Устройство и способ очистки отходящего газа из электролизера для производства алюминия



Устройство и способ очистки отходящего газа из электролизера для производства алюминия
Устройство и способ очистки отходящего газа из электролизера для производства алюминия

 


Владельцы патента RU 2552559:

АЛЬСТОМ ТЕКНОЛОДЖИ ЛТД (CH)

Газоочистная установка для очистки отходящего газа из по меньшей мере одного электролизера для производства алюминия содержит контактный реактор, в котором отходящий газ приводится в контакт с глиноземом, и устройство пылеудаления для удаления по меньшей мере части глинозема. Газоочистная установка дополнительно содержит мокрый скруббер, в которой отходящий газ приводится в контакт с содержащей воду абсорбирующей жидкостью для дополнительного удаления загрязняющих веществ из отходящего газа. Мокрый скруббер установлен на вертикальной отметке выше устройства пылеудаления. Изобретение позволяет эффективно удалять из отходящего газа загрязняющие вещества. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Настоящее изобретение относится к газоочистной установке для очистки отходящего газа из по меньшей мере одного электролизера для производства алюминия, содержащей по меньшей мере один контактный реактор, в котором отходящий газ приводится в контакт с глиноземом, и устройство пылеудаления, в котором по меньшей мере часть глинозема с адсорбированными из отходящего газа в контактном реакторе загрязняющими веществами отделяется от отходящего газа.

[0002] Настоящее изобретение дополнительно относится к способу очистки отходящего газа из по меньшей мере одного электролизера для производства алюминия.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Алюминий можно производить с помощью электролитических реакций в электролизерах для производства алюминия, иногда называемых электролизными ваннами, с использованием технологии Холла-Эру. Пример электролизной ванны раскрыт в US 2009/0159434.

[0004] Электролитическая реакция, проходящая в электролизной ванне, производит отходящий газ в форме горячего, нагруженного частицами отходящего газа, который очищается в газоочистной установке перед выпуском в атмосферу. Пример газоочистной установки для очистки генерируемого в электролизных ваннах отходящего газа раскрыт в US 5885539. Газоочистная установка, раскрытая в US 5885539, содержит первый контактный реактор и второй контактный реактор. Отходящий газ из электролизных ванн вначале направляется в первый контактный реактор и в нем приводится в контакт с рециркулированным глиноземом. Частично очищенный отходящий газ затем направляется во второй контактный реактор и в нем приводится в контакт со свежим глиноземом. Частично использованный глинозем рециркулируется из второго контактного реактора в первый контактный реактор. Устройство пылеудаления удаляет глинозем из отходящего газа, который затем выпускается в атмосферу.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Задачей настоящего изобретения является создание газоочистной установки для удаления газообразных загрязняющих веществ из отходящего газа электролизера для производства алюминия, более эффективной по эффективности удаления загрязняющих веществ из отходящего газа, чем известные из уровня техники.

[0006] Указанная выше задача решается с помощью газоочистной установки для очистки отходящего газа из по меньшей мере одного электролизера для производства алюминия, причем газоочистная установка содержит по меньшей мере один контактный реактор, в котором отходящий газ приводится в контакт с глиноземом, и устройство пылеудаления, в котором по меньшей мере часть глинозема с адсорбированными из отходящего газа в контактном реакторе загрязняющими веществами отделяется от отходящего газа. Газоочистная установка дополнительно содержит мокрый скруббер, в которой отходящий газ, направляемый из устройства пылеудаления, приводится в контакт с содержащей воду абсорбирующей жидкостью для дополнительного удаления загрязняющих веществ из отходящего газа, причем мокрый скруббер расположен на вертикально более высоком уровне, чем устройство пылеудаления.

[0007] Преимущество вышеописанной газоочистной установки состоит в получении очень эффективного удаления из отходящего газа загрязняющих веществ, таких как диоксид серы, фтористый водород и частицы пыли, как в отношении эффективности удаления как таковой, так и в отношении капитальных и эксплуатационных затрат на газоочистную установку. Весьма компактную газоочистную установку можно получить с минимальными требуемыми работами по прокладке газоходов и минимальными расстояниями транспортировки отходящего газа. Относительно короткие расстояния транспортировки отходящего газа дают в результате относительно низкое падение давления и энергопотребление в газоочистной установке.

[0008] Согласно одному варианту осуществления мокрый скруббер, являющийся частью представленной газоочистной установки, установлен на отметке вертикально выше и рядом с устройством пылеудаления. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что получают весьма компактную газоочистную установку без ущерба для эксплуатации и техобслуживания устройства пылеудаления.

