CN111909728A - 铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统、方法与应用 - Google Patents

铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统、方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统、方法与应用，将煤粉炉富氧燃烧产生的部分高温烟气送入循环流化床气化炉，铝电解槽废旧阴极炭块在气化炉与高温烟气发生气化反应，生成气化气，同时在气化炉中加入钙基吸收剂，脱除氟化氢，生成氟化钙，这是一级固氟；含有少量氟化氢的气化气进入循环流化床二级固氟反应器，氧化铝颗粒加入到该反应器中脱除气化气中氟化氢，生成氟化铝，这是二级固氟；净化的气化气进入煤粉炉与煤粉一起进行富氧燃烧，形成含有高浓度CO2的烟气，可进行封存或资源化利用。本发明把铝电解槽废旧阴极炭块转化成了可燃气体，并实现了CO2捕集和氟化氢等多种污染物的协同脱除，降低煤耗，具有良好应用前景。

Description

铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统、方 法与应用
技术领域
本发明属于环境污染物防治与清洁燃烧技术领域，具体涉及一种铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统和方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
我国是电解铝生产大国，铝电解槽废旧阴极炭块是电解铝生产过程中的主要废物，其原始组成为无烟煤和沥青粘结剂。在电解过程中，需要加入氟化铝、冰晶石、氟化钠等作为电解质，铝电解槽中的阴极炭块使用一定时间后会破损而报废。报废的铝电解槽废旧阴极炭块中含有较高水平的可溶性氟化物以及少量氰化物，对环境具有非常严重的危害。目前主要采用的铝电解槽废旧阴极炭块处理方式为掩埋、作为钢铁生产流程的碳添加剂、作为发电、水泥生产的燃料、“浮选--酸浸法”提取氟化物和炭等，这些处理方式都面临处理费用高、处理量小、氟排放超标等问题，在世界范围内都缺乏高效的无害化资源处理技术。电解铝废阴极炭块的主要成分是碳，具有一定的发热量；有害物质是可溶性的氟化物和极少量的氰化物。
富氧燃烧(O2/CO2燃烧)是最具可行性的大规模捕集CO2技术之一，该技术利用空气分离获得的O2和部分循环烟气的混合物来代替空气与燃料组织燃烧，提高排烟中CO2的浓度，从而可以对高浓度CO2烟气进行冷凝、压缩等处理后直接封存或资源化利用。通过循环烟气来调节燃烧温度，同时循环烟气又替代空气中的N2来携带热量以保证锅炉的传热和锅炉热效率。燃煤富氧燃烧具有以下优点：在富氧燃烧中，为了获得与空气气氛相似的绝热火焰温度，气氛中氧浓度需高达30％，同时为保证燃烧，烟气中O2过量系数约为3％～5％；高浓度CO2和H2O的存在使得混合气体具有高比热和辐射系数，锅炉的辐射换热与空气气氛燃烧有较大差异；由于CO2与N2摩尔质量的差异也使得烟气的密度大大增加；燃煤富氧燃烧过程中，大比例的烟气循环使得锅炉的排烟量可降低约80％左右，锅炉排烟热损失大大降低。
如能把铝电解槽废旧阴极炭块转化为燃料与煤富氧燃烧进行耦合，不仅可以资源化利用废弃物，而且实现了CO2捕集。但发明人发现：铝电解槽废旧阴极炭块直接与煤混合在煤粉炉进行富氧燃烧并不是最优选择，因为铝电解槽废旧阴极炭块的加入量受到限制。加入太多，铝电解槽废旧阴极炭块会在富氧燃烧过程中形成大量氟化氢而腐蚀炉膛内受热面。即使加入钙基吸收剂脱除氟化氢，效果也不会好，因为钙基吸收剂固氟的最佳温度是900℃以下，但煤粉炉富氧燃烧时炉膛内温度高于900℃。因此，如何把铝电解槽废旧阴极炭块资源化利用与煤富氧燃烧进行耦合是一个需要解决的问题。
发明内容
