AT244070B - Anlage und Verfahren zur Reinigung der Abgase eines Tonerde-Elektrolysebetriebes - Google Patents

Description

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  Anlage (und Verfahren zur Reinigung der Abgase eines
Tonerde-Elektrolysebetriebes 
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Reinigung der in Tonerde-Elektrolysebetrieben auftretenden Dämpfe unter Rückgewinnung der von diesen mitgeführten fluorhaltigen Produkte. 



   Solche Betriebe umfassen mindestens eine Reihe von Elektrolysewannen. Jede dieser Wannen besitzt eine Kathode, die im Wannenkörper sitzt und eine Anode, die entweder gebrannt sein kann oder der sich selbstbrennenden sogenannten Söderberg'schen Art angehört. Die Verbrennung dieser Anoden verursacht das Entstehen von Gasen wie leichten Kohlenwasserstoffen,   Kohlenmonoxyd,   Schwefelverbindungen ; diese Entwicklung tritt bei sich selbst brennenden Anoden mehr in Erscheinung als bei vorgebrannten. 



  Diese Gase sind mit Fluorverbindungen beladen, die aus dem Kryolith stammen. Die solche Betriebe umgebende Luft ist ausserdem mit verschiedenen Produkten verunreinigt : Tonerde, Teere, Russe, Fluorund Schwefelverbindungen, was alles eine kräftige Ventilation zwecks dauernder Erneuerung der Atmo-   sphäre erfordert.   Des weiteren haben die Dämpfe, die aus solchen Betrieben stammen, soferne man ihnen den Austritt in die Atmosphäre erlaubt, üble Auswirkungen auf die Gesundheit von in der Nachbarschaft lebenden Menschen und Tieren sowie Pflanzen. 



   Gegenstand der Erfindung ist eine Anlage zur Reinigung der in Tonerde-Elektrolysewerken auftretenden Abgase, welche die Entfernung der Stäube und der nicht erwünschten Gase ermöglicht. Diese Anlage ist durch die Kombination'der folgenden beiden Kreise gekennzeichnet : a) Einen Bodenkreis, der dazu dient, die an den Rändern der Elektrolysewannen auftretenden Gase zu sammeln, und welcher um'fasst : eine elektrostatische Entstaubungseinrichtung, welche die Gase aufnimmt, welche von den die Elektrolysegase verbrennenden Brennern, gegebenenfalls auch von den sich selbst brennenden Söderberg-Elektroden kommen und welche die teerigen Anteile und in Schwebe befindlichen Stäube festhält ;

   mindestens einen mit Zerstäuber versehenen Wäscher, der mindestens eine an sich bekannte wässerige Lösung verteilt, welche die Fluor- und Schwefelverbindungen bindet. b) Einen "Dach"- oder Oberkreis, der eine Ventilationseinrichtung umfasst, welche die umgebende Atmosphäre ansaugt und zu einem Wäscher bläst, in welchem ein Zerstäuber eine geeignete, ebenfalls an sich bekannte wässerige Lösung verteilt, welche die in Schwebe befindlichen festen Teilchen festhält und die Fluor- und Schwefelverbindungen in gelöster Form zurückhält. 



   Die Erfindung betrifft auch   ein Verfahren zur Reinigung der Abgase eines Tonerde-Elektrolysebetriebes   in einer Anlage obiger Art, nach welchem die durch den Dachkreis verteilte Flüssigkeit mit Hilfe mindestens eines Tanks und mindestens einer Pumpe in den Wäscher rückgeführt wird und anschliessend in einen Abscheider gelangt, von welchem die flüssige Phase abgeschieden und sodann mit der wässerigen Lösung des Bodenkreises gemischt wird, wobei die abgeschiedene feste Phase in eine wenigstens ein Filter und einen Trockner umfassende Anlage gelangt, bevor sie nach Röstung rückgewonnen wird. Vorzugsweise wird als von dem Wäscher des Bodenkreises verteilte Lösung eine wässerige Lösung von Natriumaluminat verwendet, welche die Fluorverbindungen in Form von Kryolith und die Schwefelverbindungen in Form von Natriumsulfat bindet. 



