RU2781547C2 - Device and method for controlled supply of aluminum oxide - Google Patents
Device and method for controlled supply of aluminum oxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781547C2 RU2781547C2 RU2020135845A RU2020135845A RU2781547C2 RU 2781547 C2 RU2781547 C2 RU 2781547C2 RU 2020135845 A RU2020135845 A RU 2020135845A RU 2020135845 A RU2020135845 A RU 2020135845A RU 2781547 C2 RU2781547 C2 RU 2781547C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adsorbent
- control device
- alumina
- flow control
- gas
- Prior art date
Links
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N al2o3 Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 158
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 90
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 26
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 18
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 13
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 9
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 claims 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 130
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005039 chemical industry Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 47
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000002585 base Substances 0.000 description 29
- 239000003570 air Substances 0.000 description 23
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N HF Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 16
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 16
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- PRKQVKDSMLBJBJ-UHFFFAOYSA-N Ammonium carbonate Chemical compound N.N.OC(O)=O PRKQVKDSMLBJBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 8
- 230000003068 static Effects 0.000 description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 7
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 4
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 4
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 4
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012458 free base Substances 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 238000009626 Hall-Héroult process Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 229910005965 SO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 241001438449 Silo Species 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 101700050571 SUOX Proteins 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001672 fluorine mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к устройству и способу удаления загрязняющих веществ из отходящего газа технологии, образуемого электролитическими элементами, используемыми в установке по производству алюминия. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу управления подачей оксида алюминия в электролитический элемент и в специально отведенный сухой скруббер.The present invention relates to an apparatus and method for removing contaminants from process off-gas generated by electrolytic cells used in an aluminum production plant. More specifically, the present invention relates to an apparatus and method for controlling the supply of alumina to an electrolytic cell and to a dedicated dry scrubber.
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of the invention
В процессе электролитического производства алюминия, например, в процессе Холла-Эру, алюминий получают путем снижения содержания оксида алюминия в электролитическом реакторе с плавлением, наполненном расплавленным электролитом в виде фторидсодержащего минерального вещества. Во время технологического процесса образуется отходящий газ, содержащий фторидсодержащие вещества, такие как фторид водорода (HF) и фторсодержащая пыль. Поскольку эти вещества крайне негативно влияют на окружающую среду, эти вещества необходимо отделить перед тем, как отходящий газ технологического процесса будет выпущен в окружающую атмосферу. В то же время фторсодержащий расплав является важным для электролитического процесса, и поэтому извлечение фторидсодержащих веществ является желательным для рециркуляции в электролитический процесс. Такая рециркуляция может происходить путем адсорбции фторсодержащих веществ на адсорбенте в виде частиц.In an aluminum electrolytic production process, such as the Hall-Héroult process, aluminum is produced by reducing alumina in a smelting electrolytic reactor filled with a molten electrolyte in the form of a fluoride-containing mineral substance. During the process, an off-gas is generated containing fluoride-containing substances such as hydrogen fluoride (HF) and fluorine-containing dust. Since these substances have a very negative impact on the environment, these substances must be separated before the process off-gas is released into the surrounding atmosphere. At the same time, the fluorine-containing melt is important for the electrolytic process, and therefore the recovery of fluoride-containing substances is desirable for recycling to the electrolytic process. Such recycling can take place by adsorption of fluorine-containing substances on the adsorbent in the form of particles.
Как отмечалось, электролитическая реакция, происходящая в электролитических реакторах с плавлением, приводит к образованию отходящего газа технологического процесса в виде горячего содержащего твердые частицы отходящего газа, обычно очищаемого в газоочистной установке перед его выбросом в атмосферу. Пример газоочистной установки для очистки отходящего газа, образующегося в электролитических реакторах с плавлением, описан в патенте США № 5,885,539. Газоочистная установка, описанная в патенте США № 5,885,539, содержит первый контактный реактор и второй контактный реактор. Отходящий газ из электролитических реакторов с плавлением сначала направляют в первый контактный реактор и в первом контактном реакторе приводят в контакт с рециклированным оксидом алюминия. Частично очищенный отходящий газ затем направляют во второй контактный реактор и во втором контактном реакторе приводят в контакт со свежим оксидом алюминия. Частично использованный оксид алюминия рециркулируют из второго контактного реактора в первый контактный реактор. Устройство удаления пыли удаляет оксид алюминия из отходящего газа, который затем выбрасывается в атмосферу.As noted, the electrolytic reaction occurring in fusion electrolytic reactors results in process off-gas in the form of hot particulate off-gas, typically treated in a gas scrubber prior to venting to the atmosphere. An example of a gas cleaning plant for cleaning off gas from fusion electrolytic reactors is described in US Pat. No. 5,885,539. The gas cleaning plant described in US Pat. No. 5,885,539 includes a first contact reactor and a second contact reactor. The off-gas from the fusion electrolytic reactors is first sent to a first contact reactor and brought into contact with recycled alumina in the first contact reactor. The partially purified off-gas is then sent to a second contact reactor and brought into contact with fresh alumina in the second contact reactor. The partially used alumina is recycled from the second contact reactor to the first contact reactor. The dust removal device removes aluminum oxide from the off-gas, which is then released to the atmosphere.
Система извлечения фторидных соединений содержит фильтрующую систему, которая включена в закрытую систему. Важно обеспечить стабильный перенос отходящего газа из технологического процесса производства алюминия в фильтрующую систему. Стабильный перенос осуществляется с помощью газоотводных каналов, через которые с помощью больших вентиляторов передается отходящий газ. Газоотводные каналы содержат основные каналы и ответвляющиеся каналы, соединенные по текучей среде с системой фильтрации. Для каждого электролитического элемента для производства алюминия ответвляющийся канал вводится в основной канал или соединяется с ним. Поперечное сечение основного канала постепенно увеличивается с помощью диффузоров по мере увеличения количества транспортируемого отходящего газа. Для окружающей среды, но также и для электролитического процесса, очень важно, чтобы распределение отходящего газа было как можно более равномерным. Традиционно равномерного распределения отходящего газа достигают за счет увеличения в большей степени дросселирования отходящего газа, транспортируемого внутри ответвляющегося канала, по мере приближения ответвляющегося канала к вытяжным вентиляторам. Дросселирование представляет собой потери энергии сдвига в результате падения давления.The fluoride recovery system contains a filter system that is included in a closed system. It is important to ensure a stable transfer of off-gas from the aluminum production process to the filter system. Stable transfer is carried out by means of flue ducts, through which the off-gas is conveyed by means of large fans. The gas outlet channels comprise main channels and branch channels connected in fluid medium to the filtration system. For each electrolytic cell for aluminum production, a branch channel is inserted into or connected to the main channel. The cross section of the main channel is gradually increased by means of diffusers as the amount of off-gas transported increases. For the environment, but also for the electrolytic process, it is very important that the distribution of the off-gas is as uniform as possible. Conventionally, a uniform distribution of the off-gas is achieved by increasing the throttling of the off-gas transported within the branch duct to a greater extent as the branch duct approaches the exhaust fans. Throttling is the loss of shear energy due to pressure drop.
Газоочистные установки для отходящего газа технологического процесса, образующегося во время электролитической обработки алюминия, включают в себя как централизованные системы, так и децентрализованные системы. Централизованные системы часто подключаются к одному или более цехам, содержащим электролитические элементы, при этом каждый цех может содержать от 70 до 200 электролитических элементов, при этом оборудование для очистки расположено посредине между цехами или снаружи. Централизованная система соединяется с каждым из электролитических элементов с помощью сложной и дорогостоящей системы трубопроводов. Оксид алюминия, используемый в качестве адсорбирующего вещества в процессе очистки отходящего газа, хранится в отдельных бункерах, т.е. бункере для хранения оксида алюминия перед использованием и бункере для хранения оксида алюминия после использования в процессе очистки отходящего газа. Впоследствии оксид алюминия, хранящийся после использования, транспортируют обратно в каждый элемент с помощью транспортных средств, кранов или другой системы транспортировки алюминия, такой как система транспортировки алюминия в компактной фазе.Gas treatment plants for process off-gas generated during the electrolytic treatment of aluminum include both centralized systems and decentralized systems. Centralized systems are often connected to one or more workshops containing electrolytic cells, with each workshop containing 70 to 200 electrolytic cells, with cleaning equipment located in the middle between the workshops or outside. The centralized system is connected to each of the electrolytic cells through a complex and expensive piping system. The alumina used as an adsorbent in the off-gas cleaning process is stored in separate silos, i.e. an alumina storage bin before use and an alumina storage bin after use in an off-gas purification process. Subsequently, the alumina stored after use is transported back to each cell using vehicles, cranes, or other aluminum transport system such as a compact phase aluminum transport system.
Децентрализованные системы используются для очистки отходящего газа технологического процесса от 5 до 40 электролитических элементов, более предпочтительно от 10 до 20 электролитических элементов. Таким образом, требуется система трубопроводов меньшего размера и значительно снижаются потребности в транспортировке в перемещении оксида алюминия. При пуске в эксплуатацию достигается большая гибкость, при этом расстояние между хранилищем оксида алюминия и электролитическими элементами может быть сведено к минимуму. Дополнительные преимущества, достигаемые децентрализованными системами, описаны в патенте США № 6,406,524.Decentralized systems are used to treat process off-gas from 5 to 40 cells, more preferably from 10 to 20 cells. Thus, a smaller piping system is required and the transportation requirements for moving alumina are greatly reduced. Greater flexibility is achieved during commissioning, while the distance between the alumina storage and the electrolytic cells can be kept to a minimum. Additional benefits achieved by decentralized systems are described in US Pat. No. 6,406,524.
Хотя известны системы очистки отходящего газа технологического процесса, образующегося во время электролитической обработки алюминия, в алюминиевой промышленности по-прежнему необходимы улучшенные системы, снижающие эксплуатационные затраты, сокращающие занимаемую оборудованием площадь, сокращающие капитальные затраты и/или повышающие адаптируемость для соответствия конкретным требованиям к системе для более крупного производственного оборудования.Although systems are known for treating process off-gas generated during aluminum electrolytic treatment, the aluminum industry still needs improved systems that reduce operating costs, reduce equipment footprint, reduce capital costs, and/or increase adaptability to meet specific system requirements for larger production equipment.
