CN103096997B - 气体净化单元和用于净化气体的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于净化来自工厂的主未净化气流的气体净化单元包括多个气体净化室(34a-c)，每个气体净化室(34a-c)配有：净化室入口(46a-c)；入口歧管(32)，其用于将流过其中的所述主未净化气流分成多个单个分支未净化气流以用于流至所述净化室入口(46a-c)；以及多个热交换器(40a-c)，每个热交换器(40a-c)位于入口歧管(32)的下游，以用于与进入相应的净化室(34a-c)的相应的分支未净化气流交换热量。

Description

气体净化单元和用于净化气体的方法
技术领域
本发明涉及用于净化来自工厂的主未净化气流的气体净化单元。气体净化单元包括入口歧管和多个气体净化室，每个气体净化室配有净化室入口。入口歧管将流过其中的主未净化气流在流至所述净化室入口之前分成多个单独的分支未净化气流。本发明还涉及用于净化主未净化气流的方法。
背景技术
铝通常依靠使用一个或多个铝制备电解池的电解工艺制备。这样的电解池通常包括用于包含浴内容物的浴，浴内容物含有在熔融铝顶部上的含氟化物矿物。浴内容物与阴极块和阳极块接触。铝氧化物经由在沿池的中心和各行阳极之间的若干位置处的开口以有规律的间隔供应至浴。
在电解池中发生的电解反应生成热废气，其包括在大气中不期望的气体组分，包括氟化氢、二氧化硫等。该工艺还生成细尘。不期望的气体组分和粉尘必须以环保方面负责的方式处置；因此，未净化气在气体净化单元中被净化以优选地尽可能高效地除去任何不期望的组分。诸如氟化氢的粉尘和气体组分可返回至铝制备池，在这里，它们可对制备工艺具有有益效果。
典型的气体净化单元可包括干燥洗涤器和粉尘过滤器，例如可以是袋式过滤器的织物过滤器。对于这样的系统的考虑是在烟气处理系统中常常需要耗能的风机以将未净化气主动抽吸通过气体净化单元。出现这种情况是因为气体净化单元可在烟气处理系统中引入流动阻力。
对现有的气体净化单元的另一个考虑是其可构成大量的投资并且可需要大量的安装空间。还有一个考虑是现有烟气处理系统可需要冷却的烟气。该要求可例如由于任何下游设备的温度敏感性或气体净化单元的净化效率的温度依赖性而规定。在许多装置中，烟气在气体净化单元的上游通过用具有环境温度的环境空气稀释来进行冷却。
作为对用环境温度空气稀释的备选方案，WO 2008/113496建议使用难以结垢的热交换器，即难以在其内表面上形成粉尘的沉积物和污垢的热交换器，这使其尤其适合冷却未净化的气体。
最后，气体净化单元应优选地提供高可靠性，或者备选地应提供备用系统，因为停止和再启动依赖于相关联的气体净化单元的高效操作的电解铝制备工艺可能是非常昂贵和/或麻烦的。
发明内容
根据本文中所描述和示出的方面，现有技术的以上缺点和不足中的至少一些被用于净化来自工厂的主未净化气流的本主题的气体净化单元克服或缓解。本主题的气体净化单元包括：
多个气体净化室，每个气体净化室配有净化室入口；
入口歧管，其用于将流过其中的主未净化气流在流至所述净化室入口之前分成多个单独的分支未净化气流；以及
多个热交换器，每个热交换器位于入口歧管的下游，以用于与进入相应的净化室的的相应的分支未净化气流交换热量。
每个热交换器与流动阻力相关联，并且因此引起跨每个热交换器的压降。跨热交换器中的每一个的压降操作用于在单独净化室之间更均匀地共享主未净化气流。此外，跨热交换器的压降操作用于一定程度地补偿跨单独净化室的压降相对于其它净化室的任何变化。这允许更稳定且可靠的气体净化工艺。
根据一个实施例，热交换器中的每一个位于相应的净化室入口处。因此，其可与该净化室共用例如支撑结构、进出平台、照明等。
根据一个实施例，每个热交换器具有布置用于将未净化气直接排入相应的净化室的出口。因此，可以获得每个单独的分支未净化气流向相应的净化室的流动的更均匀的空间分布，因为跨每个热交换器的压降操作用于将在该热交换器的整个出口区域上的速度分布拉平(level)。
根据一个实施例，所述热交换器中的每一个包括用于接收分支未净化气流的未净化气入口室以及间隔开的多个相互平行的未净化气冷却管。因此，由于热交换器流动阻力而可获得低结垢度和低能量损失。