   Die beigeschlossene, die Erfindung nicht einschränkende, sondern nur ihr Verständnis erleichternde 

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 Zeichnung zeigt in Fig. l das Schema der erfindungsgemässen Reinigungsanlage und in den Fig. 2 und 3 einen Zerstäuber, u. zw. in Fig. 2 im Aufriss und in Fig. 3 im Schnitt nach Linie   A - A.   



   Die elektrolytische Wanne des Betriebes umfasst die eigentliche Wanne 10 mit Anode 11, die hier der sich selbst brennenden, als   Söderberg-Elektrode   bekannten Art sei. Sie ist mit zwei Brennern 12 und 16 versehen, die eine Verbrennung jener Gase,   Kohlenmonoxyd   und Schwefel, sowie des Teeres sichern, der aus der sich selbst brennenden Elektrode austritt. Der untere Teil jedes Brenners steht mit dem Wannenrand in Verbindung, damit die Gase und der Teer abgezogen werden, und besitzt in seinem lotrechten Teil Einlassöffnungen 14 und 18 für die Verbrennungsluft, welche die Verbrennung begünstigt. Der obere Teil jedes Brenners steht mit Leitungen 15 und 19 in Verbindung, welche die verbrannten Gase den Sammlern 20 zuleiten. 



   Der erste Kreis 100 ist   der"Bodenkreis",   welcher die Gase vom Wannenrand sammelt ; es ist dies ein Kreis geringer Strömungsgeschwindigkeit und hoher Fluorkonzentration, so dass es wichtig ist, dem eigentlichen Waschvorgang eine elektrostatische Entstaubung vorangehen zu lassen, welche Teer und Russ entfernt und dadurch die Voraussetzung für das spätere Niederschlagen von reinem Kryolith schafft. Die Gase treten durch den Sammler 20 in den elektrostatischen Staubabscheider 101, welcher Teer, Russ und Stäube, bestehend aus Tonerde und feinen fluorhaltigen Produkten, zurückhält.

   Die Gase verlassen den Staubabscheider 101 durch die Leitung 102 und gelangen in den Gaswäscher oder Skrubber 103, der in der praktisch ausgeführten Anlage aus Beton besteht, jedoch aus jedem andern gegen die Gase und Reaktionsteilnehmer beständigen Material bestehen könnte oder mit einem entsprechend widerstandsfähigen Futter ausgekleidet ist. Dieser Wäscher ist in eine Mehrzahl von Kammern, im dargestellten Beispiel 105,106 und 107, unterteilt. In einer bestimmten Zahl dieser Kammern, beispielsweise in 105 und 106, wird eine Lösung, im dargestellten Beispiel Natriumaluminat, einem Zerstäuber   108 in 105 und 109 in 106 zugeführt. Diese Lösung wird mittels wenigstens einer Pumpe   110 und wenigstens einem Tank 111 rückgewonnen.

   Die Waschwässer, in denen die Fluoride in Form von saurem Kryolith und der Schwefel in Form von Natriumsulfat festgehalten sind, werden dauernd durch die Leitung 112 zum Abscheider 113 geführt. Die letzte Kammer, 107, besitzt keinen Zerstäuber ; sie enthält in ihrem zu den Ventilatoren 115 führenden Auslass Tröpfchenabscheider 114. Das gereinigte Gas wird somit von den letzten Flüssigkeitströpfchen in 114 befreit und durch die Ventilatoren 115 in den Kamin 116 abgezogen. Anderseits wird die konzentrierte Kryolithlösung im Abscheider 113, der mit einem Rührwerk 117 versehen sein kann, dekantiert, damit eine zu hohe Niederschlagsbildung verhindert wird. Die aus der Dekantierung sich ergebenden klaren Flüssigkeiten werden durch die Leitung 118 abgezogen und werden, nachdem ihnen im Behälter 119 frische Reagenzien zugesetzt wurden, wiederverwendet.

   Der abgeschiedene Kryolith wird abgezogen, in einem oder mehreren Filtern 121 filtriert, in der Kolonne 122 getrocknet und schliesslich im Silo 123 gelagert. 