[0009] Согласно одному варианту осуществления представленной газоочистной установки рядом с устройством пылеудаления расположен бункер глинозема, причем мокрый скруббер установлен над по меньшей мере частью бункера глинозема и по меньшей мере частично скрывает бункер глинозема, если смотреть на мокрый скруббер сверху. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что бункер эффективно интегрирован в газоочистной установке с мокрым скруббером, установленным над бункером глинозема, который нередко требует каких то работ по техобслуживанию.

[0010] Согласно одному варианту осуществления устройство пылеудаления содержит расположенную на его верху камеру чистого газа. Мокрый скруббер проточно соединен с камерой чистого газа через выпускной канал, расположенный в боковой стенке камеры чистого газа. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что сочетание удобства обслуживания в отношении устройства пылеудаления и компактного расположения с учетом коротких расстояний транспортировки отходящего газа дает в результате низкое энергопотребление газоочистной установки.

[0011] Согласно одному варианту осуществления к выпускному каналу камеры чистого газа устройства пылеудаления подсоединен вентилятор для обеспечения подачи отходящего газа из камеры чистого газа в мокрый скруббер. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что вентилятор интегрирован для протекания отходящего газа из камеры чистого газа в мокрый скруббер. Таким образом, для вентилятора не требуется или требуется только ограниченное пространство, и получается весьма компактное расположение.

[0012] Согласно одному варианту осуществления центробежный вентилятор, содержащий вращающуюся на горизонтальном валу крыльчатку, принимает отходящий газ, протекающий в горизонтальном направлении из камеры чистого газа устройства пылеудаления, и транспортирует отходящий газ вверх в установленный над ним мокрый скруббер. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что центробежный вентилятор выполняет две функции, направляя поток отходящего газа из камеры чистого газа устройства пылеудаления в мокрый скруббер и отклоняя поток отходящего газа от горизонтального течения к вертикальному течению вверх.

[0013] Согласно одному варианту осуществления устройство пылеудаления и мокрый скруббер вместе образуют общую составную колонну и опираются на общую несущую конструкцию. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что газоочистная установка становится менее сложной, требует в целом меньше занимаемой площади и имеет уменьшенные капитальные затраты, поскольку число требуемых несущих конструкций минимизировано.

[0014] Согласно одному варианту осуществления надстройка газоочистной установки вмещает в себя по меньшей мере часть камеры чистого газа устройства пылеудаления и по меньшей мере часть мокрого скруббера. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что мокрый скруббер и камера чистого газа защищены, например, от ветровых нагрузок, осадков, солнечного света и песчаных бурь. При этом могут быть снижены требования в отношении подходящих для оборудования типов материалов и размеров конструкций, что снижает требуемые капитальные затраты.

[0015] Согласно одному варианту осуществления впускное отверстие мокрого скруббера для приема отходящего газа, проходящего из устройства пылеудаления, расположено в днище мокрого скруббера. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что мокрый скруббер может быть расположен в самой непосредственной близости от устройства пылеудаления, так как установлен на уровне вертикально выше уровня устройства пылеудаления. Предпочтительно, на днище мокрого скруббера расположен газораспределитель для распределения отходящего газа, который входит в мокрый скруббер снизу.

[0016] Согласно одному варианту осуществления сверху мокрого скруббера расположена вытяжная труба для выпуска очищенного отходящего газа. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что мокрый скруббер также служит частью вытяжной трубы. Кроме того, не требуется длинных каналов подачи очищенного отходящего газа на удаленно расположенную вытяжную трубу. При этом капитальные, эксплуатационные затраты и затраты на техобслуживание уменьшаются.

[0017] Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание способа удаления газообразных загрязняющих веществ из отходящего газа электролизера для производства алюминия, более эффективного по удалению загрязняющих веществ из отходящего газа, чем известные из уровня техники способы.

[0018] Данная задача решается посредством способа, содержащего:

контактирование отходящего газа с глиноземом, адсорбирующим по меньшей мере часть содержащихся в отходящем газе загрязняющих веществ;

сепарирование по меньшей мере части адсорбированных загрязняющих веществ из отходящего газа с использованием устройства пылеудаления; и

контактирование отходящего газа с содержащей воду абсорбирующей жидкостью в мокром скруббере, установленном на отметке вертикально выше устройства пылеудаления, для дополнительного удаления загрязняющих веществ из отходящего газа.

[0019] Преимущество данного способа состоит в том, что загрязняющие вещества можно удалять из отходящего газа эффективным образом по капитальным и эксплуатационным затратам, а также по уровню чистоты очищенного отходящего газа на выпуске из газоочистной установки.