根据一个实施例，每个未净化气冷却管具有用于使未净化气加速进入冷却管的冷却管入口漏斗。入口漏斗可减少结垢并可导致减小的冷却管流动阻力。此外，入口漏斗可在每个管的横截面上提供更均匀的未净化气速度分布。
根据一个实施例，未净化气冷却管竖直置放(stand)；因此，在任何水平表面附近形成较少的粉尘可能沉淀的死空间。
根据一个实施例，所述气体净化室中的每一个包括干燥洗涤器，其具有布置在位于其下部的未净化气入口处的所述相应的热交换器。将热交换器布置在每个净化室入口处的好处在净化室包括干燥洗涤器时具有尤其高的价值，因为干燥洗涤器可能对于流过其中的气体的变化尤其敏感。单独的热交换器可操作用于在单独干燥洗涤器之间以及跨每个单独的干燥洗涤器的入口更均匀地分布气流。此外，热交换器可构造成使未净化气加速进入洗涤器，从而改善未净化气与洗涤器干燥吸附剂的混合。
根据一个实施例，所述工厂包括用于使用霍尔-赫劳尔特(Hall-Héroult)工艺制备铝的多个电解池，并且所述未净化气是在所述霍尔-赫劳尔特工艺中生成的烟气。
根据一个实施例，所述净化室中的每一个设有入口挡板，其位于相应的热交换器和入口歧管之间。相同的入口挡板可因此用来例如在维修单独的热交换器时隔离该单独的热交换器，和用来例如在清洁过滤器时隔离对应于该单独的热交换器的净化室。
根据一个实施例，气体净化单元还包括用于将所有净化室连接到输出烟囱的出口歧管。
根据本文中所示的其它方面，现有技术的以上缺点和不足通过用于净化主未净化气流的方法来克服或缓解，该方法包括：将所述主未净化气流分成多个分支未净化气流；以及使用多个相应的热交换器单独地冷却所述分支未净化气流中的每一个，以便获得要单独净化的多个冷却的分支未净化气流。
根据一个实施例，该方法包括将所述分支未净化气流中的每一个从相应的热交换器的出口单独地直接排入相应的净化室。
根据一个实施例，所述分支未净化气流中的每一个在热交换器中被冷却，该热交换器包括用于接收分支未净化气流的未净化气入口室和间隔开的多个相互平行的未净化气冷却管，每个未净化气冷却管具有用于使未净化气加速进入冷却管的冷却管入口漏斗。
根据一个实施例，该方法包括将所述多个冷却的分支未净化气流中的每一个引入干燥洗涤器的下部。
根据一个实施例，所述主未净化气流通过霍尔-赫劳尔特铝制备工艺生成。
根据一个实施例，该方法包括单独地控制进入相应的热交换器的分支未净化气流中的每一个的流动。
附图说明
参照附图，上述以及附加的目的、特征和优点将通过示例性实施例的以下说明性和非限制性详细描述更好地理解，在附图中类似的元件标以类似的标记，其中：
图1是铝制备厂的示意性平面图；
图2是气体净化单元的示意图；
图3是气体净化单元的备选实施例的示意图；
图4是从侧面观察的气体净化室的示意性剖视图；以及
图5是热交换器的部件分解后的示意性透视图。
具体实施方式
图1是从上方观察的铝制备厂10的示意图。铝制备厂10包括多个电解池间12，每个电解池间12包括多个铝制备熔炼锅或电解池14。电解池14以本领域的技术人员所熟知的方式布置在电解池系列16中。图1示出了四个电解池系列16a-16d；然而，铝制备厂10通常可包括从1至20个电解池系统。同时，尽管在图1的每个电解池系列16a-d中仅示出几个电解池14，但通常位于其自己的电解池间12中的单个电解池系列16通常可包括从50至200个电解池14。图1的虚线表明，电解池系列16a-d中的每一个可包括多个附加的电解池14，并且制备厂可包括附加的电解池系列。
发生在电解池14中的工艺可以是熟知的霍尔-赫劳尔特工艺，其中溶解于含氟矿物的熔体中的氧化铝被电解以形成铝。因此，电解池14起到电解池的作用。粉末氧化铝经由氧化铝分配系统18进料到电解池14。
在每个电解池14中发生的电解工艺产生大量的热量，并且还生成粉尘颗粒和废气，包括但不限于氟化氢、二氧化硫和二氧化碳。在本公开中，术语“未净化气”是指来自工业工艺的未净化气体，诸如来自电解熔炼锅14的热烟气。未净化气收集系统20构造成将未净化气从多个电解池14收集并输送至气体净化单元22，气体净化单元22净化未净化气使得它能经由烟囱24安全地排放到大气。通常，新鲜的氧化铝在气体净化单元22中被用来进行未净化气干洗涤；因此，氧化铝经由气体净化单元22分配到锅14。