   Der zweite Kreis 200 ist   der "Dach-" oder   Hochkreis, welcher die Atmosphäre des Betriebes sammelt. Im Hinblick auf die Forderung, in den Fabriksräumen eine einwandfreie Atmosphäre beizubehalten, herrscht in diesem Kreis grosse Strömungsgeschwindigkeit und demgemäss eine geringe Fluorkonzentration ; die Verwendung eines elektrostatischen Filters wäre daher unwirtschaftlich. Daraus folgt, dass man bei Verwendung von Natriumaluminat als Reagens nur einen sehr unreinen, durch Teer und Russ verschmutzten Kryolith erhalten würde.

   Dem wird dadurch begegnet, dass die Fluoride in löslicher Form rückgewonnen werden, indem man ein Reagens wie Natriumkarbonat anwendet, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, lösliches Natriumfluorid zu erhalten, welches sich leicht von dem verschmutzten Schlamm durch einfaches Dekantieren trennen lässt ; die so erhaltene klare Lösung wird im Behälter 119 dem Natriumaluminat zugemischt, um das Natriumfluorid als Kryolith zu fixieren. 



   In dem zweiten Kreislauf 200 wird die Atmosphäre des Betriebes mittels des Lüfters 201 durch die Haube 202 gezogen und in den Wäscher 203 gedrückt, in welchem die Natriumkarbonatlösung durch den Zerstäuber 204 fein zerteilt wird. Diese Lösung wird mittels einer Pumpe 205 und eines Behälters 206 rückgewonnen ; die festen Anteile, nämlich Tonerde, feine fluorhältige Produkte, Teer und Russ werden in Suspension gebracht, wogegen die Fluorverbindungen und der Schwefel als Natriumfluorid und Natriumsulfat gelöst werden.

   Die mit festen Bestandteilen und gelösten Produkten angereicherten Waschwässer werden kontinuierlich einem Abscheider 207 zugeführt ; die aus dem Abscheider erhaltenen klaren Flüssigkeiten kommen über die Leitung 208 wieder in den Behälter 119, in welchem sie mit dem Natriumaluminat gemischt werden, damit das Natriumfluorid auf dem in dem im Kreislauf 100 niedergeschlagenen Kryolith fixiert wird. Frisches Karbonat wird durch die Leitung 211 herangeführt. Die den Wäscher 203 verlassenden Dämpfe werden in einen Abzugs- 

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Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 4> aus der festen Phase wenigstens ein Filter (121) und eine Trockeneinrichtung (122) dienen.

   4. Zerstäuber zur Verwendung in einer Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem aus Polyamidkunststoff gebildeten, hohlen Rotationskörper (1) besteht, der eine Auslassöffnung (3) besitzt, die an einem Schnittpunkt zwischen dessen Achse (2) und dem Hohlkörper (1) angeordnet ist, wobei in der Nähe des andern Schnittpunktes eine Einlassleitung (4) für eine unter Druck stehende Flüssigkeit vorgesehen ist, welche zur inneren Oberfläche des Hohlkörpers (1) im wesentlichen tangential verläuft.

   5. Verfahren zur Reinigung der Abgase eines Tonerde-Elëktrolysebetriebes in einer Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da8diedurchdenDachkreis (200) ver- teilte Flüssigkeit mitHilfe mindestens einesTanks (206) und mindestens einer Pumpe (205) in den Wäscher rückgeführt wird und anschliessend in einen Abscheider (113) gelangt, von welchem die flüssige Phase abgeschieden und sodann mit der wässerigen Lösung des Bodenkreises gemischt wird, wobei die abgeschiedene feste Phase in eine wenigstens ein Filter (121) und einen Trockner (122) umfassende Anlage gelangt, bevor sie nach Röstung rückgewonnen wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als von dem Wäscher (103) des Bodenkreises (100) verteilte Lösung eine wässerige Lösung von Natriumaluminat verufendet wird, welche die Fluorverbindungen in Form von Kryolith und die Schwefelverbindungen in Form von Natriumsulfat bindet.

   7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit, \'lelche von dem zum Dachkreis (200) gehörigen Zerstäuber (204) verteilt wird, eine Lösung von Natriumcarbonat verwendet wird, welche die Fluorverbindungen in Form von Natriumfluorid und die Schwefelverbindungen in Form von Natriumsulfat bindet.