[0020] Согласно одному варианту осуществления способа отходящий газ, из которого сепарирована по меньшей мере часть глинозема, направляется в камеру чистого газа, расположенную на верху устройства пылеудаления. Отходящий газ проходит горизонтально из камеры чистого газа до отвода вертикально вверх в мокрый скруббер. Преимуществом данного варианта осуществления является получение компактного и эффективного расположения, которое также обеспечивает возможность техобслуживания устройства пылеудаления.

[0021] Согласно одному варианту осуществления способа отходящий газ протекает вверх и/или горизонтально, подвергаясь следующим этапам: контактирование с глиноземом, отделение от глинозема, поступление в мокрый скруббер и контактирование с абсорбирующей жидкостью в мокром скруббере, во время которых отходящий газ проходит вверх на по меньшей мере одном из этапов. Поскольку газ протекает вверх и, необязательно, горизонтально на короткие расстояния во время этих этапов обработки, отходящий газ перемещается на относительно короткое общее расстояние. Кроме того, во время этих этапов обработки газ не перемещается вниз в сколь-либо существенной степени. При этом уменьшаются капитальные и эксплуатационные затраты благодаря минимизации длины газовых каналов и требуемой мощности вентилятора. Также способ можно реализовать в газоочистной установке с относительно небольшой общей занимаемой площадью.

[0022] Дополнительные задачи и признаки настоящего изобретения станут ясны из следующего подробного описания и формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0023] Изобретение ниже описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

[0024] Фиг. 1 - схематичный вид сбоку в сечении газоочистной установки, очищающей отходящий газ из по меньшей мере одного электролизера для производства алюминия;

[0025] Фиг. 2 - схематичный вид сбоку газоочистной установки, рассматриваемой с направления, указанного стрелками II-II Фиг. 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0026] На Фиг. 1 схематично показана газоочистная установка 1 в сечении на виде сбоку. Газоочистная установка 1 содержит в качестве своих основных компонентов канал 2 впуска газа, первый контактный реактор 4, второй контактный реактор 6, бункер 8 глинозема, устройство 10 пылеудаления, мокрый скруббер 12, надстройку 14 газоочистной установки и вытяжную трубу 16. Стрелки A указывают намеченный путь потока отходящего газа через газоочистную установку 1.

[0027] На Фиг. 2 показана газоочистная установка 1, рассматриваемая в направлении стрелок II-II на Фиг. 1, т.е. если смотреть сбоку на Фиг. 1. Канал 2 впуска газа соединяется с коллекторным каналом 18, показанным схематично и без соблюдения масштаба, собирающим отходящий газ от каждого из обычно 1-400, а чаще 5-200 электролизеров 20 для производства алюминия, каждый из которых может выполнять функцию производства алюминия в соответствии, например, с упомянутой выше технологией Холла-Эру.

[0028] Возвращаясь к Фиг. 1, канал 2 впуска газа направляет поток отходящего газа из электролизеров для производства алюминия к первому контактному реактору 4. Объемный дозатор 22 функционирует, осуществляя рециркуляцию глинозема, Al2O3, в первом контактном реакторе 4, обеспечивающую эффективный контакт между глиноземом и отходящим газом. В результате такого контакта газообразные загрязняющие вещества, такие как фтористый водород, HF, и диоксид серы, SO2, адсорбируются глиноземом.

[0029] Отходящий газ проходит далее во второй контактный реактор 6. Подающая труба 24 с объемным дозатором 25 выполнена с возможностью подачи свежего глинозема во второй контактный реактор 6 из проточно соединенного бункера 8 глинозема. Свежий глинозем выполняет дополнительную адсорбцию загрязняющих веществ из отходящего газа на глинозем. Бункер 8 глинозема расположен рядом с устройством 10 пылеудаления и имеет общую с ним вертикальную боковую стенку 11. Мокрый скруббер 12 расположен над бункером 8 глинозема и по меньшей мере частично скрывает бункер 8 глинозема из вида, если смотреть вертикально вниз с верха мокрого скруббера 12, как ясно показано на сочетающихся видах по Фиг. 1 и Фиг. 2.

[0030] Отходящий газ, содержащий захваченные из электролизеров 20 для производства алюминия частицы, рециркулируемый глинозем, захваченный из первого контактного реактора 4, и свежий глинозем, захваченный из второго контактного реактора 6, проходят в устройство 10 пылеудаления. Устройство 10 пылеудаления расположено над вторым контактным реактором 6. Устройство 10 пылеудаления может, например, являться электростатическим пылеуловителем, основной принцип которого известен, например, из US 4502872, или тканевым фильтром, основной принцип которого известен, например, из US 4336035.