Изложение сущности изобретенияStatement of the Invention
Настоящее изобретение относится к устройству и способу удаления загрязняющих веществ из отходящего газа технологического процесса, производимого электролитическими элементами, используемыми в установке по производству алюминия.Настоящее изобретение относится к устройству и способу удаления загрязняющих веществ из отходящего газа технологии, образуемого электролитическими элементами, используемыми в установке по производству алюминия. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу управления подачей оксида алюминия в электролитический элемент и к отдельному контактному реактору сухого скруббера. В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения предложено устройство, в котором каждый отдельный алюминиевый электролитический элемент расположен на уровне ниже уровня отдельного контактного реактора сухого скруббера для удаления газообразных загрязняющих веществ, таких как фторид водорода, из отходящего газа, образующегося в процессе производства алюминия. Один алюминиевый электролитический элемент содержит ряд анодных электродов, как правило, от шести до тридцати анодных электродов, как правило, расположенных в двух параллельных рядах, проходящих вдоль длины электролитического элемента и проходящих в расплавленное содержимое ванны. Электролитический элемент также содержит один или более катодных электродов. Процесс, происходящий в электролитическом элементе, может быть хорошо известным процессом Холла-Эру, в котором окись алюминия, также взаимозаменяемо называемую в настоящем документе «оксидом алюминия», растворяют в расплаве фторсодержащих минеральных веществ и электролизируют с образованием алюминия. Таким образом, электролитический элемент функционирует в качестве электролизера. Порошкообразный оксид алюминия подают в электролитический элемент из бункера для оксида алюминия посредством гравитации, псевдоожижения, механического переноса и/или аналогичных средств. Порошкообразный оксид алюминия подают в ванну электролитического элемента с помощью питателей. Каждый питатель может быть снабжен питающей трубой, питающим отверстием и пробойником корки электролита, обеспечивающим формирование отверстия в корке, которая часто образуется на поверхности содержимого внутри ванны. Пример пробойника корки электролита описан в патенте США № 5,045,168.The present invention relates to a device and method for removing pollutants from a process off-gas produced by electrolytic cells used in an aluminum production plant. aluminum production. More specifically, the present invention relates to an apparatus and method for controlling the supply of alumina to an electrolytic cell and to a separate dry scrubber contact reactor. In accordance with one embodiment of the present invention, an apparatus is provided in which each individual aluminum electrolytic cell is located at a level below the level of an individual dry scrubber contact reactor for removing gaseous pollutants such as hydrogen fluoride from an off gas generated during the production of aluminum. One aluminum cell contains a number of anode electrodes, typically six to thirty anode electrodes, typically arranged in two parallel rows, extending along the length of the cell and extending into the molten contents of the bath. The electrolytic cell also contains one or more cathode electrodes. The process occurring in an electrolytic cell may be the well-known Hall-Héroult process in which alumina, also referred to interchangeably herein as "alumina", is dissolved in a fluorine-containing mineral melt and electrolyzed to form aluminium. Thus, the electrolytic cell functions as an electrolytic cell. Powdered alumina is fed into the electrolytic cell from the alumina hopper by gravity, fluidization, mechanical transfer and/or similar means. Powdered alumina is fed into the bath of the electrolytic cell using feeders. Each feeder can be provided with a feed pipe, a feed hole and an electrolyte crust punch to form a hole in the crust that often forms on the surface of the contents within the bath. An example of an electrolyte crust piercer is described in US Pat. No. 5,045,168.
Процесс электролиза, происходящий в электролитическом элементе, генерирует существенные количества тепла, частиц пыли и отходящего газа, включая, помимо прочего, фторид водорода, диоксид серы, диоксид углерода и перфторированные химические вещества (PFC), т.е. загрязнители. Электролитический элемент расположен внутри закрытого корпуса, который образует внутреннюю область. Внутренняя область корпуса содержит выпускное отверстие. Вентилятор втягивает отходящий газ из корпуса через выпускное отверстие в систему очистки отходящего газа. Вентилятор предпочтительно расположен ниже по потоку от системы очистки отходящего газа для создания отрицательного давления внутри системы очистки отходящего газа. Однако для транспортировки отходящего газа могут использоваться и другие конструкции. Из-за отрицательного давления, создаваемого вентилятором, некоторый объем окружающего воздуха втягивается во внутреннюю область корпуса главным образом через зазоры или отверстия между дверцами боковой стенки корпуса. Таким образом, отходящий газ, отбираемый из внутренней области корпуса, содержит отходящий газ, частицы пыли, образующиеся в процессе производства алюминия, и объем окружающего воздуха.The electrolysis process that takes place in an electrolytic cell generates significant amounts of heat, dust particles, and off-gas, including but not limited to hydrogen fluoride, sulfur dioxide, carbon dioxide, and perfluorinated chemicals (PFCs), i.e. pollutants. The electrolytic cell is located within a closed housing which forms an interior region. The inner region of the housing contains an outlet. The fan draws off-gas from the casing through the outlet port into the off-gas cleaning system. The fan is preferably located downstream of the off-gas cleaning system to create a negative pressure within the off-gas cleaning system. However, other designs may be used to convey the off-gas. Due to the negative pressure generated by the fan, some ambient air is drawn into the interior of the case, mainly through gaps or openings between the doors on the side of the case. Thus, the off-gas taken from the interior of the housing contains off-gas, dust particles generated during the production of aluminum, and the volume of ambient air.
В отдельной системе очистки отходящего газа, расположенной на уровне, который по вертикали находится выше уровня электролитического элемента, отходящий газ проходит вверх через контактный реактор сухого скруббера, в котором диспергируется адсорбирующий агент, как правило, оксид алюминия, и затем используется в процессе производства алюминия. Диспергированный оксид алюминия смешивается с отходящим газом и взаимодействует с некоторыми компонентами отходящего газа, в частности, фторидом водорода, HF и диоксидом серы, SO2, с получением контактировавшего газа. Продукты адсорбции твердых частиц, образованные в результате взаимодействия оксида алюминия с фторидом водорода и диоксидом серы, захватываются контактировавшим газом, проходящим вертикально или вверх, из контактного реактора сухого скруббера через систему очистки отходящего газа к тканевому фильтру. Продукты адсорбции твердых частиц удаляют из контактировавшего газа посредством тканевого фильтра с получением очищенного газа. Помимо удаления фторида водорода и диоксида серы из отходящего газа система очистки отходящего газа через тканевый фильтр также отделяет по меньшей мере часть частиц пыли, захваченных контактировавшим газом из внутренней области корпуса.In a separate off-gas cleaning system located at a level that is vertically above the level of the electrolytic cell, the off-gas passes upward through a dry scrubber contact reactor in which an adsorbing agent, typically alumina, is dispersed and then used in the aluminum production process. The dispersed alumina is mixed with the off-gas and reacted with some of the off-gas components, in particular hydrogen fluoride, HF and sulfur dioxide, SO 2 , to form a contact gas. The particulate adsorption products formed from the reaction of alumina with hydrogen fluoride and sulfur dioxide are captured by the contacted vertically or upwardly flowing gas from the dry scrubber contact reactor through the off-gas scrubbing system to the fabric filter. The particulate adsorption products are removed from the contacted gas by means of a fabric filter to obtain a purified gas. In addition to removing hydrogen fluoride and sulfur dioxide from the exhaust gas, the exhaust gas scrubbing system through a fabric filter also separates at least a portion of the dust particles entrained in the contact gas from the interior of the housing.
Контактный реактор сухого скруббера, составляющий предмет настоящего изобретения, расположен ниже по потоку от бункера для оксида алюминия, который в соответствии с одним вариантом осуществления проходит горизонтально по частично пористой нижней поверхности корпуса системы очистки отходящего газа. Под частично пористой нижней поверхностью на расстоянии вертикально вниз расположена сплошная стенка основания. Корпус системы очистки отходящего газа содержит верхнюю часть, частично пористую нижнюю поверхность со сплошной стенкой основания непосредственно под ней и две противоположные боковые стенки, образующие открытую внутреннюю часть. В контактный реактор с сухим скруббером посредством бункера для оксида алюминия подается оксид алюминия. Таким образом, оксид алюминия проходит по частично пористой нижней поверхности системы очистки отходящего газа из устройства регулирования потока в контактный реактор сухого скруббера посредством гравитации, псевдоожижения, механической транспортировки и/или аналогичных средств. Контактный реактор сухого скруббера оборудован впускным отверстием для отходящего газа для прохождения потока отходящего газа через него с диспергированием оксида алюминия в смесь с отходящим газом внутри контактного реактора сухого скруббера. Впускное отверстие для отходящего газа расположено между частью боковой стенки корпуса и удерживающей стенкой, которая примыкает к свободным концам пористой нижней поверхности и сплошной стенки основания и проходит вертикально вверх от свободных концов до свободного переливного края. Удерживающая стенка находится на некотором расстоянии от боковой стенки, чтобы обеспечить прохождение отходящего газа между ними в контактный реактор с сухим скруббером. Аналогичным образом, в соответствии с одним вариантом осуществления контактный реактор сухого скруббера расположен между подвижной свободной стенкой скруббера, которая проходит по существу параллельно боковой стенке от конца свободного основания до противоположного свободного верхнего конца. Свободная стенка скруббера может быть выполнена с возможностью электронного и/или ручного перемещения путем регулирования рычага, оборудованного соединенными с ним шарнирами. Рычаг, соединенный с боковой стенкой, может иметь шарнир на боковой стенке или вблизи нее. Рычаг, также соединенный со свободной стенкой скруббера, может иметь шарнир на свободной стенке скруббера или вблизи нее. Кроме того, рычаг также может иметь шарнир, расположенный между шарнирами боковой стенки и свободной стенкой скруббера. Рычаг, оборудованный шарнирами или другим механизмом перемещения, обеспечивает электронное и/или ручное перемещение свободной стенки скруббера вертикально, т.е. ближе или дальше от пористой нижней поверхности и горизонтально, т.е. ближе или дальше от боковой стенки. Посредством перемещения и установки свободной стенки скруббера в требуемое положение можно управлять или регулировать подачу оксида алюминия в контактный реактор сухого скруббера. Таким образом, если свободная стенка скруббера расположена относительно близко к пористой нижней поверхности, подача оксида алюминия уменьшается. Если свободная стенка скруббера расположена относительно далеко от пористой нижней поверхности, подача оксида алюминия увеличивается. Если свободная стенка скруббера расположена относительно близко к боковой стенке, подача оксида алюминия увеличивается. Если свободная стенка скруббера расположена относительно далеко от боковой стенки, подача оксида алюминия уменьшается. Устройство регулирования потока управляет потоком оксида алюминия в бункер для оксида алюминия. Устройство регулирования потока содержит первую часть, образованную из удлиненной трубчатой или аналогичной формы полой конфигурации. Первая часть размещена вертикально по отношению верхнего впускного конца, соединенного по текучей среде с подачей первичного оксида алюминия. Противоположный нижний выпускной конец первой части соединен или выполнен как единое целое с вертикально расположенной второй частью. Вторая часть образует открытую внутреннюю область, проходящую от свободного края основания по сторонам, которые сужаются внутрь и вверх к противоположному соединительному концу. Соединительный конец второй части соединяется с нижним выпускным концом первой части. Таким образом, первичный оксид алюминия проходит через устройство управления потоком от верхнего впускного конца первой части к отверстию в основании, образованному кромкой свободного основания второй части. Устройство регулирования потока может быть выполнено с возможностью перемещения. Устройство регулирования потока может быть выполнено с возможностью электронного и/или ручного перемещения путем регулирования рычага, оборудованного соединенными с ним шарнирами. Рычаг соединен с боковой стенкой и может иметь шарнир на боковой стенке или вблизи нее. Рычаг также соединен с устройством регулирования потока и может иметь шарнир на устройстве регулирования потока или вблизи него. Кроме того, рычаг может иметь шарнир, расположенный между шарнирами на боковой стенке и на устройстве регулирования потока. Рычаг, оборудованный шарнирами или другим таким механизмом перемещения, обеспечивает электронное и/или ручное перемещение устройства регулирования потока вертикально, т.