通常，未净化气收集系统20构造成收集来自一个或两个电解池系列16的未净化气，并且气体净化单元22常常按照图1所示熟知的“H”构型连接到一对镜像的电解池系列16a、16b。然而，尽管电解池系列16a-b在图1中示出为连接到单个气体净化单元22，但每个单个的电解池系列16a-d可连接到多个气体净化单元22。备选地，多个电解池系列16a-d或者甚至整个铝制备厂10可连接到一个单个、集中的气体净化单元22。
对于由未净化气收集系统20服务的每个电解池系列16a-b来说，未净化气收集系统20包括电解池系列管道26a、26b，该管道中的每一个沿其相应的电解池系列16a-b延伸。每个电解池系列管道26a-b经由多个分枝管道28流体连接到其相应的电解池系列16a-b的电解池14。举例来说，电解池系列管道26a经由多个分枝管道28流体连接到电解池系列16a的电解池14中的每一个的内部，分枝管道28的数量对应于电解池系列16a的电解池14的数量。两个电解池系列管道26a、26b汇聚到用于将主未净化气流输送到气体净化单元22中的主管道29。
未净化气收集系统20在负压下操作，这种负压由气体净化单元22中的风机30(图3)形成。因此，未净化气收集系统20将来自电解池14的未净化气经由分枝管道28、电解池系列管道26a-b和主管道29主动地抽吸入气体净化单元22。
图2示出了气体净化单元22，其设有WO 2008/113496中所讨论的类型的热交换器140。气体净化单元22包括三个单个气体净化室134a、134b、134c。在主管道29中到达净化单元122的主未净化气流被分成在入口歧管132中的三个分支未净化气流。每个气体净化室134a-c设有用于从入口歧管132接收分支未净化气流的净化室入口146a-c。因此，分支未净化气流中的每一个在相应的净化室134中单独地净化。
热交换器140接收来自主管道29的热未净化气的主流，并且在未净化气进入净化室134之前冷却未净化气，使得热气体将不会对净化室134造成损坏。热交换器输入挡板136位于热交换器140上游的主管道29中，并且热交换器输出挡板138位于热交换器140的下游。通过关闭热交换器输入挡板136和输出挡板138，可隔离热交换器140以用于维修和维护。当热交换器140被隔离时，未净化气可以以未示出的方式(虚线)绕过热交换器140。
类似地，每个净化室134a-c设有净化室输入挡板142a-c和净化室输出挡板144a-c，这使得可单独地隔离每个净化室134a-c以便维修和维护。当净化室134a被隔离时，未净化气可在其它净化室134b-c中被净化。
风机130位于气体净化单元22的下游以便在气体净化单元22中产生负压，使得未净化气从电解池14(图1)通过气体净化单元22和风机130被抽吸到风机130下游的烟囱(未示出)。沿着气体流从电解池14到风机130定位的管路区段和部件中的每一个引起气体流动阻力，该阻力也可由压降来表示。压降对应于必须通过在风机130处提供足够的吸入功率来适应的能量损失。
图3示出了气体净化单元22的备选实施例。气体净化单元22包括三个单个气体净化室34a、34b、34c。在主管道29中到达净化单元22的主未净化气流被分成在入口歧管32中的三个分支未净化气流，并且分支未净化气流中的每一个在相应的净化室34a-c中被单独地净化，以获得三个净化气体的支流。每个气体净化室34a-c设有从入口歧管32接收未净化气的相应的净化室入口46a-c。在净化之后，净化气体的三个支流在出口歧管47处再汇合，出口歧管47连接到每个单独的净化室34a-c的相应的出口48a-c。
尽管在图3中仅示出三个气体净化室34a-c，但为成对镜像的电解池系列16a、16b(图1)服务的净化单元22通常可包括从2至60个净化室34；因此，根椐净化室的数量，入口歧管32可将主未净化气流分成从2至60个分支未净化气流，一个分支用于每个气体净化室34a-c。类似地，出口歧管47可将从2至60个净化气体的支流再汇合成单个净化气体流。包括从2至60个气体净化室34的单个气体净化单元22可因此净化由从50至1000个电解池14生成的未净化气。