[0031] Устройство пылеудаления, показанное на Фиг. 1, является тканевым фильтром 10. Тканевый фильтр 10 содержит кожух 26. Отходящий газ входит в кожух 26 через его открытый нижний конец 28. Горизонтальная плита 30 установлена в верхнем конце кожуха 26. От плиты 30 простирается несколько тканевых фильтрующих устройств в форме тканевых мешков 32, причем каждый такой тканевый мешок 32 проходит через соответствующее отверстие в плите 30. Обычно, тканевый фильтр 10 может содержать 2-40000 таких тканевых мешков 32. При работе отходящий газ, нагруженный частицами пыли, включая глинозем, входит в открытый нижний конец 28 кожуха 26. Отходящий газ проходит через ткань мешков 32 и внутрь мешков 32, а частицы пыли собираются снаружи мешков 32. Затем, отходящий газ, от которого отделена по меньшей мере часть частиц пыли, протекает через внутреннее пространство мешков 32, вверх через плиту 30, и входит в камеру 34 чистого газа тканевого фильтра 10. Периодически, собранные частицы пыли удаляются из мешков 32, например, вибрированием мешков 32 сжатым воздухом, в соответствии с принципами, раскрытыми в US 4336035, или встряхиванием мешков 32. Частицы пыли, удаляемые при этом из мешков 32, частично возвращаются в контактные реакторы 4, 6 и частично удаляются из газоочистной установки 1 через выпуск 36. Удаленные частицы должны в нормальных условиях напрямую транспортироваться в электролизеры 20 для производства алюминия, показанные на Фиг. 2.

[0032] В продолжение описания Фиг. 1, камера 34 чистого газа, которая расположена сверху тканевого фильтра 10, над плитой 30 и мешками 32, снабжена в своей вертикальной боковой стенке 38 горизонтальным выпускным каналом 40. Выпускной канал 40 проточно соединен с вентилятором 42, который в примере по Фиг. 1 является центробежным вентилятором 42. Центробежный вентилятор 42 оборудован крыльчаткой 44, установленной в кожухе 45 вентилятора 42 и вращающейся горизонтальным валом 46, приводимым в действие двигателем 48. Отходящий газ, протекающий горизонтально через выпускной канал 40, входит в центробежный вентилятор 42 в осевом направлении крыльчатки 44 и получает импульс в вертикальном направлении, радиально от крыльчатки 44. Отходящий газ направляется вверх вентилятором 42 и покидает вентилятор 42 практически вертикально через выпуск 50 вентилятора.

[0033] На Фиг. 2 схематично показаны два альтернативных места установки вентилятора. В соответствии с первым альтернативным вариантом вентилятор 142 может быть установлен в канале 2 впуска газа. В соответствии со вторым альтернативным вариантом вентилятор 242 может быть установлен сразу после мокрого скруббера 12. Вентиляторы 142, 242 можно использовать как альтернативы вентилятору 42 или в комбинации с вентилятором 42 для создания потока отходящего газа через газоочистную установку 1.

[0034] Мокрый скруббер 12 содержит кожух 52. Кожух 52 содержит горизонтальное днище 54, горизонтальную кровлю 56 и в общем цилиндрическую боковую стенку 58, простирающуюся между днищем 54 и кровлей 56. Кожух 52 мокрого скруббера 12 полностью размещен внутри надстройки 14 газоочистной установки 1. Это означает, что кожух 52 мокрого скруббера 12 защищен от ветровых нагрузок, ультрафиолетового излучения, осадков, песчаных бурь и т.д., что существенно снижает требования к материалу и нагрузки на кожух 52 мокрого скруббера 12.

[0035] Кожух 52 мокрого скруббера 12 расположен на месте над и рядом с тканевым фильтром 10, или вертикально выше него, как лучше всего показано на Фиг. 1. При замене изношенных или поврежденных фильтрующих мешков 32 эти мешки 32 можно удалять, перемещая их вертикально вверх через люки 35 в кровле 37 камеры 34 чистого газа. Фильтрующий мешок 32b, показанный пунктирной линией, указывает положение фильтрующего мешка 32b во время его удаления/замены. При расположении кожуха 52 мокрого скруббера 12 рядом с камерой 34 очищенного тканевым фильтром 10 газа замене фильтрующих мешков 32 кожух 52 не препятствует. Как показано на Фиг. 1 и 2, кожух 52 мокрого скруббера 12 расположен непосредственно над бункером 8 глинозема.