е. ближе или дальше от пористой нижней поверхности и горизонтально, т.е. ближе или дальше от боковой стенки. Посредством перемещения и установки устройства регулирования потока в требуемое положение можно регулировать или приспосабливать подачу оксида алюминия в бункер для оксида алюминия, и, следовательно, электролитический элемент и в контактный реактор сухого скруббера.The dry scrubber contact reactor of the present invention is located downstream of an alumina bin which, in accordance with one embodiment, extends horizontally over the partially porous bottom surface of the off-gas scrubbing system housing. Under the partially porous lower surface at a distance vertically downward is a solid wall of the base. The flue gas cleaning system housing comprises an upper part, a partially porous lower surface with a solid base wall directly below it, and two opposite side walls forming an open interior. Alumina is fed into the dry scrubber contact reactor via an alumina hopper. Thus, the alumina passes over the partially porous bottom surface of the off-gas scrubbing system from the flow control device to the contact reactor of the dry scrubber by gravity, fluidization, mechanical conveyance and/or similar means. The dry scrubber contact reactor is equipped with an off-gas inlet for passing an off-gas stream therethrough to disperse alumina into the off-gas mixture within the dry scrubber contact reactor. The exhaust gas inlet is located between a part of the side wall of the housing and a retaining wall, which is adjacent to the free ends of the porous bottom surface and the solid wall of the base and extends vertically upward from the free ends to the free overflow edge. The containment wall is spaced from the side wall to allow the off-gas to pass between them to the dry scrubber contact reactor. Similarly, in accordance with one embodiment, the contact reactor of the dry scrubber is located between the movable free wall of the scrubber, which runs essentially parallel to the side wall from the end of the free base to the opposite free top end. The free wall of the scrubber can be electronically and/or manually moved by adjusting a lever equipped with hinges connected to it. The lever connected to the side wall may have a hinge at or near the side wall. The arm, also connected to the free wall of the scrubber, may be hinged at or near the free wall of the scrubber. In addition, the arm may also have a hinge located between the hinges of the side wall and the free wall of the scrubber. A lever equipped with hinges or other movement mechanism provides electronic and/or manual movement of the free wall of the scrubber vertically, i.e. closer to or further from the porous bottom surface and horizontally, i.e. closer or further from the side wall. By moving and positioning the free wall of the scrubber, the supply of alumina to the contact reactor of the dry scrubber can be controlled or controlled. Thus, if the free wall of the scrubber is located relatively close to the porous bottom surface, the supply of alumina is reduced. If the free wall of the scrubber is located relatively far from the porous bottom surface, the supply of alumina is increased. If the free wall of the scrubber is located relatively close to the side wall, the supply of alumina is increased. If the free wall of the scrubber is located relatively far from the side wall, the supply of alumina is reduced. The flow control device controls the flow of alumina into the alumina bin. The flow control device comprises a first part formed from an elongated tubular or similar hollow configuration. The first part is placed vertically with respect to the upper inlet end, connected in fluid medium with the supply of primary alumina. The opposite lower outlet end of the first part is connected or integral with the vertically located second part. The second part forms an open inner region extending from the free edge of the base along the sides, which taper inwards and upwards towards the opposite connecting end. The connecting end of the second part is connected to the lower outlet end of the first part. Thus, the primary alumina passes through the flow control device from the upper inlet end of the first part to the opening in the base formed by the edge of the free base of the second part. The flow control device may be movable. The flow control device may be electronically and/or manually moved by adjusting a lever equipped with hinges connected thereto. The lever is connected to the side wall and may have a hinge on or near the side wall. The lever is also connected to the flow control device and may have a hinge on or near the flow control device. In addition, the lever may have a hinge located between the hinges on the side wall and on the flow control device. A lever equipped with hinges or other such movement mechanism allows electronic and/or manual movement of the flow control device vertically, i.e. closer to or further from the porous bottom surface and horizontally, i.e. closer or further from the side wall. By moving and positioning the flow control device, it is possible to control or adjust the supply of alumina to the alumina hopper, and hence the electrolytic cell, and to the contact reactor of the dry scrubber.
Поскольку в электролитический элемент подают оксид алюминия из бункера для оксида алюминия, который также подает оксид алюминия в контактный реактор сухого скруббера, требуемая для электролитического элемента скорость подачи оксида алюминия определяется или регулируется скоростью подачи оксида алюминия через устройство регулирования потока в специально выделенный контактный реактор сухого скруббера. Соответственно, оксид алюминия транспортируется от подачи первичного оксида алюминия в устройство регулирования потока, расположенное вертикально внутри корпуса системы очистки отходящего газа, для подачи через него потока оксида алюминия под действием гравитации. Свободный край основания устройства регулирования потока расположен на заданном расстоянии в соответствии с требованиями к системе от частично пористой нижней поверхности корпуса системы очистки отходящего газа внутрь или ниже верхней поверхности оксида алюминия внутри бункера для оксида алюминия. В соответствии с вариантом осуществления подача воздуха соединена по текучей среде с корпусом для подачи воздуха между сплошной стенкой основания и частично пористой нижней поверхностью. В качестве источника воздуха может использоваться вентилятор, воздуходувка или аналогичное устройство. Воздух, подаваемый между сплошной стенкой основания и частично пористой нижней поверхностью, проходит вверх через отверстия, расположенные в части или частях пористой нижней поверхности, таким образом разжижая часть оксида алюминия, нанесенного на пористую нижнюю поверхность. Таким образом, определенное статическое количество первичного оксида алюминия преднамеренно накапливается под второй частью устройства регулирования потока, смежной с боковой стенкой корпуса системы очистки отходящего газа. По мере формирования статического количества первичного оксида алюминия в открытой внутренней области второй части гравитационный поток оксида алюминия через первую часть замедляется или блокируется. По мере того как определенное количество оксида алюминия проходит из-под второй части посредством псевдоожижения и/или гравитации в бункер для оксида алюминия, подающий оксид алюминия в электролитический элемент через питающую трубу, часть статического количества первичного оксида алюминия может освобождаться и смещаться в сторону, снова обеспечивая поток первичного оксида алюминия из первой части. Такой поток оксида алюминия продолжается до тех пор, пока поток не будет снова замедлен или заблокирован из-за накопления статического количества первичного оксида алюминия под второй частью устройства регулирования потока. Посредством этого падения и потока первичного оксида алюминия из устройства регулирования потока управляют подачей оксида алюминия в электролитический элемент, а также в контактный реактор сухого скруббера, расположенный ниже по потоку от питающей трубы. Кроме того, возможно, как в случае «при необходимости» периодического увеличения подачи воздуха может быть соединена с одним или более воздухонагнетательными устройствами. В соответствии с вариантом осуществления воздухонагнетательное устройство может быть расположено на боковой стенке ниже устройства управления потоком. Воздухонагнетательное устройство, расположенное ниже устройства управления потоком, можно использовать периодически для локального увеличения подачи воздуха для изменения или стимулирования условий псевдоожижения оксида алюминия под второй частью устройства регулирования потока для периодического увеличения подачи оксида алюминия в бункер для оксида алюминия. Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления воздухонагнетательное устройство может быть расположено над пористой нижней поверхностью на удерживающей стенке. Воздухонагнетательное устройство, расположенное на удерживающей стенке, может периодически использоваться для локального увеличения подачи воздуха с целью изменения или стимулирования условий псевдоожижения для периодического увеличения подачи оксида алюминия в контактный реактор сухого скруббера.Because the cell is supplied with alumina from the alumina hopper, which also supplies alumina to the dry scrubber contact reactor, the required alumina feed rate for the cell is determined or controlled by the rate of alumina feed through the flow control device to the dedicated dry scrubber contact reactor. . Accordingly, the alumina is transported from the primary alumina supply to a flow control device located vertically inside the flue gas treatment system housing to feed the alumina flow through it under the action of gravity. The free end of the base of the flow control device is located at a predetermined distance according to the requirements of the system from the partially porous bottom surface of the flue gas cleaning system housing into or below the top surface of the alumina inside the alumina bin. According to an embodiment, the air supply is fluidly connected to the air supply housing between the solid base wall and the partially porous bottom surface. The air source may be a fan, blower or similar device. Air supplied between the solid base wall and the partially porous bottom surface passes upward through holes located in a portion or portions of the porous bottom surface, thereby liquefying a portion of the alumina deposited on the porous bottom surface. Thus, a certain static amount of primary alumina is deliberately accumulated under the second part of the flow control device adjacent to the side wall of the casing of the exhaust gas purification system. As a static amount of primary alumina forms in the open interior of the second portion, the gravitational flow of alumina through the first portion is slowed down or blocked. As a certain amount of alumina passes from under the second part by fluidization and/or gravity into the alumina hopper supplying alumina to the electrolytic cell through the supply pipe, a portion of the static amount of primary alumina may be released and shifted to the side, again providing a flow of primary alumina from the first part. This flow of alumina continues until the flow is again slowed down or blocked due to the accumulation of a static amount of primary alumina under the second part of the flow control device. This drop and the flow of primary alumina from the flow control device controls the supply of alumina to the electrolytic cell as well as to the dry scrubber contact reactor downstream of the feed pipe. In addition, it is possible, as in the case of "as needed" a periodic increase in air supply can be connected to one or more air blowers. According to an embodiment, the blower may be located on the side wall below the flow control device. An air blower located below the flow control device can be used intermittently to locally increase the air supply to change or promote fluidization conditions of the alumina under the second part of the flow control device to periodically increase the supply of alumina to the alumina bin. In addition, according to an embodiment, the blower may be positioned above the porous bottom surface on the retaining wall. An air blower located on the containment wall can be used intermittently to locally increase the air supply to change or stimulate fluidization conditions to periodically increase the supply of alumina to the dry scrubber contact reactor.