为了解决上述的铝电解槽废旧阴极炭块资源化利用与煤富氧燃烧进行耦合的技术问题，本发明的目的是提供一种铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统和方法。利用煤粉炉富氧燃烧产生的高浓度CO2烟气与铝电解槽废旧阴极炭块发生气化反应制取可燃气化气，同时脱除气化过程中的氟化物，制取的气化气进入煤粉炉进行富氧燃烧，把阴极炭块转化为燃料，不仅处理了危险废弃物，而且节约了煤炭资源。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面，提供了一种铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统，包括：煤粉炉1、循环流化床气化炉3、循环流化床二级固氟反应器4；所述煤粉炉1尾部低温过热器区域的烟道与循环流化床气化炉3的高温烟气入口，所述循环流化床气化炉3的气体出口与循环流化床二级固氟反应器4气化气入口连接，所述循环流化床二级固氟反应器4的净化合成气出口与煤粉炉1连接。
本发明的原理如下：从煤粉炉富氧燃烧的高温烟气(主要成分为CO2和少量水蒸气)中抽取部分高温烟气，抽取的位置是低温过热器烟气出口，烟气的主要成分为CO2和少量水蒸气，烟气作为气化剂进入循环流化床气化炉，铝电解槽废旧阴极炭块在循环流化床气化炉与高温烟气发生气化反应，生成气化气，其主要成分是CO和少量H2(见反应(1)和(2))，加入氧气与少量废旧阴极炭块燃烧为气化提供热量，同时在循环流化床气化炉中加入钙基吸收剂如CaO、石灰石、白云石和氢氧化钙，脱除废旧阴极炭块气化过程中形成的氟化氢，生成无害的氟化钙(见反应(3))，这是一级固氟，同时SO2也被脱除，生成硫酸钙(见反应(4))，气化灰渣、反应产物和未反应吸收剂被排出；含有少量氟化氢的气化气进入循环流化床二级固氟反应器，氧化铝颗粒加入到该反应器中，氟化氢被氧化铝颗粒脱除，生成氟化铝(见反应(5))，这是二级固氟，氟化铝可以作为炼铝工业的原料进行直接资源化利用；净化的气化气进入煤粉炉燃烧器与煤粉一起进行富氧燃烧，气化气中的少量氰化物在高温下转化成无害气体，煤与气化气燃烧后形成含有高浓度CO2的烟气，经过冷凝、压缩后可以进行封存或资源化利用。
2C+CO2→2CO (1)
C+H2O→CO+H2 (2)
CaO+2HF→CaF2+H2O (3)
2CaO+2SO2+O2→2CaSO4 (4)
Al2O3+6HF→2AlF3+3H2O (5)
本发明的第二个方面，提供了一种铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，包括：
使高温烟气X与铝电解槽废旧阴极炭块在钙基吸收剂存在的条件下发生气化反应，生成气化气，并进行一级固氟；
对所述气化气进行二级固氟，生成氟化铝和净化的气化气；
所述净化的气化气与煤粉一起进行富氧燃烧，形成高浓度CO2的高温烟气；
所述高浓度CO2的高温烟气一部分用于与铝电解槽废旧阴极炭块进行气化反应，记为高温烟气X，一部分经冷凝、压缩后进行封存或资源化利用。
本发明将电解铝废旧阴极炭块在循环流化床气化炉内能把气态氟化物转化成无害的氟化钙，处置量大；而且在循环流化床二级固废反应器深度脱除氟化氢，生成的氟化铝可以作为原料直接在炼铝工业中应用，既保护环境，又降低了成本。
本发明的第三个方面，提供了任一上述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统在环境污染物防治与清洁燃烧领域中的应用。
由于本发明能同时解决煤和电解铝废旧阴极炭块热转化过程中CO2捕集和氟化氢脱除问题，实现低碳和多种污染物的联合脱除，因此，有望在环境污染物防治与清洁燃烧领域中得到广泛的应用。
本发明的有益效果在于：
(1)把电解铝废旧阴极炭块转化成了含有高浓度CO和少量H2的可燃气体，使煤更容易被点燃，把危险废弃物变成了无害燃料，降低了煤的使用量，提高了经济性。
(2)电解铝废旧阴极炭块在循环流化床气化炉内能把气态氟化物转化成无害的氟化钙，处置量大；而且在循环流化床二级固废反应器深度脱除氟化氢，生成的氟化铝可以作为原料直接在炼铝工业中应用，既保护环境，又降低了成本。
(3)能同时解决煤和电解铝废旧阴极炭块热转化过程中CO2捕集和氟化氢脱除问题，实现低碳和多种污染物的联合脱除。