[0036] Днище 54 мокрого скруббера 12 снабжено впускным отверстием 60, которое проточно соединено с выпуском 50 вентилятора. Впускное отверстие 60 проточно соединено с газораспределителем 62, который распределяет приходящий от вентилятора 42 газ внутри кожуха 52 мокрого скруббера 12. Необязательная горизонтальная газораспределительная решетка 64 может устанавливаться над газораспределителем 62 внутри кожуха 52 для поддержки образования профиля равномерного газораспределения отходящего газа внутри кожуха 52. Необязательно, внутри кожуха 52, над газораспределителем 62 и газораспределительной решеткой 64, может располагаться обеспечивающая газожидкостной контакт набивка 66 для улучшения контакта между отходящим газом и абсорбирующей жидкостью, подаваемой через сопла 68, установленные внутри кожуха 52, над распределителем 62, решеткой 64 и набивкой 66. Примеры такой газожидкостной набивки 66 включают MellapakТМ, поставляется Sulzer Chemtech AG, г. Винтертур, CH, и кольца PallТМ, поставляются Raschig GmbH, г. Людвигсхафен, DE. В соответствии с одним вариантом осуществления газожидкостная набивка 66 может быть деревянной набивкой, выполненной из решетки деревянных стержней. Деревянная набивка делает возможной эксплуатацию мокрого скруббера 12 без подачи абсорбирующей жидкости в течение более коротких периодов времени, не вызывая повреждения набивочного материала.

[0037] Абсорбирующая жидкость будет обычно содержать воду наряду со щелочным веществом. Щелочным веществом может, например, быть гидроксид натрия, NaOH, карбонат натрия, Na2CO3, гидроксид кальция, CaOH, известняк, CaCO3, или любое другое вещество, подходящее для нейтрализации кислотных загрязняющих веществ отходящего газа, включая, например, диоксид серы, SO2, и фтористый водород, HF, которые должны удаляться из отходящего газа мокрым скруббером 12. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления абсорбирующая жидкость, содержащая воду наряду со щелочным веществом, может, по меньшей мере частично, подаваться в мокрый скруббер 12 в виде морской воды, например, в виде морской воды из находящегося рядом океана. При эксплуатации мокрого скруббера на морской воде морская вода пропускалась бы через мокрый скруббер 12 для абсорбирования (поглощения) и нейтрализации диоксида серы и фтористого водорода из отходящего газа, после чего морская вода возвращалась бы в океан.

[0038] Например, абсорбция и нейтрализация диоксида серы и фтористого водорода из отходящего газа с использованием гидроксида натрия, NaOH, может проходить в соответствии со следующими реакциями:

SO2(г) + 2NaOH(вод) + 1/2 О2(г) => Na2SO4(вод) + H2O [уравн.1.1]
HF(г) + NaOH(вод) => NaF(вод) + H2O [уравн.1.2]

[0039] Для перекачки абсорбирующей жидкости через проточно подсоединенную подающую трубу 74 в проточно подсоединенные сопла 68 на земле 72 расположен насос 70. Сопла 68 распыляют абсорбирующую жидкость и вводят ее в контакт, необязательно с помощью обеспечивающей газожидкостной контакт набивки 66, с отходящим газом, протекающим вертикально вверх внутри кожуха 52 мокрого скруббера 12. Использованная абсорбирующая жидкость собирается на днище 54 кожуха 52 и проходит через проточно подсоединенную трубу 76 в циркуляционный резервуар 78. Циркуляционный резервуар 78 проточно соединяется с насосом 70, который возвращает абсорбирующую жидкость в сопла 68. Переливная труба 80 соединяется с резервуаром 78 для удаления излишней абсорбирующей жидкости.

[0040] К трубе 74 подсоединено устройство 82 измерения рН для измерения показателя рН абсорбирующей жидкости. Устройство 82 измерения рН управляет насосом 84, который перекачивает щелочной раствор, такой как раствор NaOH, из емкости 86 хранения в трубу 74 через проточно подсоединенную подающую трубу 88. Устройство 82 измерения рН управляет насосом 84 для поддержания величины pH в абсорбирующей жидкости, подаваемой на сопла 68 через проточно подсоединенную трубу 74, при заданном уровне, например, на pH 6,5.

[0041] В соответствии с альтернативным вариантом осуществления устанавливается насос 71 для перекачки морской воды, имеющей pH, например, около 7,5-8,5, из находящегося рядом океана 73 в подающую трубу 74 через проточно подсоединенную трубу 75. Морская вода используется в качестве абсорбирующей жидкости в мокром скруббере 12 для абсорбирования и нейтрализации диоксида серы и фтористого водорода согласно реакциям, аналогичным описанным выше для NaOH. После таких абсорбции и нейтрализации морская вода возвращается в океан 73 по трубе 76 и проточно подсоединенной трубе 77. Необязательно, часть свежей воды, или же часть рециркулируемой морской воды, может быть циркулирована в мокрый скруббер 12, вместе с подачей новой морской воды из океана 73.

[0042] Каплеотбойник 90 установлен вертикально над соплами 68. Каплеотбойник 90 удаляет любые капли, содержащиеся в отходящем газе перед входом отходящего газа в вытяжную трубу 16. Очищенный отходящий газ, показанный стрелкой AC, покидает вытяжную трубу 16 и выпускается в атмосферу.