Тканевый фильтр, составляющий предмет настоящего изобретения, расположен в верхней части корпуса системы очистки отходящего газа на уровне, который по вертикали находится над устройством регулирования потока, бункером для оксида алюминия и контактным реактором сухого скруббера. Тканевый фильтр, составляющий предмет настоящего изобретения, содержит опорную стенку, выполненную с возможностью прохождения через часть корпуса системы очистки отходящего газа с образованием барьера, отделяющего область «после фильтра» с одной стороны опорной стенки от области «перед фильтром» с противоположной стороны опорной стенки. Через толщину опорной стенки проходит множество отверстий, причем каждое отверстие снабжено сменным тканевым фильтрующим мешком, который проходит от отверстия в область перед фильтром. В области после фильтра расположено выпускное отверстие, через которое очищенный газ проходит наружу от области после фильтра корпуса системы очистки отходящего газа к оборудованию дополнительной очистки или в атмосферу.The fabric filter of the present invention is located at the top of the off-gas scrubbing system housing at a level vertically above the flow control device, the alumina bin and the dry scrubber contact reactor. The fabric filter, which is the subject of the present invention, contains a support wall configured to pass through a part of the body of the exhaust gas purification system to form a barrier separating the "after the filter" area on one side of the support wall from the "before the filter" area on the opposite side of the support wall. A plurality of holes extend through the thickness of the support wall, each hole being provided with a replaceable fabric filter bag that extends from the hole into the area in front of the filter. In the area downstream of the filter, there is an outlet opening through which the purified gas flows outward from the area downstream of the filter of the exhaust gas treatment system housing to the aftertreatment equipment or to the atmosphere.
Способ применения системы очистки отходящего газа, составляющей предмет настоящего изобретения, включает: расположение системы очистки отходящего газа, составляющей предмет настоящего изобретения, на уровне, который по вертикали находится выше уровня электролитического элемента, выполненного с возможностью производства алюминия, соединенного по текучей среде с системой очистки отходящего газа, составляющей предмет настоящего изобретения, с электролитическим элементом посредством питающей трубы и выпускного отверстия для отходящего газа, причем питающая труба присоединена к бункеру для оксида алюминия системы очистки отходящего газа, а выпускное отверстие для отходящего газа соединено с контактным реактором сухого скруббера, подачу оксида алюминия в систему очистки отходящего газа посредством устройства регулирования потока, причем устройство регулирования потока подает оксид алюминия в электролитический элемент и в контактный реактор сухого скруббера со скоростью, в зависимости от потребности электролитического элемента в оксиде алюминия, взаимодействие диспергированного оксида алюминия с отходящим газом в контактном реакторе сухого скруббера для удаления загрязняющего вещества из отходящего газа с получением контактировавшего газа, захваченного продуктами адсорбции твердых частиц, и удаление продуктов адсорбции твердых частиц из контактировавшего газа в тканевом фильтре с получением очищенного газа.The method of using the exhaust gas purification system of the present invention includes: locating the exhaust gas purification system of the present invention at a level that is vertically above the level of an electrolytic cell capable of producing aluminum fluidly connected to the purification system exhaust gas of the present invention with an electrolytic cell through a feed pipe and an exhaust gas outlet, the feed pipe connected to the alumina bin of the exhaust gas purification system, and the exhaust gas outlet connected to the contact reactor of the dry scrubber, supplying the oxide aluminum into the off-gas treatment system by means of a flow control device, wherein the flow control device supplies alumina to the electrolytic cell and to the contact reactor of the dry scrubber at a rate depending on the consumption alumina electrolytic cell, reacting dispersed alumina with off-gas in a contact reactor of a dry scrubber to remove contaminant from off-gas to form contact gas entrained with particulate adsorption products, and remove particulate adsorption products from contact gas in a fabric filter with obtaining purified gas.
Способ применения устройства регулирования потока, составляющего предмет настоящего изобретения, для подачи оксида алюминия включает: обеспечение вертикально расположенного устройства регулирования потока внутри корпуса системы очистки отходящего газа, причем устройство регулирования потока содержит вертикально расположенную удлиненную первую часть и вертикально расположенную вторую часть, расположенную на заданном расстоянии над частично пористой нижней поверхностью корпуса системы очистки отходящего газа, подачу оксида алюминия в устройство регулирования потока от источника оксида алюминия для гравитационной подачи оксида алюминия посредством устройства регулирования потока в бункер для оксида алюминия для подачи оксида алюминия в электролитический элемент и в контактный реактор сухого скруббера и регулирование скорости подачи оксида алюминия в контактный реактор сухого скруббера в зависимости от потребности электролитического элемента в оксиде алюминия.The method of using the flow control device of the present invention for supplying alumina includes: providing a vertically located flow control device inside the body of the off-gas purification system, the flow control device comprising a vertically located elongated first part and a vertically located second part located at a predetermined distance above the partially porous bottom surface of the off-gas scrubbing system housing, supplying alumina to the flow control device from the alumina source to gravity feed alumina through the flow control device to the alumina hopper to supply alumina to the electrolytic cell and contact reactor of the dry scrubber, and regulation of the feed rate of alumina to the contact reactor of the dry scrubber depending on the need of the electrolytic cell in alumina.
Таким образом, система очистки отходящего газа, составляющая предмет настоящего изобретения, содержит: специально выделенную систему очистки отходящего газа, расположенную на уровне, который по вертикали находится выше уровня отдельного алюминиевого электролитического элемента, корпус, образующий внутреннюю область отдельной системы очистки отходящего газа, устройство регулирования потока, расположенное вертикально в пределах внутренней области, содержащее удлиненную полую первую часть и сужающуюся вторую часть, расположенную на заданном расстоянии от частично пористой нижней поверхности корпуса, бункер для адсорбента, проходящий через частично пористую нижнюю поверхность корпуса между устройством регулирования потока и контактным реактором сухого скруббера, питающую трубу, соединенную по текучей среде между бункером для адсорбента и отдельным алюминиевым электролитическим элементом, для подачи адсорбента в отдельный алюминиевый электролитический элемент, и выпускное отверстие для отходящего газа в корпусе элемента для отдельного электролитического элемента, соединенное по текучей среде с контактным реактором сухого скруббера, для взаимодействия отходящего газа с адсорбентом, подаваемым из бункера для адсорбента с получением контактировавшего газа. Система очистки отходящего газа дополнительно содержит воздухонагнетательные устройства для изменения или повышения псевдоожижения адсорбента внутри системы. Система очистки отходящего газа, составляющая предмет настоящего изобретения, дополнительно содержит тканевый фильтр, выполненный с возможностью удаления продуктов адсорбции твердых частиц и пыли из контактирующего газа. Тканевый фильтр содержит множество съемных тканевых фильтрующих мешков, расположенных внутри корпуса на уровне, который по вертикали находится выше уровня устройства регулирования потока, бункера для адсорбента и контактного реактора сухого скруббера. Устройство регулирования потока и/или часть контактного реактора сухого скруббера могут быть выполнены с возможностью перемещения, чтобы влиять на псевдоожижение адсорбента, причем устройство регулирования потока системы очистки отходящего газа регулирует скорость подачи адсорбента в контактный реактор сухого скруббера в зависимости от скорости расхода адсорбента электролитическим элементом.Thus, the exhaust gas purification system of the present invention comprises: a dedicated exhaust gas purification system located at a level that is vertically above the level of a separate aluminum electrolytic cell, a housing forming the interior of the separate exhaust gas purification system, a control device flow, located vertically within the inner region, containing an elongated hollow first part and a tapering second part located at a predetermined distance from the partially porous lower surface of the housing, an adsorbent bin passing through the partially porous lower surface of the housing between the flow control device and the contact reactor of the dry scrubber , a supply pipe fluidly connected between the adsorbent bin and the separate aluminum cell for supplying the adsorbent to the separate aluminum cell, and a waste outlet a supply gas in the cell housing for the individual electrolytic cell, in fluid communication with the contact reactor of the dry scrubber, for reacting the off-gas with the adsorbent supplied from the adsorbent bin to form a contacted gas. The off-gas purification system further comprises air blowers for changing or increasing the fluidization of the adsorbent within the system. The exhaust gas purification system of the present invention further comprises a fabric filter configured to remove particulate adsorption products and dust from the contact gas. The fabric filter comprises a plurality of removable fabric filter bags located inside the housing at a level that is vertically above the level of the flow control device, the adsorbent hopper and the contact reactor of the dry scrubber. The flow control device and/or part of the dry scrubber contact reactor may be movable to influence the fluidization of the adsorbent, wherein the flow control device of the off-gas purification system controls the adsorbent feed rate to the dry scrubber contact reactor depending on the adsorbent flow rate of the electrolytic cell.
Таким образом, устройство регулирования потока, составляющее предмет настоящего изобретения, содержит: вертикально расположенную удлиненную полую первую часть, вертикально расположенную вторую часть, образующую открытую внутреннюю область, причем вторая часть содержит коническую стенку, проходящую между краем основания и соединительной верхней частью, причем соединительная верхняя часть соединена по текучей среде с нижним открытым концом первой части, источник адсорбента, соединенный по текучей среде с открытым верхним концом первой части, и часть бункера для адсорбента, расположенного на заданном расстоянии по вертикали ниже устройства регулирования потока, причем устройство регулирования потока выполнено с возможностью механического регулирования скорости подачи адсорбента в контактный реактор сухого скруббера в зависимости от скорости расхода адсорбента алюминиевым электролитическим элементом. Край основания второй части устройства регулирования потока, составляющего предмет настоящего изобретения, расположен по вертикали ниже верхней поверхности адсорбента в бункере для адсорбента. Дополнительно первая часть устройства управления потоком, составляющего предмет настоящего изобретения, имеет трубчатую или аналогичную полую конфигурацию. Край основания второй части устройства регулирования потока, составляющего предмет настоящего изобретения, имеет больший размер, чем соединительная верхняя часть второй части.Thus, the flow control device that is the subject of the present invention comprises: a vertically located elongated hollow first part, a vertically located second part forming an open internal area, and the second part contains a conical wall extending between the edge of the base and the connecting upper part, and the connecting upper part a part is fluidly connected to the lower open end of the first part, an adsorbent source fluidly connected to the open upper end of the first part, and a part of the adsorbent hopper located at a predetermined vertical distance below the flow control device, the flow control device being configured to mechanical regulation of the rate of adsorbent supply to the dry scrubber contact reactor depending on the rate of adsorbent consumption by the aluminum electrolytic cell. The bottom edge of the second part of the flow control device of the present invention is located vertically below the top surface of the adsorbent in the adsorbent bin. Additionally, the first part of the flow control device of the present invention has a tubular or similar hollow configuration. The base edge of the second part of the flow control device of the present invention is larger than the connecting top of the second part.