风机30优选地位于气体净化单元22的下游以便在气体净化单元22中产生负压，使得未净化气从电解池14(图1)通过气体净化单元22和风机30被抽吸到风机30下游的烟囱24(图1)。
每个气体净化室入口46a-c设有相应的热交换器40a-c，以便冷却相应的热未净化气的支流。相对于相应的分支未净化气流的流动方向，热交换器40a-c中的每一个位于入口歧管32的下游。气体净化单元22也设有三个热交换器输入挡板42a-c，输入挡板42a-c位于相应的热交换器40a-c上游的输入歧管32中。三个相应的净化室出口挡板44a-c布置在单个净化室出口48a-c处。因此，通过关闭相应的入口挡板42a-c和出口挡板44a-c，净化室34a-c中的每一个和它们相应的热交换器40a-c可单独地隔离以便维修和维护。虽然一个单个净化室34a被隔离，但气体可流过其它净化室34b-c，从而确保气体净化单元22的连续操作。
热交换器40a-c中的每一个引起流动阻力，并且因此也引起跨过其的相关联的压降。因此，位于每个净化室输入46a-c处的热交换器40a-c对单独的分支气流的相对流量具有拉平效应。考虑到跨单独热交换器40a-c的压降代表跨由热交换器40a-c加上其相应的净化室34a-c组成的整体的最小总压降，可以更容易理解这一点。举例来说，如果跨一个净化室34a的压降显著下降，例如由于在净化室34a中已安装了一组新的净化滤袋56，热交换器40a的流动阻力将操作用于保持在热交换器40a-c的上游侧上的未净化气压力，并且因此确保未净化气的足够大的部分将仍然流过已使用部分堵塞的滤袋的净化室34b、34c。
热交换器40a-c将操作用于将未净化气也在其它条件下更均匀地分布到净化室34a-c，在这些条件下，流动阻力出于任何其它原因而可能在单独净化室34a-c之间不同。举例来说，当已清洁了单独净化室34a-c中的一个中存在的过滤器时，可能出现这样的条件。保持通过所有净化室34a-c的充分流动的能力不仅从负荷分布角度来看有价值；通过净化室34的充分流动的缺乏也可具有严重后果，如下面将进一步解释的。
尽管单独热交换器34a-c中的每一个在相应的净化室34a-c的入口处引入压降，但总的热交换器压降可相对于图2的实施例降低。
这样的原因是，热交换器140需要单个入口和出口管道以及单个入口挡板136/出口挡板138。将单独的热交换器40a-c置于每个净化室入口46a-c处使得这些部件多余，这可将热交换器的压降减小30%以上。
现在参看图4，现在将详细描述示例性净化室34a，其可布置在一体化在此前考虑的净化单元22中的净化室34a-c中的任一个的位置处。净化室34a按照在US 5,885,539中更详细描述的两级逆流干吸附原理操作。在该净化室中，气体使用用过的次氧化铝作为吸附剂在第一干吸附反应器50中被洗涤，并且使用新的主氧化铝作为吸附剂在第二干吸附反应器52中被洗涤。
分支未净化气流经由入口歧管32提供，并且在第一反应器50和第二反应器52中被洗涤之前，穿过位于净化室34a的入口46a处的热交换器40a。
实心箭头表示氧化铝吸附剂穿过净化室34的流动，而空心的白箭头则表示气体的流动。在第二反应器52的下游，主氧化铝使用形成第二反应器52的上壁的袋式过滤器装置54从气体流中移除。袋式过滤器装置54包括多个粉尘滤袋56，主氧化铝在滤袋56上形成硬壳，以便增加在主氧化铝和被净化的气体之间的相互作用。主氧化铝经由主氧化铝入口58供应至第二反应器52。部分地用过且因此变成次氧化铝的氧化铝下落至第二反应器52的底部，并且经由螺旋输送机60输送至第一反应器50。
在第一反应器50中，次氧化铝与经由净化室入口46a从下方进入第一反应器50的分支未净化气流混合。随着气体从第一反应器50行进至第二反应器52，次氧化铝在旋流器62中从气体中被移除。在旋流器62中移除的次氧化铝返回到第二反应器52的底部，并且再循环回第一反应器50。溢流出口64允许任何过量的用过的氧化铝离开净化室34a。经由溢流出口64离开的用过的氧化铝被输送至电解池14，以用作铝制备的原材料。