[0043] Газоочистная установка 1 поддерживается на опорах 92, вместе образующих несущую конструкцию 94. Контактные реакторы 4, 6, тканевый фильтр 10 и мокрый скруббер 12, кроме вспомогательного оборудования, такого как насос 70 и резервуар 78, вместе образуют общую составную колонну 96, которая опирается на общую несущую конструкцию 94, являющуюся общей для контактных реакторов 4, 6, тканевого фильтра 10 и мокрого скруббера 12. В варианте осуществления по Фиг. 1 и 2 бункер 8 глинозема, надстройка 14 и вытяжная труба 16 также образуют часть составной колонны 96 и опираются на общую несущую конструкцию 94. Как ясно из описания Фиг. 1 и 2, вся газоочистная установка 1 занимает весьма небольшую площадь при мокром скруббере 12, расположенном на вертикально более высоком уровне, чем тканевый фильтр 10, и над бункером 8 глинозема. Кроме того, выпускной канал 40, направляющий отходящий газ из тканевого фильтра 10 в мокрый скруббер 12, является весьма коротким, обычно лишь 0,1-2 м. Также дополнительно, вытяжная труба 16 является весьма короткой, поскольку установлена непосредственно сверху кожуха 52 мокрого скруббера 12, который сам по себе расположен на значительной высоте над землей 72.

[0044] Способ очистки отходящего газа в газоочистной установке 1 включает в себя введение отходящего газа через канал 2 впуска газа. Отходящий газ приводят в контакт с частицами рециркулированного глинозема в первом контактном реакторе 4, вызывая адсорбцию фтористого водорода и диоксида серы на частицах глинозема. Дополнительная адсорбция происходит во втором контактном реакторе 6. Отходящий газ затем фильтруют в тканевом фильтре 10. Такое фильтрование обеспечивает удаление захваченных частиц пыли и глинозема, насыщенного фтористым водородом и диоксидом серы. Фильтрованный отходящий газ затем направляют из камеры 34 чистого газа тканевого фильтра 10 и почти сразу вводят в мокрый скруббер 12 через его впускное отверстие 60. Внутри кожуха 52 мокрого скруббера 12 отходящий газ приводят в контакт с абсорбирующей жидкостью, вызывая дополнительное удаление диоксида серы и фтористого водорода. Очищенный отходящий газ выпускают в атмосферу через вытяжную трубу 16, расположенную непосредственно сверху кожуха 52 мокрого скруббера 12.

[0045] Должно быть ясно, что в объеме прилагаемой формулы изобретения возможны многочисленные подварианты описанных выше вариантов осуществления.

[0046] Выше было описано, что отходящий газ входит в кожух 52 мокрого скруббера 12 через впускное отверстие 60 в днище 54 мокрого скруббера 12. Должно быть ясно, что впускное отверстие может также быть расположено в других положениях на кожухе 52 мокрого скруббера 12. Например, впускное отверстие может быть расположено в нижней части цилиндрической боковой стенки 58 мокрого скруббера 12. Также дополнительно, впускное отверстие может быть расположено в том месте на кожухе 52 мокрого скруббера 12, где днище 54 стыкуется с боковой стенкой 58.

[0047] Выше было описано, что мокрый скруббер 12 снабжен набивкой 66. Должно быть ясно, что мокрый скруббер 12 можно также спроектировать вообще без набивки, и в таком случае смешивание абсорбирующей жидкости и отходящего газа основывается на распылении абсорбирующей жидкости соплами 68. Примером подходящего сопла 68 является сопло WhirlJetТМ, поставляемое Spraying Systems Co, г. Уитон, шт. Иллинойс, США. Должно быть ясно, что сопла 68 могут устанавливаться на нескольких различных вертикальных уровнях внутри кожуха 52 мокрого скруббера 12. Кроме того, сопла 68 могут быть выполнены с возможностью распыления жидкости против потока, как показано на Фиг. 1, по потоку, или же как против потока, так и по потоку, относительно потока отходящего газа.

[0048] Выше было описано, что газоочистная установка 1 содержит первый и второй контактный реактор 4, 6, в которых отходящий газ приводится в контакт с глиноземом. Должно быть ясно, что газоочистную установку можно также в соответствии с альтернативным вариантом осуществления оборудовать одним контактным реактором, в котором отходящий газ приводится в контакт с рециркулируемым и свежим глиноземом. В соответствии с дополнительным альтернативным вариантом осуществления, газоочистную установку можно также оборудовать тремя или более контактными реакторами, установленными последовательно.