Таким образом, способ применения устройства управления потоком, составляющего предмет настоящего изобретения, включает: расположение устройства регулирования потока, содержащего: вертикально расположенную удлиненную полую первую часть, вертикально расположенную вторую часть, образующую открытую внутреннюю область, причем вторая часть содержит коническую стенку, проходящую между открытым свободным краем основания и соединительной верхней частью, причем соединительная верхняя часть соединена по текучей среде с нижним выпускным концом первой части, источник адсорбента, соединенный по текучей среде с открытым верхним впускным концом первой части, и часть бункера для адсорбента, расположенного на заданном расстоянии по вертикали ниже устройства регулирования потока, и управление устройством регулирования потока для регулирования скорости подачи адсорбента в контактный реактор сухого скруббера в зависимости от скорости расхода адсорбента алюминиевым электролитическим элементом. В соответствии со способом, составляющим предмет настоящего изобретения, адсорбент проходит под действием гравитации через устройство регулирования потока от открытого верхнего впускного конца первой части к открытому свободному краю основания второй части. Адсорбент представляет собой оксид алюминия. Способ, составляющий предмет настоящего изобретения, дополнительно включает в себя увеличение скорости подачи адсорбента в контактный реактор посредством воздухонагнетательного устройства.Thus, the method of using the flow control device that is the subject of the present invention includes: the arrangement of the flow control device, comprising: a vertically located elongated hollow first part, a vertically located second part forming an open internal region, and the second part contains a conical wall passing between the open a free edge of the base and a connecting upper part, wherein the connecting upper part is fluidly connected to the lower outlet end of the first part, an adsorbent source fluidly connected to the open upper inlet end of the first part, and a part of the adsorbent hopper located at a predetermined vertical distance downstream of the flow control device, and controlling the flow control device to control the adsorbent supply rate to the contact reactor of the dry scrubber depending on the adsorbent flow rate of the aluminum electrolytic cell. According to the method of the present invention, the adsorbent flows under gravity through the flow control device from the open upper inlet end of the first part to the open free edge of the base of the second part. The adsorbent is alumina. The method of the present invention further includes increasing the adsorbent supply rate to the contact reactor by means of the air blower.
Способ, составляющий предмет настоящего изобретения, дополнительно включает уменьшение скорости подачи адсорбента в контактный реактор сухого скруббера посредством неподвижного адсорбента, накапливающегося в открытой внутренней области, образованной второй частью. Способ дополнительно включает снижение скорости подачи потока адсорбента через устройство управления потоком в контактный реактор сухого скруббера посредством неподвижного адсорбента, накапливающегося в открытой внутренней области, образованной второй частью, и неподвижного адсорбента, накапливающегося ниже второй части. В соответствии со способом, составляющим предмет настоящего изобретения, открытый свободный край основания второй части имеет больший размер, чем соединительная верхняя часть второй части. Кроме того, в соответствии со способом, составляющим предмет настоящего изобретения, соединительная верхняя часть второй части имеет такой же размер и конфигурацию, что и нижний выпускной конец первой части.The method of the present invention further comprises reducing the rate of adsorbent supply to the dry scrubber contact reactor by means of immobile adsorbent accumulating in the open interior region defined by the second part. The method further includes reducing the flow rate of the adsorbent through the flow control device into the contact reactor of the dry scrubber by the immobile adsorbent accumulating in the open internal area defined by the second part and the immobile adsorbent accumulating below the second part. According to the method of the present invention, the open free edge of the base of the second part is larger than the connecting top of the second part. In addition, according to the method of the present invention, the connecting upper part of the second part has the same size and shape as the lower outlet end of the first part.
Преимущество системы, составляющей предмет настоящего изобретения, заключается в том, что управление балансом оксида алюминия и фторида может зависеть от конкретного электролитического элемента. Следовательно, если по какой-либо причине один электролитический элемент генерирует больше газообразного водорода, питатель может приводиться в действие для подачи большего количества оксида алюминия в электролитический элемент для адсорбции большего количества фторида, чтобы снизить потери фторида из электролитического элемента. Кроме того, при приведении в действие питателя пробойник корки электролита сначала задействован внутри ванны для открытия отверстия, через которое оксид алюминия подается в содержимое ванны. В ходе этой операции вырабатывается значительное количество газообразного фтористого водорода. Таким образом, во время работы питатель подает на электролитический элемент больше оксида алюминия. Дополнительный оксид алюминия, подаваемый в электролитический элемент, адсорбирует больше фторида, уменьшая потери фторида из электролитического элемента в процессе эксплуатации. Предпочтительно для дополнительного контроля питателя посредством контроллера и контроля выбросов датчик фторида водорода, датчик диоксида серы и/или датчик перфторированных химических веществ установлен на выпускном отверстии для очищенного газа или относительно близко к нему. Дополнительные цели и признаки настоящего описания будут очевидны из представленного ниже подробного описания и формулы изобретения.An advantage of the system of the present invention is that the control of the balance of alumina and fluoride can be dependent on the particular electrolytic cell. Therefore, if for any reason one cell generates more hydrogen gas, the feeder may be operated to supply more alumina to the cell to adsorb more fluoride to reduce the loss of fluoride from the cell. In addition, when the feeder is actuated, the electrolyte crust piercer is first actuated within the bath to open a hole through which alumina is fed into the contents of the bath. During this operation, a significant amount of gaseous hydrogen fluoride is produced. Thus, during operation, the feeder supplies more alumina to the electrolytic cell. Additional alumina supplied to the cell adsorbs more fluoride, reducing the loss of fluoride from the cell during operation. Preferably, for additional control of the feeder by the controller and control of emissions, a hydrogen fluoride sensor, a sulfur dioxide sensor, and/or a perfluorinated chemical sensor is installed at or relatively close to the clean gas outlet. Additional objects and features of the present description will be apparent from the following detailed description and claims.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
Настоящее изобретение более подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:The present invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
на фиг. 1 представлен схематический вид сбоку в поперечном сечении установки по производству алюминия, оснащенной вариантом осуществления системы очистки отходящего газа, составляющей предмет настоящего изобретения; иin fig. 1 is a schematic side cross-sectional view of an aluminum production plant equipped with an embodiment of an off-gas purification system, which is the subject of the present invention; and
на фиг. 2 представлен схематический вид сбоку в поперечном сечении установки по производству алюминия, оснащенной другим вариантом осуществления системы очистки отходящего газа, составляющей предмет настоящего изобретения.in fig. 2 is a schematic side cross-sectional view of an aluminum production plant equipped with another embodiment of the off-gas purification system of the present invention.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Каждая из фиг. 1 и 2 представляет собой схематическое изображение установки 10 по производству алюминия. Основные компоненты установки 10 по производству алюминия включают в себя цех 12 для электролитического элемента для производства алюминия, в котором может быть размещено множество электролитических элементов 14 для производства алюминия. Для ясности и простоты на каждой из фиг. 1 и 2 изображен только один алюминиевый электролитический элемент 14, но следует понимать, что цех 12 для электролитического элемента обычно может содержать от 50 до 200 электролитических элементов 14. Каждый алюминиевый электролитический элемент 14 содержит ряд анодных электродов 16, как правило, от шести до тридцати анодных электродов 16, как правило, расположенных в два параллельных ряда, проходящих по всей длине электролитического элемента 14 и проходящих в содержимое 18 ванны 20. Электролитический элемент 14 также содержит один или более катодных электродов 22. Процесс, происходящий в электролитическом элементе 14, может быть хорошо известным процессом Холла-Эру, в котором оксид алюминия или оксид алюминия A, термины, используемые в настоящем документе взаимозаменяемо, растворяют в расплаве фторсодержащих минеральных веществ и электролизируют с образованием алюминия. Следовательно, электролитический элемент 14 функционирует в качестве электролизера. Порошкообразный оксид алюминия A подают в электролитический элемент 14 из бункера 24 для оксида алюминия, выполненного как единое целое с системой 26 очистки отходящего газа, специально выделенной для одного электролитического элемента 14. Порошкообразный оксид алюминия A подают в ванну 20 с помощью питателей 28, управляемых контроллером 126. Каждый питатель 28 снабжен питающей трубой 30, питающим отверстием 32 и пробойником 34 корки электролита, обеспечивающим формирование отверстия в корке, которая часто образуется на поверхности 18A содержимого 18. Пример пробойника 34 корки электролита описан в патенте США № 5,045,168. Каждый питатель 28 электрически соединен с контроллером 126. Контроллер 126 также может быть электронным образом соединен с датчиком 33 фторида водорода, расположенным во впускном отверстии 102 для очищенного газа. Пример датчика 33 фторида водорода описан в европейском патенте № 2181753. Другие датчики 33 также могут быть расположены в выпускном отверстии 102 для очищенного газа, например, в датчике диоксида серы, датчике перфторированных химических веществ, датчике диоксида углерода и/или аналогичном датчике загрязняющего вещества. Контроллер 126 также может быть электрически соединен с системой 120 подачи воздуха и воздухонагнетательными устройствами 124. Контроллер 126 более подробно описан ниже.Each of the FIGS. 1 and 2 is a schematic representation of the
Процесс электролиза, происходящий в электролитическом элементе 14, генерирует большие количества теплоты Н, частиц пыли DP и отходящего газа EG, включая, без ограничений, фторид водорода, диоксид серы и диоксид углерода, т.е. загрязняющие вещества. Корпус 36 элемента образует внутреннюю область 36A, в которой расположена ванна 20. Впускное отверстие 66 для отходящего газа EG соединено по текучей среде с внутренней областью 36А. Вентилятор 40 отводит отходящий газ EG из внутренней области 36A и через систему 26 очистки отходящего газа. Вентилятор 40 предпочтительно расположен ниже по потоку от системы 26 очистки отходящего газа для создания отрицательного давления в системе 26 очистки отходящего газа. Однако в качестве альтернативы вентилятор 40 также может быть установлен на других участках в зависимости от требований установки 10. Вентилятор 40 создает посредством соединенного по текучей среде впускного отверстия 66 для отходящего газа EG всасывание во внутренней области 36А корпуса 36 ячейки. В результате отрицательного давления в корпусе 36 элемента объем окружающего воздуха АА втягивается во внутреннюю область 36А главным образом через зазоры или отверстия 42 в дверцах 44 боковых стенок. Отходящий газ EG, отбираемый из внутренней области 36A через впускное отверстие 66 для отходящего газа EG, содержит отходящий газ EG, частицы пыли DP, образующиеся в процессе производства алюминия, и объем окружающего воздуха AA.The electrolysis process taking place in the
