовано в цветной металлургии для удаления из потока отходящих газов взвешенных пылевых, капельно-паровых и иных загрязнений, в частности, для очистки анодных газов электролизеров алюминиевого производства. Способ заключается в том, что выходящие из электролизера анодные газы направляются в последовательно расположенные центрифугу и охлаждаемую ловушку. Попадая в центрифугу, анодные газы очищаются от смолистых соединений и пылевой компоненты, которые под действием центробежной силы отбрасываются в направлении корпуса центрифуги, оседают на его внутренней поверхности и удерживаются на ней за счет адгезионных сил. Из центрифуги газ, очищенный от смолистых соединений и пылевой компоненты, поступает в охлаждаемую до -18^oС ловушку, представляющую собой связанный с газоходом входным и выходным патрубками замкнутый объем, в котором за счет низкой температуры и частичного расширения происходит конденсация фтористого водорода и выпадение его в виде жидкой фазы, поскольку температура ловушки значительно ниже температуры кипения фтористого водорода, образовавшаяся жидкая фаза задерживается в ловушке. В результате на выходе из ловушки получается очищенный от смолистых соединений, пылевой компоненты и фтористого водорода чистый оксид углерода, который может быть направлен в газохранилище для дальнейшего использования в качестве энергоносителя. Изобретение позволяет обеспечить полное удаление смолистых соединений, пылевой компоненты и фтористого водорода, при этом исключить сжигание оксида углерода и обеспечить возможность использовать очищенный оксид углерода в качестве высококалорийного топлива. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области газоочистки и может быть использовано в цветной металлургии для удаления из потока отходящих газов взвешенных пылевых, капельно-паровых и иных загрязнений, в частности для очистки анодных газов электролизеров алюминиевого производства.

В настоящее время известны способы очистки анодных газов электролизеров алюминиевого производства, заключающегося в том, что отводимые от электролиза газы направляются в газовые горелки для сжигания окиси углерода и смолистых соединений - высокомолекулярных углеводородов и фтороуглеродов - далее в электрофильтры для удаления пылевой компоненты и затем подвергаются химической очистке с целью удаления главным образом фтористого водорода (см. В.Г. Терентьев, Р.М.Школьников, И.С.Гринберг, А.Е.Черных, Б.И.Зильберг, В.И. Чалых ."Производство алюминия" ОАО СибВАМИ, Изд. Папирус, Иркутск, 1998 г., стр. 240-302).

Однако указанный способ очистки обладает существенными недостатками, так как не обеспечивает полное удаление смолистых соединений и так как не обеспечивает степень очистки от фтористого водорода, отвечающую экологическим требованиям. Кроме того, в горелках полностью или частично сгорает ценнейшее высококалорийное топливо - оксид углерода, из которого на 95% состоят анодные газы, количество которых, вырабатываемое современным алюминиевым заводом, составляет сотни тысяч тонн в год. Например, Братский алюминиевый завод вырабатывает в год 500000 тонн - примерно полмиллиарда кубических метров окиси углерода.

Техническим результатом настоящего изобретения является способ очистки анодных газов, обеспечивающий полное удаление смолистых соединений, пылевой компоненты и фтористого водорода, при этом исключается сжигание оксида углерода и, таким образом, обеспечивается возможность использовать очищенный оксид углерода в качестве высококалорийного топлива.

Технический результат достигается тем, что выходящие из электролизера анодные газы направляются в последовательно расположенные центрифугу и охлаждаемую ловушку. Попадая в центрифугу, анодные газы очищаются от смолистых соединений и пылевой компоненты, которые под действием центробежной силы отбрасываются в направлении корпуса центрифуги, оседают на его внутренней поверхности и удерживаются на ней за счет адгезионных сил. Из центрифуги газ, очищенный от смолистых соединений и пылевой компоненты, поступает в охлаждаемую до -18^oС ловушку, представляющую собой связанный с газоходом входным и выходным патрубками замкнутый объем, в котором за счет низкой температуры и частично расширения происходит конденсация фтористого водорода и выпадение его в виде жидкой фазы, поскольку температура ловушки значительно ниже температуры кипения фтористого водорода, составляющей +20^oС, образовавшаяся жидкая фаза задерживается в ловушке. В результате на выходе из ловушки получается очищенный от смолистых соединений, пылевой компоненты и фтористого водорода чистый оксид углерода, который может быть направлен в газохранилище для дальнейшего использования в качестве энергоносителя.