[0049] Выше было описано, что вентилятор 42 является центробежным вентилятором. Должно быть ясно, что можно также использовать другие типы вентиляторов, например, осевые вентиляторы, для направления отходящего газа через газоочистную установку 1.

[0050] Выше было описано, что насос 70, резервуар 78 и оборудование 82, 84, 86, 88 регулирования pH все установлены на земле 72. Должно быть ясно, что было бы также возможно расположить некоторые или все эти устройства в другом месте. В соответствии с одним вариантом осуществления по меньшей мере одно из следующего: насос 70, резервуар 78, связанные с ними трубы 76, 74 и оборудование 82, 84, 86, 88 регулирования pH, расположено внутри надстройки 14 газоочистной установки 1. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления насос 70, резервуар 78, связанные с ними трубы 76, 74 и оборудование 82, 84, 86, 88 регулирования pH все расположены внутри надстройки 14.

[0051] Выше было описано, что бункер 8 глинозема интегрирован в газоочистную установку 1. Должно быть ясно, что также возможно спроектировать газоочистную установку без интегрированного в нее бункера 8 глинозема. В таком случае свежий глинозем может подаваться из удаленного центрального склада глинозема, проточно соединенного с подающей трубой 24.

[0052] Выше газоочистная установка 1 была описана содержащей один тканевый фильтр 10 и один мокрый скруббер 12. Должно быть ясно, что газоочистную установку можно оборудовать несколькими параллельными тканевыми фильтрами, например, 2-100 параллельными тканевыми фильтрами, и некоторым числом параллельных мокрых скрубберов, например, 2-100 параллельными мокрыми скрубберами. Число мокрых скрубберов не обязательно должно соответствовать числу тканевых фильтров. Таким образом, например, два параллельных тканевых фильтра могут быть проточно соединены с одним общим мокрым скруббером.

[0053] Подводя итог, газоочистная установка 1 для очистки отходящего газа из по меньшей мере одного электролизера для производства алюминия содержит контактный реактор 4, 6, в котором отходящий газ приводится в контакт с глиноземом, и устройство 10 пылеудаления для удаления по меньшей мере части этого глинозема. Газоочистная установка 1 дополнительно содержит мокрый скруббер 12, в котором отходящий газ приводится в контакт с содержащей воду абсорбирующей жидкостью для дополнительного удаления загрязняющих веществ из отходящего газа. Мокрый скруббер 12 устанавливается на отметке вертикально выше устройства 10 пылеудаления.

[0054] Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на ряд предпочтительных вариантов осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в нем можно проделать различные изменения и заменить эквивалентами его элементы без отступления от объема изобретения. Кроме того, можно выполнить многочисленные модификации для приспособления к конкретной ситуации или адаптации материала к идеям изобретения без отступления от его существенного объема. Таким образом, изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в качестве наилучшего варианта, предусмотренного для осуществления данного изобретения, но изобретение будет включать в себя все варианты осуществления, подпадающие под объем прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, использование терминов «первый», «второй» и т.д. не исключает любого порядка или любой важности, вместо этого термины «первый», «второй» и т.д. используются, чтобы отличать один элемент от другого.

1. Газоочистная установка для очистки отходящего газа из по меньшей мере одного электролизера (20) для производства алюминия содержит по меньшей мере один контактный реактор (4, 6), в котором отходящий газ приводится в контакт с глиноземом, и устройство (10) пылеудаления, в котором по меньшей мере часть глинозема с адсорбированными из отходящего газа в контактном реакторе (4, 6) загрязняющими веществами отделяется от отходящего газа, причем газоочистная установка отличается тем, что дополнительно содержит мокрый скруббер (12), где протекающий из устройства (10) пылеудаления отходящий газ приводится в контакт с содержащей воду абсорбирующей жидкостью для дополнительного удаления загрязняющих веществ из отходящего газа, причем мокрый скруббер (12) установлен на отметке вертикально выше устройства (10) пылеудаления.

2. Газоочистная установка по п. 1, в которой мокрый скруббер (12) установлен на отметке вертикально выше и рядом с устройством (10) пылеудаления.

3. Газоочистная установка по п. 1, в которой рядом с устройством (10) пылеудаления расположен бункер (8) глинозема, причем мокрый скруббер (12) расположен над бункером (8) глинозема и по меньшей мере частично скрывает из виду бункер (8) глинозема, если смотреть сверху мокрого скруббера (12).

4. Газоочистная установка по п. 1, в которой устройство (10) пылеудаления содержит расположенную на его верху камеру (34) чистого газа, причем мокрый скруббер (12) проточно соединен с камерой (34) чистого газа через выпускной канал (40), расположенный в боковой стенке (38) камеры (34) чистого газа.