В системе 26 очистки отходящего газа отходящий газ EG смешивается в контактном реакторе 46 сухого скруббера с адсорбентом, который обычно представляет собой оксид алюминия A, который затем используется в процессе производства алюминия. Оксид алюминия A взаимодействует с некоторыми компонентами отходящего газа EG, в частности, c фторидом водорода HF и диоксидом серы SO2. Продукты адсорбции в виде частиц PP, образованные в результате реакции оксида алюминия A с фторидом водорода и диоксидом серы, отделяют от контактировавшего газа CG посредством тканевого фильтра 48. Помимо удаления фторида водорода и диоксида серы из отходящего газа EG, система 26 очистки отходящего газа посредством тканевого фильтра 48 также отделяет по меньшей мере часть частиц DP пыли, захваченных отходящим газом EG из внутренней области 36A.In the off-
Необязательно очищенный газ TG, вытекающий из системы 26 очистки отходящего газа через выпускное отверстие 102 для очищенного газа, дополнительно очищают в устройстве 50 удаления диоксида серы. Устройство 50 удаления диоксида серы удаляет большую часть диоксида серы, оставшегося в очищенном газе TG после переработки в системе 26 очистки отходящего газа. Устройство 50 удаления диоксида серы может представлять собой, например, скруббер с морской водой, такой как описанный в патенте США № 5,484,535, мокрый скруббер с известняком, такой как описанный в европейском патенте № 0162536, или другое такое устройство, в котором используется щелочное поглощающее вещество для удаления диоксида серы из производственного газа.Optionally, the purified gas TG flowing out of the exhaust
Необязательно очищенный газ TG, протекающий из системы 26 очистки отходящего газа или из устройства 50 удаления диоксида серы, дополнительно обрабатывают в устройстве 52 удаления диоксида углерода, выполненном с возможностью удаления по меньшей мере части диоксида углерода из очищенного газа TG. Устройство 52 удаления диоксида углерода может представлять собой устройство любого типа, подходящее для удаления газообразного диоксида углерода из производственного газа. Примером подходящего устройства 52 удаления диоксида углерода является устройство, выполненное с возможностью осуществления способа с охлажденным аммиаком. В способе с охлажденным аммиаком очищенный газ TG взаимодействует, например, с раствором или суспензией карбоната аммония и/или бикарбоната аммония при низкой температуре, например от 0°C до 10°C, в абсорбере 54. Раствор или суспензия избирательно абсорбируют газообразный диоксид углерода из очищенного газа TG. Таким образом, очищенный газ TG, содержащий главным образом газообразный азот и газообразный кислород, поступает из абсорбера 54 для выпуска в атмосферу. Отработанный раствор или суспензию карбоната аммония и/или бикарбоната аммония транспортируют из абсорбера 54 в регенератор 56, в котором раствор или суспензию карбоната аммония и/или бикарбоната аммония нагревают до температуры, например, от 50°C до 150°C, что приводит к высвобождению диоксида углерода в форме концентрированного газа. Затем регенерированный раствор или суспензию карбоната аммония и/или бикарбоната аммония возвращают в абсорбер 54. Концентрированный газообразный диоксид углерода протекает из регенератора 56 в установку 58 переработки газа, в которой сжимается концентрированный газообразный диоксид углерода. Сжатый концентрированный диоксид углерода CC можно утилизировать, например, путем закачивания в старую шахту или т.п. Пример устройства 52 удаления диоксида углерода описанного типа описан в патенте США № 2008/0072762. Следует понимать, что также можно использовать другие устройства 52 удаления диоксида углерода.Optionally, the purified gas TG flowing from the off-
Хотя рассматриваемая система 26 очистки отходящего газа описана в настоящем документе как выделенная для электролитического элемента 14, объем настоящего описания охватывает сферы применения, в которых использование рассматриваемой системы 26 очистки отходящего газа может быть предназначено для более чем одного электролитического элемента 14. В специально выделенной системе 26 очистки отходящего газа, расположенной на уровне, который по вертикали находится выше уровня электролитического элемента 14, отходящий газ EG течет вверх через контактный реактор 46 сухого скруббера. Контактный реактор 46 сухого скруббера, составляющий предмет настоящего изобретения, расположен ниже по потоку от бункера 24 для оксида алюминия, который проходит горизонтально по пористой нижней поверхности 60A корпуса 60 системы 26 очистки отходящего газа. Термин «пористая нижняя поверхность 60A» при использовании в настоящем документе в совокупности относится либо к полностью пористой поверхности, либо к частично пористой поверхности в зависимости от потребностей системы 26 очистки отходящего газа. Под пористой нижней поверхностью 60A на расстоянии вертикально вниз расположена сплошная стенка 60D основания. Корпус 60 системы 26 очистки отходящего газа содержит верхнюю часть 60B, пористую нижнюю поверхность 60A со сплошной стенкой 60D основания под ней и две противоположные боковые стенки 60C, образующие открытую внутреннюю часть 62. В контактный реактор 46 сухого скруббера подается поток оксида алюминия A в виде псевдоожиженного слоя и/или гравитационного потока из бункера 24 для оксида алюминия. Таким образом, оксид алюминия A протекает через пористую нижнюю поверхность 60A системы 26 очистки отходящего газа из устройства 64 регулирования потока в контактный реактор 46 сухого скруббера, оснащенный впускным отверстием 66 для отходящего газа EG. В контактном реакторе 46 сухого скруббера оксид алюминия A распределяется и смешивается с отходящим газом EG, поступающим в корпус 60 системы очистки 26 отходящего газа через впускное отверстие 66 для отходящего газа EG. Впускное отверстие 66 для отходящего газа EG расположено между частью боковой стенки 60C и удерживающей стенкой 66A, причем конец 66B основания примыкает к свободным концам 61 пористой нижней поверхности 60A и сплошной стенки 60D основания и проходит вертикально вверх от конца 66B основания к свободному концу 66C переливного края. Удерживающая стенка 66A находится на некотором расстоянии от боковой стенки 60C для обеспечения потока отходящего газа EG между ними в контактный реактор 46 сухого скруббера. Аналогичным образом контактный реактор 46 сухого скруббера расположен между подвижной свободной стенкой 46A скруббера, которая проходит по существу параллельно боковой стенке 60C от конца 46B свободного основания до противоположного свободного верхнего конца 46C. Свободная стенка 46A скруббера может быть выполнена с возможностью электронного перемещения с помощью контроллера 126 и/или ручного перемещения путем регулирования рычага 49, оборудованного соединенными с ним шарнирами 47. Рычаг 49, соединенный с боковой стенкой 60C, может иметь шарнир 47, расположенный на боковой стенке 60C или рядом с ней. Рычаг 49, соединенный со свободной стенкой 46A скруббера, может иметь шарнир 47, расположенный на свободной стенке 46A скруббера или рядом с ней. Кроме того, рычаг 49 может иметь шарнир 47, расположенный между шарнирами боковой стенки 60C и свободной стенки 46A скруббера. Рычаг 49, оснащенный шарнирами 47 или подобным подвижным механическим устройством, обеспечивает электронное перемещение с помощью контроллера 126 или ручное перемещение свободной стенки 46A скруббера в вертикальном, т.е. ближе или дальше от пористой нижней поверхности 60A и горизонтально, т.е. ближе или дальше от боковой стенки 60C. Таким образом, при расположении свободной стенки 46A скруббера относительно ближе к пористой нижней поверхности 60A уменьшается подача оксида алюминия A в контактный реактор 46 сухого скруббера. При расположении свободной стенки 46A скруббера относительно дальше от пористой нижней поверхности 60A увеличивается подача оксида алюминия A в контактный реактор 46 сухого скруббера. При расположении свободной стенки 46A скруббера относительно ближе к смежной боковой стенке 60C уменьшается подача оксида алюминия A в контактный реактор 46 сухого скруббера. При расположении свободной стенки 46 A скруббера относительно дальше от смежной боковой стенки 60C увеличивается подача оксида алюминия A в контактный реактор 46 сухого скруббера. Посредством перемещения и установки свободной стенки 46A скруббера в требуемое положение можно управлять или регулировать подачу оксида алюминия A в контактный реактор 46 сухого скруббера. Устройство регулирования потока 64 содержит первую часть 68, образованную из удлиненной трубчатой или другой аналогичной полой конфигурации. Первая часть 68 размещена вертикально по отношению верхнего впускного конца 70, соединенного по текучей среде с подачей 72 первичного оксида алюминия посредством регулируемого канала 74. Противоположный нижний выпускной конец 76 первой части 68 соединен или выполнен как единое целое с вертикально расположенной второй частью 78. Вторая часть 78 образует открытую внутреннюю область 80, проходящую от свободного края 82 основания по сторонам 84, которые проходят сужаясь внутрь и вверх к соединительному концу 86. Соединительный конец 86 второй части 78 соединяется по текучей среде с нижним выпускным концом 76 первой части 68. Таким образом, оксид алюминия A под действием гравитации проходит через устройство 64 регулирования потока от верхнего впускного конца 70 первой части 68 к отверстию 88 основания, образованному краем 82 свободного основания второй части 78. Хотя описываемое в настоящем документе устройство 64 регулирования потока имеет трубчатую первую часть 68 и коническую вторую часть 78 для контролируемого гравитационного течения, объем настоящего описания охватывает другие формы и/или конфигурации, выполненные с возможностью функционирования в качестве устройства 64 регулирования потока, составляющего предмет настоящего изобретения, описанного в настоящем документе. Устройство 64 регулирования потока может быть выполнено с возможностью перемещения. Устройство управления потоком 64 может быть выполнено с возможностью электронного перемещения с помощью контроллера 126 и/или с возможностью ручного перемещения путем регулирования рычага 69 с соединенными с ним шарнирами 67. Рычаг 69, соединенный с боковой стенкой 60C, может быть оснащен шарниром 67 на боковой стенке 60C или рядом с ней. Рычаг 69, соединенный с устройством 64 регулирования потока, может быть оснащен шарниром 67 на устройстве 64 регулирования потока или рядом с ним. Кроме того, рычаг 69 может быть оснащен шарниром 67 между шарнирами боковой стенки 60C и устройством 64 регулирования потока. Рычаг 69, оснащенный шарнирами 67 обеспечивает электронное перемещение с помощью контроллера 126 или ручное перемещение устройства 64 регулирования потока вертикально, т.е. ближе или дальше от пористой нижней поверхности 60A и горизонтально, т.е. ближе или дальше от боковой стенки 60C. Таким образом, при расположении устройства 64 регулирования потока относительно ближе к пористой нижней поверхности 60A уменьшается подача оксида алюминия A в бункер для оксида алюминия. При расположении устройства 64 регулирования потока относительно дальше от пористой нижней поверхности 60A увеличивается подача оксида алюминия A в бункер для оксида алюминия. При расположении устройства 64 регулирования потока относительно ближе к смежной боковой стенке 60C уменьшается подача оксида алюминия A в бункер для оксида алюминия. При расположении устройства 64 регулирования потока относительно дальше от смежной боковой стенки 60C увеличивается подача оксида алюминия A в бункер для оксида алюминия. Посредством перемещения и установки устройства 64 регулирования потока в требуемое положение можно управлять или регулировать подачу оксида алюминия A в электролитический элемент 14 и контактный реактор 46 сухого скруббера.Although the contemplated exhaust