(4)本发明的方法简单、成本低、实用性强，易于推广。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1中循铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧方法的工艺流程示意图；
其中，1、煤粉炉；2、烟气脱硝/除尘/脱硫处理装置；3、循环流化床脱气化炉；4、循环流化床二级固氟反应器；A、煤粉；B、氧气；C、净化气化气；D、煤粉炉排出灰渣；E、富氧燃烧烟气；F、再循环烟气；G、从煤粉炉低温过热器流出的高温烟气；H、电解铝废旧阴极炭块；I、钙基吸收剂；J、循环流化床气化炉出口气化气；K、循环流化床气化炉排出的灰渣；L、进入循环流化床气化炉的少量氧气；M、氧化铝颗粒；N、氟化铝；
图2是本发明实施例2中(CO2+H2O)与电解铝废旧阴极炭块中碳摩尔比对炭块气化转化率的影响；
图3是本发明实施例2中气化温度对电解铝废旧阴极炭块气化转化率的影响；
图4是本发明实施例2中气化温度对于钙基吸收剂脱除电解槽废旧阴极炭块气化过程中氟化氢性能的影响；
图5是本发明实施例2中钙氟摩尔比对钙基吸收剂脱除电解槽废旧阴极炭块气化过程中氟化氢性能的影响。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
一种铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统和方法，包括煤粉炉、循环流化床气化炉、循环流化床二级固氟反应器；循环流化床气化炉的高温烟气入口与锅炉尾部低温过热器区域的烟道连接，气体出口与循环流化床二级固氟反应器气化气入口连接；循环流化床二级固氟反应器的净化合成气出口与煤粉炉燃烧器连接。
从煤粉炉富氧燃烧的高温烟气(主要成分为CO2和少量水蒸气)中抽取部分高温烟气，抽取的位置是低温过热器烟气出口，烟气的主要成分为CO2和少量水蒸气，烟气作为气化剂进入循环流化床气化炉，铝电解槽废旧阴极炭块在循环流化床气化炉与高温烟气发生气化反应，生成气化气，其主要成分是CO和少量H2(见反应(1)和(2))，加入氧气与少量废旧阴极炭块燃烧为气化提供热量，同时在循环流化床气化炉中加入钙基吸收剂如CaO、石灰石、白云石和氢氧化钙，脱除废旧阴极炭块气化过程中形成的氟化氢，生成无害的氟化钙(见反应(3))，这是一级固氟，同时SO2也被脱除，生成硫酸钙(见反应(4))，气化灰渣、反应产物和未反应吸收剂被排出；含有少量氟化氢的气化气进入循环流化床二级固氟反应器，氧化铝颗粒加入到该反应器中，氟化氢被氧化铝颗粒脱除，生成氟化铝(见反应(5))，这是二级固氟，氟化铝可以作为炼铝工业的原料进行直接资源化利用；净化的气化气进入煤粉炉燃烧器与煤粉一起进行富氧燃烧，气化气中的少量氰化物在高温下转化成无害气体，煤与气化气燃烧后形成含有高浓度CO2的烟气，经过冷凝、压缩后可以进行封存或资源化利用。
2C+CO2→2CO (1)
C+H2O→CO+H2 (2)
CaO+2HF→CaF2+H2O (3)
2CaO+2SO2+O2→2CaSO4 (4)
Al2O3+6HF→2AlF3+3H2O (5)
优选的，进入循环流化床气化炉的铝电解槽废旧阴极炭块颗粒粒径小于1mm，保证其与煤粉富氧燃烧烟气气化时具有较高的气化速率和转化率。
优选的，进入循环流化床气化炉的煤粉炉富氧燃烧高温烟气占整个富氧燃烧烟气量的5％-15％。
优选的，进入循环流化床气化炉的铝电解槽废旧阴极炭块中碳元素摩尔数与进入的高温烟气中CO2与水蒸气摩尔数之和的比例为1:1.10-1:1.20
优选的，循环流化床气化炉温度为800-950℃。该温度下既能使铝电解槽废旧阴极炭块与CO2和水蒸气有较高的气化速率和转化率，又能使钙基吸收剂具有较高的氟化氢脱除效率。
优选的，循环流化床气化炉中，在富CO2和CO气氛下钙基吸收剂中CaO与氟化氢的摩尔比为2:1～4:1，既能避免烟气中SO2的竞争反应，又能避免过多加入钙基吸收剂造成的能量消耗。
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
实施例1：