5. Газоочистная установка по п. 1, в которой устройство (10) пылеудаления содержит расположенную на его верху камеру (34) чистого газа, причем мокрый скруббер (12) проточно соединен с камерой (34) чистого газа через выпускной канал (40), расположенный в боковой стенке (38) камеры (34) чистого газа, и к выпускному каналу (40) подсоединен вентилятор (42) для обеспечения потока отходящего газа из камеры (34) чистого газа в мокрый скруббер (12).

6. Газоочистная установка по п. 5, в которой вентилятор является центробежным вентилятором (42), содержащим крыльчатку (44), вращающуюся на горизонтальном валу (46), причем вентилятор (42) принимает отходящий газ, протекающий в горизонтальном направлении из камеры (34) чистого газа, и транспортирует этот отходящий газ вверх в мокрый скруббер (12).

7. Газоочистная установка по п. 1, в которой устройство (10) пылеудаления и мокрый скруббер (12) вместе образуют общую составную колонну (96), опирающуюся на общую несущую конструкцию (94).

8. Газоочистная установка по п. 1, в которой надстройка (14) газоочистной установки вмещает в себя по меньшей мере часть камеры (34) чистого газа устройства (10) пылеудаления и по меньшей мере часть мокрого скруббера (12).

9. Газоочистная установка по п. 1, в которой впускное отверстие (60) мокрого скруббера для приема отходящего газа, протекающего из устройства (10) пылеудаления, расположено в днище (54) мокрого скруббера (12).

10. Газоочистная установка по п. 9, в которой на днище (54) мокрого скруббера (12) расположен газораспределитель (62) для распределения отходящего газа, входящего в мокрый скруббер (12) снизу, внутри кожуха (52) мокрого скруббера (12).

11. Газоочистная установка по п. 1, в которой сверху мокрого скруббера (12) расположена вытяжная труба (16), выпускающая очищенный отходящий газ.

12. Способ очистки отходящего газа из по меньшей мере одного электролизера (20) для производства алюминия содержит:
контактирование отходящего газа с глиноземом, адсорбирующим по меньшей мере часть содержащихся в отходящем газе загрязняющих веществ;
сепарирование по меньшей мере части адсорбированных загрязняющих веществ из отходящего газа с использованием устройства (10) пылеудаления; и
контактирование отходящего газа с содержащей воду абсорбирующей жидкостью в мокром скруббере (12), установленном на отметке вертикально выше упомянутого устройства (10) пылеудаления, для дополнительного удаления загрязняющих веществ из отходящего газа.

13. Способ по п. 12, дополнительно содержащий протекание отходящего газа, из которого устройством (10) пылеудаления сепарирована по меньшей мере часть адсорбированных загрязняющих веществ, в расположенную на верху устройства (10) пылеудаления камеру (34) чистого газа и протекание далее горизонтально из камеры (34) чистого газа с вертикально восходящим потоком в мокрый скруббер (12).

14. Способ по п. 12, в котором протекание отходящего газа в мокрый скруббер (12) содержит протекание отходящего газа вертикально вверх в кожух (52) мокрого скруббера (12) через днище (54) кожуха (52) мокрого скруббера.

15. Способ по п. 12, дополнительно содержащий контактирование отходящего газа с глиноземом, сепарирование глинозема из отходящего газа и контактирование отходящего газа с абсорбирующей жидкостью в мокром скруббере (12), причем на по меньшей мере одном из этих этапов отходящий газ протекает вертикально вверх.



 

Похожие патенты:

Способ и система для подачи твердых веществ и газов-носителей сквозь стенку трубопровода или камеры, по которой проходит поток газа из источника подаваемого материала снаружи трубопровода или камеры, в газовый поток.

Изобретение относится к способу удаления фторида водорода из технологического газа, образуемого во время получения алюминия из оксида алюминия. Система газоочистки (1) содержит скрубберную камеру (8, 10, 12) для целей смешивания технологического газа с дисперсным оксидом алюминия, и фильтрующее устройство (24, 26, 28), которое расположено ниже по потоку от скрубберной камеры (8, 10, 12) по отношению к направлению потока технологического газа.

Предлагается способ уменьшения выбросов ртути из газового потока путем обработки газа частицами углеродистого сорбента ртути. Способ включает сбор частиц углеродистого сорбента ртути на сборных пластинах установленного на горячей стороне ЭСО.

Изобретение относится к технологии выделения из газовых выбросов производства стекла, керамики и эмалей борсодержащих примесей, позволяющей повысить степень извлечения.

Изобретение относится к способам очистки отходящих газов электродного производства от смолистых веществ, может быть использовано в нефтехимической, коксохимической, металлургической промышленности, и позволяет повысить степень очистки.
Наверх