Поскольку в электролитический элемент 14 подают оксид алюминия A из бункера 24 для оксида алюминия, который также подает оксид алюминия A в контактный реактор 46 сухого скруббера, расход оксида алюминия A электролитическим элементом 14 определяется или регулируется скоростью подачи оксида алюминия в специально выделенный 46 сухого скруббера. Соответственно, оксид алюминия A транспортируется от подачи 72 первичного оксида алюминия в устройство 64 регулирования потока, расположенное вертикально внутри корпуса 60 системы 26 очистки отходящего газа, для подачи через него потока оксида алюминия A под действием гравитации. Свободный край 82 основания устройства 64 регулирования потока расположен на заданном расстоянии D от пористой нижней поверхности 60A корпуса 60 системы 26 очистки отходящего газа в потоке оксида алюминия A внутри бункера 24 для оксида алюминия. В соответствии с одним вариантом осуществления источник 120 воздуха соединен по текучей среде с корпусом 60 для подачи воздуха G между сплошной стенкой 60D основания и пористой нижней поверхностью 60A на концах 63, противоположных свободным концам 61. В качестве источника воздуха 120 может использоваться вентилятор, воздуходувка или аналогичное устройство. Воздух G, подаваемый между сплошной стенкой 60D основания и пористой нижней поверхностью 60A, протекает вверх через отверстия 122, расположенные по всем частям или частям пористой нижней поверхности 60A, таким образом разжижая часть оксида алюминия A, поддерживаемого пористой нижней поверхностью 60A. Таким образом, определенное статическое количество оксида алюминия Намеренно создается под второй частью 78 устройства 64 регулирования потока и смежной с ней боковой стенкой 60C корпуса 60 системы 26 очистки отходящего газа. По мере накопления статического количества оксида алюминия A в открытой внутренней области 80 второй части 78 гравитационный поток оксида алюминия A через первую часть 68 замедляется или блокируется. По мере того как определенное количество оксида алюминия A в псевдоожиженном состоянии поступает из второй части 78 в бункер 24 для оксида алюминия, подающий оксид алюминия A в электролитический элемент 14 через питающую трубу 30, часть статического количества оксида алюминия A смещается под действием силы тяжести для обеспечения потока оксида алюминия A из первой части 68 до тех пор, пока или до тех пор, пока поток не будет снова замедлен или блокирован статическим количеством оксида алюминия A, созданным под второй частью 78 устройства управления потоком 64. Посредством этого падения и потока оксида алюминия A из устройства 64 регулирования потока управляют подачей оксида алюминия A в электролитический элемент 14 и потоком оксида алюминия A в контактный реактор 46 сухого скруббера, расположенный ниже по потоку от питающей трубы 30, к электролитическому элементу 14. Кроме того, возможно, как в случае «при необходимости» периодического увеличения подачи 120 воздуха может быть соединена с одним или более воздухонагнетательными устройствами 124. В соответствии с одним вариантом осуществления воздухонагнетательное устройство 124 может быть расположено на боковой стенке 60C ниже устройства 64 управления потоком. Воздухонагнетательное устройство 124 под устройством 64 регулирования потока может периодически использоваться для локального увеличения подачи воздуха G, чтобы периодически изменять или стимулировать условия псевдоожижения под второй частью 78 устройства 64 регулирования потока. В соответствии с другим вариантом осуществления воздухонагнетательное устройство 124 может быть расположено над пористой нижней поверхностью 60A на удерживающей стенке 66A. Устройство 124 подачи воздуха можно периодически использовать на удерживающей стенке 66A для локального увеличения подачи воздуха G с целью периодического изменения или увеличения подачи оксида алюминия A в контактный реактор 46 сухого скруббера.Because the
Тканевый фильтр 48 расположен в верхней части 92 корпуса 60 системы 26 очистки отходящего газа на уровне, который по вертикали находится выше уровня устройства 64 регулирования потока, бункером 24 для оксида алюминия и контактным реактором 46 сухого скруббера. Тканевый фильтр 48 содержит опорную стенку 90, расположенную внутри верхней части 92 корпуса 60 системы 26 очистки отходящего газа, отделяющего по текучей среде область 94 «после фильтра» с одной стороны опорной стенки 90 от области 96 «перед фильтром» с противоположной стороны опорной стенки 90. Через толщину T опорной стенки 90 проходит множество отверстий 98, причем каждое отверстие 98 снабжено сменным тканевым фильтрующим мешком 100, который проходит от отверстия 98 в область 96 перед фильтром. Внутри области 94 после фильтра расположено выпускное отверстие 102 для очищенного газа, через который очищенный газ TG проходит наружу от области 94 после фильтра корпуса 60 системы 26 очистки отходящего газа к необязательному оборудованию 50, 52 дополнительной очистки или в атмосферу.The
На фиг. 1 боковая сторона 84 нижней части 78 устройства 64 регулирования потока размещена смежно с боковой стенкой 60C корпуса 60, при этом тканевый фильтр 48 размещен вертикально, т.е. тканевые фильтрующие мешки 100 проходят вертикально. Другой вариант осуществления, схематически изображенный на фиг. 2, боковая сторона 84 нижней части 78 устройства 64 регулирования потока имеет укороченную конфигурацию для обеспечения относительно плотной стыковки с боковой стенкой 60C корпуса 60, при этом тканевый фильтр 48 размещен горизонтально, т.е. тканевые фильтрующие мешки 100 проходят горизонтально. Кроме того, варианты осуществления, в которых устройство 64 регулирования потока расположено смежно с боковой стенкой 60C корпуса 60 (как показано на фиг. 1), а тканевый фильтр 48 расположен горизонтально (как показано на фиг. 2), или устройство 64 управления потоком в укороченной конфигурации (как показано на фиг. 2) и тканевый фильтр 48 расположен вертикально (как показано на фиг. 1), также считаются входящими в объем настоящего изобретения.In FIG. 1, the
Способ применения системы 26 очистки отходящего газа, составляющей предмет настоящего изобретения, включает: расположение системы 26 очистки отходящего газа, составляющей предмет настоящего изобретения, на уровне, который по вертикали находится выше уровня электролитического элемента 14 для производства алюминия, соединение по текучей среде системы 26 очистки отходящего газа, составляющей предмет настоящего изобретения, с электролитическим элементом 14 через питающую трубу 30 и выпускное отверстие 104 для отходящего газа. Таким образом, питающая труба 30 присоединена к бункеру 24 для оксида алюминия, при этом выпускное отверстие 104 для отходящего газа соединено с впускным отверстием 66 для отходящего газа EG контактного реактора 46 сухого скруббера. Оксид алюминия A подается в систему 26 очистки отходящего газа через устройство 64 регулирования потока, причем устройство 64 регулирования потока подает оксид алюминия A в электролитический элемент 14 и контактный реактор 46 сухого скруббера со скоростью, определяемой требованием электролитического элемента 14. Оксид алюминия A, подаваемый в контактный реактор 46 сухого скруббера, взаимодействует с отходящим газом EG в контактном реакторе 26 сухого скруббера для удаления загрязняющих веществ из отходящего газа EG с получением контактировавшего газа CG, захваченного продуктами PP адсорбции твердых частиц. Способ дополнительно включает извлечение продуктов PP адсорбции твердых частиц из контактирующего газа CG в соответствующем тканевом фильтре 48 с получением очищенного газа TG.The method of using the exhaust
Способ применения устройства 64 регулирования потока, составляющего предмет настоящего изобретения, для подачи оксида алюминия A включает: обеспечение вертикально расположенного устройства 64 регулирования потока внутри корпуса 60 системы 26 очистки отходящего газа, причем устройство 64 регулирования потока содержит вертикально расположенную удлиненную первую часть 68 и вертикально расположенную вторую часть 78, расположенную на заданном расстоянии D над горизонтальной пористой нижней поверхностью 60A корпуса 60 системы 26 очистки отходящего газа, подачу оксида алюминия A в устройство 64 регулирования потока от первичного источника 72 оксида алюминия A для гравитационной подачи оксида алюминия A посредством устройства 64 регулирования потока в бункер 24 для оксида алюминия A для подачи оксида алюминия в электролитический элемент 14 и в контактный реактор 46 сухого скруббера и регулирование скорости подачи оксида алюминия A в контактный реактор 46 сухого скруббера в зависимости от потребности электролитического элемента 14 в оксиде алюминия A.The method of using the
Преимущество установки 10, составляющей предмет настоящего изобретения, заключается в том, что управление балансом оксида алюминия A и фторида зависит от конкретного электролитического элемента 14. Таким образом, если по какой-либо причине электролитический элемент 14 генерирует больше газообразного водорода, датчик 33 фторида водорода электронным образом передает результат измерения фторида водорода на контроллер 126 и посредством электронного управления с помощью контроллера 126 питатель 28 будет подавать на электролитический элемент 14 больше оксида алюминия A для адсорбции большего количества фторида для уменьшения количества фторида, потерянного в электролитическом элементе 14. Кроме того, при приведении в действие питателя 28 пробойник 34 корки электролита сначала задействуется внутри ванны 20 для открытия отверстия, через которое оксид алюминия A подается в содержимое 18 ванны 20. В этой операции генерируется значительное количество газообразного фтористого водорода. Таким образом, во время работы питатель 28 будет подавать на электролитический элемент 14 больше оксида алюминия A. Дополнительный оксид алюминия A, подаваемый в электролитический элемент 14, адсорбирует больше фторида, уменьшая потери фторида из электролитического элемента 14 в процессе эксплуатации. Датчик 33 фторида водорода предпочтительно расположен на выпускном отверстии 102 для отходящего газа EG или относительно близко к нему для управления контроллером 126 питающего устройства 28, которое подает оксид алюминия A в электролитический элемент 14. Кроме того, один или более датчиков 33 фторида водорода могут быть расположены в различных других местах внутри установки 10 по производству алюминия, таких как, без ограничений, смежный питатель 28 и/или смежное выпускное отверстие 104 для отходящего газа. Аналогично датчикам 33 фторида водорода, на установке 10 также могут быть расположены другие датчики 33, например датчики диоксида серы, датчики диоксида углерода, датчики перфторированных химических веществ и/или подобные датчики загрязняющих веществ, для контроля выбросов.The advantage of the