Используемая центрифуга отличается от обычной лишь тем, что ее корпус изготовляемый из утилизируемого материала - техническая бумага, полиэтилен, представляет собой бумажный или полиэтиленовый мешок, закрепляемый на торцевых стенках центрифуги обычной затяжкой горловины мешка, так что ротор центрифуги вращается внутри этого мешка. Это сделано для того, чтобы упростить утилизацию собранных загрязнений. По мере оседания смолистых соединений и шихтовой пыли на внутренней поверхности мешка - корпуса - он может быть снят с центрифуги и направлен непосредственно в электролизер при очередной загрузки шихты, где его сжигают вместе с содержащимся в нем загрязнителем, а на его место устанавливается новый мешок.

Аналогично замкнутый объем, охлаждаемой ловушки, изготовленный из утилизируемого материала - техническая бумага, полиэтилен, представляет собой такой же мешок, помещенный в охлаждаемую фреоном холодильную камеру, который по мере заполнения его жидким фтористым водородом, утилизируют тем же способом, что и корпус центрифуги - сжиганием вместе с содержимым в электролизере.

Таким образом, выделяемые в процессе очистки загрязнители утилизируют в электролизере, компенсируя потерю исходных материалов.

Очищенный оксид углерода используют в качестве энергоносителя как товарный продукт.

Формула изобретения

1. Способ очистки анодных газов электролизного производства алюминия включает удаление смолистых соединений, пылевой компоненты и фтористого водорода, отличающийся тем, что выходящие из электролизера анодные газы направляют в последовательно расположенные центрифугу и охлаждаемую ловушку, в центрифуге анодные газы очищают от смолистых соединений и пылевой компоненты, которые под действием центробежной силы отбрасываются в направлении корпуса центрифуги, оседают на его внутренней поверхности и удерживаются за счет адгезионных сил, из центрифуги газ, очищенный от смолистых соединений и пылевой компоненты, поступает в охлаждаемую до -18°С ловушку, представляющую собой связанный с газоходом входным и выходным патрубками замкнутый объем, в котором за счет температуры ловушки, которая ниже температуры кипения фтористого водорода, и частичного расширения, происходит конденсация фтористого водорода и выпадение его в виде жидкой фазы, задерживаемой в ловушке, при этом на выходе из ловушки получают очищенный от смолистых соединений, пылевой компоненты и фтористого водорода чистый оксид углерода, который направляют в газохранилище для дальнейшего использования в качестве энергоносителя.

2. Способ очистки анодных газов электролизного производства алюминия по п.1, отличающийся тем, что корпус используемой центрифуги, изготавляемый из утилизируемого материала - техническая бумага, полиэтилен, сжигают вместе с содержащимся в нем загрязнителем в электролизере.

3. Способ очистки анодных газов электролизного производства алюминия по п.1, отличающийся тем, что корпус охлаждаемой ловушки, изготовленный из утилизируемого материала - техническая бумага, полиэтилен, по мере заполнения его жидким фтористым водородом утилизируется сжиганием вместе с содержимым в электролизере.

4. Способ очистки анодных газов электролизного производства алюминия по п.1, отличающийся тем, что выделяемые в процессе очистки загрязнители утилизируют в электролизере, частично компенсируя потерю исходных материалов.

5. Способ очистки анодных газов электролизного производства алюминия по п.1, отличающийся тем, что очищенный оксид углерода используют в качестве энергоносителя как товарный продукт.