如果未净化气流停止进入第一反应器50，则可能出现被称为氧化铝坠尘(fall-out)的条件。在氧化铝坠尘的情况中，本来被通过第一反应器50的向上导向的未净化气流保持在空中的氧化铝将下落并堵塞热交换器40a或入口歧管32。在氧化铝坠尘的情况中，净化室34a可必须退出使用，并且净化室34a或入口歧管32可必须打开以便移除落下的氧化铝。因此，在变化的工艺条件下保持分支未净化气流向每个净化室34a-c(图3)的流动的能力可能是有价值的。再次回到图3，单独热交换器40a-c在每个净化室入口46a-c处的存在提供了这样的能力，因为由每个热交换器40a-c引入的流动阻力将操作用于将进入入口歧管32的未净化气相对均匀地分布到各个净化室34a-c。
相比用环境空气稀释未净化气的目前主流的冷却方法，使用热交换器40a-c的另一个有益效果是进入气体净化单元22的未净化气流量变得相对独立于环境温度。当用环境空气稀释未净化气时，操作中的净化室34a-c的数量和进入每个净化室34的流量需要基于环境温度和气候而调整。此外，为了通过用环境空气稀释未净化气而获得足够的冷却，可需要最多约1 m3的环境空气来冷却每m3的未稀释未净化气。因此，相比通过环境空气稀释的冷却，使用热交换器使更小规模的气体净化单元成为可能。
优选地，热交换器40a-c应将未净化气冷却至135°C以下，以便使粉尘滤袋56(图4)免于遭受可能有害的过高温度。甚至更优选地，热交换器40a-c应将未净化气冷却至115°C以下，以便获得高效的洗涤工艺和氟化氢的低排放。
现在转到图5，图4的热交换器40a包括用于接收来自入口歧管32的分支未净化气流的未净化气入口室66和间隔开的多个相互平行的未净化气冷却管68。冷却管68容纳在冷却剂外壳70中，冷却剂外壳70形成围绕多个冷却管68的流体密封的隔室，从而允许诸如水的流体冷却剂与冷却管68热接触。为清楚起见，图5的热交换器40a示出为带有分解的冷却剂外壳70的一部分。并且出于相同的原因，热交换器40a示出为仅具有约40个冷却管68；然而，典型的热交换器可包括最多几千个管，尽管在单独热交换器40a-c中从约250至约800个冷却管可能是优选的。在一个实施例中，管68可包括具有从约3 cm至约8 cm的内径的圆形横截面。典型的管长度将为从约0.5m至约3m，该长度将平衡热交换效率与典型洗涤器下方的可用空间以及与用于获得向单独净化室34a-b的未净化气的均匀分布的合适的流动阻力。钢是一种用于管的合适材料。
冷却剂经由设置在冷却剂外壳70的侧壁73的上部中的冷却剂入口72流入热交换器40a，并且经由设置在冷却剂外壳70的相对侧壁75的下部中的冷却剂出口74从热交换器40a抽出。因此，冷却剂向下流动，即与图5中向上流动的分支未净化气流逆向地流动。
每个冷却管68的入口76焊接到形成冷却剂外壳的一部分的冷却管入口板78。每个冷却管68的出口80焊接到也形成冷却剂外壳70的一部分的冷却管出口板82。冷却管入口板78和出口板82的穿孔对应于冷却管68的相应的入口76和出口80，使得未净化气可经由冷却管68从热交换器40a的未净化气入口室66传送至第一反应器50的入口46a(图4)，入口46a也形成净化室34a的入口46a。
热交换器40a中的多个平行的冷却管68使未净化气在冷却管60的方向上加速，从而获得相对定向良好的一致的流动方向。未净化气的方向性和速度导致相对低的结垢度。此外，平行冷却管构型使得可获得相对低的压降，即能量损失。同时，通过布置多个单独的冷却管出口80，这些冷却管出口80一起形成热交换器聚合(aggregate)出口84，使得未净化气从热交换器40a直接排入气体净化单元34a的第一反应器50，可实现气体流跨净化室入口46a(图4)上的良好分布。考虑到在诸如入口歧管32的单个大管道中气体速度随着到管壁的距离而大幅变化，可以更好地理解这一点；这可以表示为跨管道的横截面上的速度分布。这种效应的这种程度也取决于管道横截面的形状，使得某些管道形状固有地导致气体速度分布的更强变化。因此，如果入口歧管32可直接连接到净化室的入口46a(图4)，则气体速度将在入口46a的中心处显著高于管壁附近。通过相反地将热交换器出口84直接连接到净化室34a的入口46a，可在净化室的入口46a处获得更均匀的气体速度分布和因此更均匀的未净化气分布。这样的原因是可获得通过热交换器40a的所有部分的类似的气体速度。通过使用被赋予非常类似的流动阻力的多个平行管68并且使用在单独管68的入口76处平衡未净化气压力的热交换器入口室66的设计，加强了速度分布拉平效应。