Таким образом, система 26 очистки отходящего газа, составляющая предмет настоящего изобретения, содержит: выделенную систему 26 очистки отходящего газа, расположенную на уровне, который по вертикали находится выше уровня отдельного алюминиевого электролитического элемента 14, корпус 60, образующий внутреннюю область 62 отдельной системы 26 очистки отходящего газа, устройство 64 регулирования потока, расположенное вертикально в пределах внутренней области 62, содержащее удлиненную полую первую часть 68 и сужающуюся вторую часть 78, расположенную на заданном расстоянии D от частично пористой нижней поверхности 60A корпуса 60, бункер 24 для адсорбента, проходящий через частично пористую нижнюю поверхность 60A корпуса 60 между устройством 64 регулирования потока и контактным реактором 46 сухого скруббера, питающую трубу 30, соединенную по текучей среде между бункером 24 для адсорбента и отдельным алюминиевым электролитическим элементом 14, для подачи адсорбента в отдельный алюминиевый электролитический элемент 14, и выпускное отверстие 104 для отходящего газа в корпусе 36 элемента для отдельного электролитического элемента 14, соединенное по текучей среде с впускным отверстием 66 для отходящего газа EG контактного реактора 46 сухого скруббера, для взаимодействия отходящего газа EG с адсорбентом, подаваемым из бункера 24 для адсорбента с получением контактировавшего газа CG. Система 26 очистки отходящего газа, составляющая предмет настоящего изобретения, дополнительно содержит воздухонагнетательные устройства 124 для изменения или повышения псевдоожижения адсорбента внутри системы 26. Система 26 очистки отходящего газа, составляющая предмет настоящего изобретения, дополнительно содержит тканевый фильтр 48, выполненный с возможностью удаления продуктов PP адсорбции твердых частиц и пыли DP из контактирующего газа CG. Тканевый фильтр 48 содержит множество съемных тканевых фильтрующих мешков 100, расположенных внутри корпуса 60 на уровне, который по вертикали находится выше уровня устройства 64 регулирования потока, бункера 24 для адсорбента и контактного реактора 46 сухого скруббера. Устройство регулирования потока и/или часть контактного реактора сухого скруббера выполнены с возможностью перемещения, чтобы влиять на псевдоожижение адсорбента и/или поток, причем устройство 64 регулирования потока системы 26 очистки отходящего газа регулирует скорость подачи адсорбента в контактный реактор 46 сухого скруббера в зависимости от скорости расхода адсорбента электролитическим элементом 14.The off-
Таким образом, устройство 64 регулирования потока, составляющее предмет настоящего изобретения, содержит: вертикально расположенную удлиненную полую первую часть 68, вертикально расположенную вторую часть 78, образующую открытую внутреннюю область 80, причем вторая часть 78 содержит коническую стенку 84, проходящую между краем 82 основания и соединительной верхней частью 86, причем соединительная верхняя часть 86 соединена по текучей среде с нижним открытым концом 76 первой части 68, источник 72 адсорбента, соединенный по текучей среде с открытым верхним концом 70 первой части 68, и часть бункера 24 для адсорбента, расположенного на заданном расстоянии D по вертикали ниже устройства 64 регулирования потока, причем устройство 64 регулирования потока выполнено с возможностью механического регулирования скорости подачи адсорбента в контактный реактор 46 сухого скруббера в зависимости от скорости расхода адсорбента алюминиевым электролитическим элементом 14. Край 82 основания второй части 78 устройства 64 регулирования потока, составляющего предмет настоящего изобретения, расположен по вертикали ниже верхней поверхности S адсорбента в бункере для адсорбента 24. Дополнительно первая часть 68 устройства 64 управления потоком, составляющего предмет настоящего изобретения, имеет трубчатую или аналогичную полую конфигурацию. Край 82 основания второй части 78 устройства 64 регулирования потока, составляющего предмет настоящего изобретения, имеет больший размер, чем соединительная верхняя часть 86 второй части 78.Thus, the
Таким образом, способ применения устройства 64 управления потоком, составляющего предмет настоящего изобретения, включает: расположение устройства 64 регулирования потока, содержащего: вертикально расположенную удлиненную полую первую часть 68, вертикально расположенную вторую часть 78, образующую открытую внутреннюю область 80, причем вторая часть 78 содержит коническую стенку 84, проходящую между открытым свободным краем 82 основания и соединительной верхней частью 86, причем соединительная верхняя часть 86 соединена по текучей среде с нижним выпускным концом 76 первой части 68, источник адсорбента 72, соединенный по текучей среде с открытым верхним впускным концом 70 первой части 68, и часть бункера 24 для адсорбента, расположенного на заданном расстоянии D по вертикали ниже устройства 64 регулирования потока, и управление устройством 64 регулирования потока для регулирования скорости подачи адсорбента в контактный реактор 46 сухого скруббера в зависимости от скорости расхода адсорбента алюминиевым электролитическим элементом 14. В соответствии со способом, составляющим предмет настоящего изобретения, адсорбент под действием силы тяжести проходит через устройство 64 регулирования потока от открытого верхнего впускного конца 70 первой части 68 к открытому свободному краю 82 основания второй части 78. Адсорбент представляет собой оксид алюминия A. Способ, составляющий предмет настоящего изобретения, дополнительно включает увеличение скорости подачи адсорбента в контактный реактор 46 сухого скруббера посредством воздухонагнетательного устройства 124. Способ, составляющий предмет настоящего изобретения, дополнительно включает уменьшение скорости подачи адсорбента в контактный реактор 46 сухого скруббера посредством неподвижного адсорбента, накапливающегося в открытой внутренней области 80, образованной второй частью 78. Способ дополнительно включает снижение скорости подачи потока адсорбента через устройство 64 управления потоком в контактный реактор 46 сухого скруббера посредством неподвижного адсорбента, накапливающегося в открытой внутренней области 80, образованной второй частью 78, и неподвижного адсорбента, накапливающегося под второй частью 78. В соответствии со способом, составляющим предмет настоящего изобретения, открытый свободный край 82 основания второй части 78 имеет больший размер, чем соединительная верхняя часть 86 второй части 78. Кроме того, в соответствии со способом, составляющим предмет настоящего изобретения, соединительная верхняя часть 86 второй части 78 имеет такой же размер и конфигурацию, что и нижний выпускной конец 76 первой части 68.Thus, the method of using the
Хотя настоящее описание описано со ссылкой на ряд вариантов осуществления изобретения, специалистам в данной области будет понятно, что могут быть внесены различные изменения и эквивалентные замены элементов без отступления от его объема. Кроме того, допускается внесение множества модификаций для адаптации идей настоящего изобретения к конкретной ситуации или материалу без отступления от его существенного объема. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными вариантами осуществления, описанными в качестве наилучшего предполагаемого варианта осуществления изобретения, а включает в себя все варианты осуществления в пределах объема приложенной формулы изобретения. Более того, термины «первый», «второй» и т.д. не обозначают какой-либо порядок или важность, а термины «первый», «второй» и т.д. используются с целью различения одного элемента от другого.Although the present description has been described with reference to a number of embodiments of the invention, those skilled in the art will appreciate that various changes and equivalent substitutions of elements may be made without departing from its scope. In addition, many modifications are possible to adapt the teachings of the present invention to a particular situation or material without departing from its essential scope. Thus, the present invention is not intended to be limited to the specific embodiments described as the best contemplated embodiment of the invention, but to include all embodiments within the scope of the appended claims. Moreover, the terms "first", "second", etc. do not denote any order or importance, and the terms "first", "second", etc. used to distinguish one element from another.
Claims (29)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18173125.8 | 2018-05-18 | ||
| EP18173125.8A EP3569301B1 (en) | 2018-05-18 | 2018-05-18 | Apparatus and method for controlled alumina supply |
| PCT/EP2019/062865 WO2019219940A1 (en) | 2018-05-18 | 2019-05-17 | Apparatus and method for controlled alumina supply |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020135845A RU2020135845A (en) | 2022-05-04 |
| RU2781547C2 true RU2781547C2 (en) | 2022-10-13 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4501599A (en) * | 1981-12-04 | 1985-02-26 | Pennsylvania Engineering Corporation | Method and apparatus for cleaning waste gases from aluminum production facilities |
| US5885539A (en) * | 1994-11-23 | 1999-03-23 | Abb Flakt Ab | Method for separating substances from a gaseous medium by dry adsorption |
| EP2489422A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-22 | Alstom Technology Ltd | A device and a method of cleaning an effluent gas from an aluminium production electrolytic cell |
| RU2544015C2 (en) * | 2012-05-04 | 2015-03-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Distribution in electrolysis unit of recirculating waste gas |
| RU2555038C2 (en) * | 2010-07-14 | 2015-07-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Device and method for gas cleaning |
| RU2584101C2 (en) * | 2010-09-17 | 2016-05-20 | Альстом Текнолоджи Лтд | System of raw gas gathering |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4501599A (en) * | 1981-12-04 | 1985-02-26 | Pennsylvania Engineering Corporation | Method and apparatus for cleaning waste gases from aluminum production facilities |
| US5885539A (en) * | 1994-11-23 | 1999-03-23 | Abb Flakt Ab | Method for separating substances from a gaseous medium by dry adsorption |
| RU2555038C2 (en) * | 2010-07-14 | 2015-07-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Device and method for gas cleaning |
| RU2584101C2 (en) * | 2010-09-17 | 2016-05-20 | Альстом Текнолоджи Лтд | System of raw gas gathering |
| EP2489422A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-22 | Alstom Technology Ltd | A device and a method of cleaning an effluent gas from an aluminium production electrolytic cell |
| RU2544015C2 (en) * | 2012-05-04 | 2015-03-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Distribution in electrolysis unit of recirculating waste gas |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1197074A (en) | Method and apparatus for cleaning waste gases from aluminum production facilities | |
| US9771660B2 (en) | Method of ventilating an aluminium production electrolytic cell | |
| DK2671625T3 (en) | Compact flue gas treatment system for aluminum production plants | |
| WO2010071018A1 (en) | Activated carbon regenerative furnace, and gas purification method and apparatus using same | |
| RU2552559C2 (en) | Device and method of exhaust gas cleaning from electrolyser for aluminium production | |
| US20180155843A1 (en) | Integrated gas treatment | |
| RU2781547C2 (en) | Device and method for controlled supply of aluminum oxide | |
| AU2019270505B2 (en) | Apparatus and method for controlled alumina supply | |
| TWI438283B (en) | Method for treating off-gas from sintering and pellet plants | |
| KR101862147B1 (en) | Dust collecting equipment | |
| JP4742926B2 (en) | Exhaust gas treatment equipment | |
| RU48812U1 (en) | DEVICE FOR SORPTION GAS NEUTRALIZATION | |
| RU2494175C2 (en) | Process line of cleaning off-gasses of aluminium electrolytic production at electrolytic cells with automatic feed of loose stock | |
| RU2339743C2 (en) | Facility for dry scrubbing of effluent gases from electrilytic manufacturing of aluminum | |
| KR101223159B1 (en) | Apparatus for eliminating poisonous gas using liquid catalyst | |
| RU118967U1 (en) | TECHNOLOGICAL LINE FOR CLEANING EXHAUST GASES OF ELECTROLYTIC PRODUCTION OF ALUMINUM | |
| CN209952521U (en) | Flue gas purification system | |
| CN209952522U (en) | Analytic tower | |
| RU2233198C1 (en) | Device for sorption neutralizing of gases | |
| PL95326B1 (en) | METHOD FOR DRY PURIFYING GASES FROM ELECTROLYTE M AND DEVICE FOR DRY PURIFYING GAS OIL ALUMINUM | |
| JPS59147624A (en) | Continuous moving bed type reactor |