此外，通过将未净化气从热交换器40a直接排入净化室34a，可获得在未净化气和干吸附剂之间的改善的混合。这是由于未净化气在热交换器40a中加速的原因。
作为使用类似管68的备选方案，热交换器40a可使用具有诸如管长度、形状或宽度的特性的管68来设计，这些特性根据每个管在热交换器40a内的位置而变化，以便跨热交换器出口84获得任何特定的所需气体流分布。
每个冷却管68设有冷却管入口漏斗77，即加宽的冷却管入口，其被焊接到冷却管入口板78的底部侧并且伸入到入口室66中。入口漏斗77使未净化气加速进入冷却管68，并且因此甚至更进一步降低管68内部结垢的风险。此外，使用入口漏斗77还使跨每个单独的管68的气体速度分布拉平，这继而扩展至在净化室入口46a处的甚至更均匀的未净化气速度分布。尽管图5所示入口漏斗77为锥形，但漏斗可具有其它形状，诸如钟形。
再次返回到图4中所示特定实施例，热交换器出口84(图5)跨净化室入口46a的整个横截面上延伸，并且形成第一反应器50的底部。因此，在第一反应器50中实际上不存在氧化铝可落下并沉淀的死空间，只要存在通过热交换器40a的连续气体流。
图4的热交换器40a连接到转储热交换器86，其接收来自热交换器40a的热冷却剂，将热量排放到环境空气中，并且将冷却的冷却剂返回到热交换器40a。备选地，传递到热交换器40a中的冷却剂的热量可在可需要热量的其它地方使用，诸如用于建筑物供暖、海水脱盐等。
通过将单独热交换器40a-c定位在每个净化室入口46a-c，每个热交换器可设计成冷却相对小部分的未净化气流。热交换器40a-c可因此制造成相对较小，使得它们可更容易与净化室34a-c共用安装结构、进出平台、照明、检查盖等。此外，将热交换器40a-c安装在净化室34a-c下方可节省在空间有限的位置处的占地面积。
虽然已结合各种示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种更改并可用等同物替代本发明的元件。此外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可进行许多修改使特定的情况或材料适应本发明的教导。
因此，本发明意图不限于作为实现本发明构思到的最佳方式而公开的特定实施例，而是本发明还将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。
举例来说，热交换器40a-c没必要将分支未净化气流直接排入净化室；可获得主未净化气流向分支未净化气流中的良好分布，而不考虑例如在每个单独的热交换器40a-c和相应的净化室34a-c之间的任何管路。此外，热交换器管40a-c可具有任何取向，例如竖直、水平等。事实上，热交换器40a-c不必是叠管式；其可以是本领域技术人员已知的任何类型。热交换器40a-c不需要位于相应的气体净化室34a-c的下方；其可布置在净化室入口歧管32下游的任何位置处。没必要所有入口46a-c都设有相应的热交换器40a-c；作为备选方案，多个入口46a-b可设有热交换器40a-b，并且跨剩余净化室34c的压降可以以任何其它方式控制，例如借助于挡板42c。此外，气体净化室不需要包括干燥洗涤器或袋式过滤器。气体净化室的净化装置可以是任何类型，诸如湿式洗涤器和/或任何合适类型的挡板过滤器。以上所述气体净化单元和气体净化方法不限于净化铝制备厂中的未净化气；该气体净化单元和方法也可用于净化由其它工业工艺所产生的未净化气。

Claims (16)

1.一种用于净化来自工厂的主未净化气流的气体净化单元，所述气体净化单元包括：
多个气体净化室(34a-c)，每个气体净化室(34a-c)配有净化室入口(46a-c)；
入口歧管(32)，用于将流过其中的所述主未净化气流分成多个单个的分支未净化气流以用于流至所述净化室入口(46a-c)；以及
多个热交换器(40a-c)，每个热交换器(40a-c)位于所述入口歧管(32)的下游以用于与进入相应的净化室(34a-c)的相应的分支未净化气流交换热量；
其特征在于，
所述热交换器(40a-c)设置成在经过所述热交换器(40a-c)中的分支未净化气流中产生压降，对单独的分支气流的相对流量具有拉平效应。
2.根据权利要求1所述的气体净化单元，其特征在于，所述热交换器(40a-c)中的每一个位于所述相应的净化室入口(46a-c)处。
3.根据权利要求1所述的气体净化单元，其特征在于，所述热交换器(40a-c)中的每一个具有布置用于将未净化气直接排入所述相应的净化室(34a-c)的出口(84)。
4.根据权利要求1所述的气体净化单元，其特征在于，所述热交换器(40a-c)中的每一个包括用于接收分支未净化气流的未净化气入口室(66)和间隔开的多个相互平行的未净化气冷却管(68)。
5.根据权利要求4所述的气体净化单元，其特征在于，每个未净化气冷却管(68)具有用于使未净化气加速进入所述冷却管(68)的冷却管入口漏斗(77)。
6.根据权利要求4所述的气体净化单元，其特征在于，所述冷却管(68)竖直置放。
7.根据权利要求1所述的气体净化单元，其特征在于，所述气体净化室(34a-c)中的每一个包括干燥洗涤器(50)，所述干燥洗涤器(50)具有布置在位于其下部的未净化气入口(46a-c)处的所述相应的热交换器(40a-c)。
8.根据权利要求1所述的气体净化单元，其特征在于，所述工厂(10)包括用于使用霍尔-赫劳尔特工艺制备铝的多个电解池(14)，并且所述未净化气为在所述霍尔-赫劳尔特工艺中生成的烟气。
9.根据权利要求1所述的气体净化单元，其特征在于，所述净化室(34a-c)中的每一个设有入口挡板(42a-c)，所述入口挡板(42a-c)位于所述相应的热交换器(40a-c)和所述入口歧管(32)之间。
10.根据权利要求1所述的气体净化单元，其特征在于，还包括用于将所有净化室(34a-c)连接到输出烟囱(24)的出口歧管(47)。
11.一种用于净化主未净化气流的方法，包括：
将所述主未净化气流分成多个分支未净化气流；以及
使用多个相应的热交换器(40a-c)单独地冷却所述分支未净化气流中的每一个，以便获得将单独地净化的多个冷却的分支未净化气流；
其特征在于，
所述热交换器(40a-c)设置成在经过所述热交换器(40a-c)中的分支未净化气流中产生压降，对单独的分支气流的相对流量具有拉平效应。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括将来自所述相应的热交换器(40a-c)的出口(84)的所述分支未净化气流中的每一个单独地排入相应的净化室(34a-c)。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述分支未净化气流的每一个在热交换器(40a-c)中被冷却，所述热交换器(40a-c)包括用于接收分支未净化气流的未净化气入口室(66)和间隔开的多个相互平行的未净化气冷却管(68)，其中，每个未净化气冷却管具有用于使未净化气加速进入所述冷却管(68)的冷却管入口漏斗(77)。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括将所述多个冷却的分支未净化气流中的每一个引入干燥洗涤器的下部。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述主未净化气流通过霍尔-赫劳尔特铝制备工艺生成。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括单独地控制所述分支未净化气流中的每一个向所述相应的热交换器(40a-c)中的流动。
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