如图1所示，该系统主要包括以下设备：煤粉炉1、煤粉炉富氧燃烧烟气的脱硝/除尘/脱硫处理装置2、循环流化床气化炉3和循环流化床二级固氟反应器4。煤粉A首先进入煤粉炉1，在氧气B的助燃下与来自循环流化床二级固氟反应器4的净化气化气C共同燃烧，形成含有高浓度CO2、少量水蒸气的烟气，经过烟气脱硝/除尘/脱硫处理装置2成为高浓度CO2烟气E(CO2体积浓度大于95％)，经冷凝液化后可以封存或资源化利用。为了降低煤在富氧燃烧中的温度，抽取部分烟气E作为再循环烟气F进入煤粉炉1，使煤粉炉燃烧火焰中心温度维持在1400-1500℃。从煤粉炉尾部烟道低温过热器区域抽取高温烟气G送入到循环流化床气化炉3，作为气化介质；把电解铝废旧阴极炭块H和钙基吸收剂I(如CaO、石灰石、白云石和氢氧化钙)加入到循环流化床气化炉3中；在3中电解铝废旧阴极炭块H与含有高浓度CO2和少量水蒸气的高温烟气G发生气化反应，生成了主要含有CO和少量H2的气化气J，电解铝废旧阴极炭块H中转化的氟化氢大部分被钙基吸收剂I所吸收，同时在循环流化床气化炉3中加入少量氧气与电解铝废旧阴极炭块H燃烧提供气化所需热量。气化气J被送入循环流化床二级固氟反应器4中，氧化铝颗粒M被加入到4中，在循环流化床二级固氟反应器4中氧化铝颗粒M吸收气化气J中的残存氟化氢，生成氟化铝N，可以作为原料直接用于炼铝工业中。从循环流化床二级固氟反应器4流出的净化气化气C进入煤粉炉，与煤粉一起富氧燃烧，气化气中的少量氰化物转化成无害气体，煤与气化气燃烧后形成高浓度CO2烟气，经过冷凝、压缩等处理后可进行封存或资源化利用。
所述的进入循环流化床气化炉的铝电解槽废旧阴极炭块颗粒粒径小于1mm，保证其与煤粉富氧燃烧烟气气化时具有较高的气化速率和转化率。
所述的进入循环流化床气化炉的煤粉炉富氧燃烧高温烟气占整个富氧燃烧烟气量的5％-15％。
所述的进入循环流化床气化炉的铝电解槽废旧阴极炭块中碳元素摩尔数与进入的高温烟气中CO2与水蒸气摩尔数之和的最佳比例为1:1.10-1:1.20
所述的循环流化床气化炉最佳温度为800-950℃。该温度下既能使铝电解槽废旧阴极炭块与CO2和水蒸气有较高的气化速率，又能使钙基吸收剂具有较高的氟化氢脱除效率。
所述的循环流化床气化炉中，在富CO2和CO气氛下钙基吸收剂中CaO与氟化氢的最佳摩尔比为2:1～4:1，既能避免烟气中SO2的竞争反应，又能避免过多加入钙基吸收剂造成的能量消耗。
实施例2
在一个鼓泡流化床反应器上实验研究了铝电解槽废旧阴极炭块与富氧燃烧烟气的气化特性和氟化氢脱除特性。铝电解槽废旧阴极炭块的氟含量约为12.55％，碳含量约为47.62％、灰含量约为46.33％。该鼓泡流化床反应器内径32mm，高度为900mm，恒温区长度为200mm。研究了模拟烟气中(CO2+H2O)与电解槽废旧阴极炭块中碳的摩尔比对废旧阴极炭块气化转化率的影响。反应条件如下：模拟烟气中CO2体积分数为90％，水蒸气为10％，烟气进入流化床的总流量为2L/min，反应时间为20min，气化温度为950℃；分别在反应器中放置不同质量的废旧阴极炭块，使(CO2+H2O)与废旧阴极炭块中碳的摩尔比分别为0.9、1.0、1.05、1.10、1.15、1.20和1.30。采用气化转化率表明废旧阴极炭块中固定碳的气化程度(不包括灰分)，即废旧阴极炭块中固定碳向气体的转化程度。通过气化反应前后废旧阴极炭块的质量变化获得气化转化率。如图2所示，随着(CO2+H2O)与废旧阴极炭块中碳的摩尔比增加，废旧阴极炭块转化率逐渐增加，当超过1.1时，继续增加摩尔比，废旧阴极炭块气化转化率增加缓慢，较为稳定。因此，建议(CO2+H2O)与电解槽废旧阴极炭块中碳的摩尔比为1.10～1.20。
在上述的鼓泡流化床反应器中，采用相同的铝电解槽废旧阴极炭块，研究气化温度对电解槽废旧阴极炭块气化转化率的影响。反应条件如下：模拟烟气中CO2体积分数为90％，水蒸气为10％，烟气进入流化床的总流量为2L/min，反应时间为20min，烟气中(CO2+H2O)与废旧阴极炭块中碳摩尔比为1.2。如图3所示，随着气化温度增加，电解槽废旧阴极炭块气化转化率增大。当气化温度超过800℃时，电解槽废旧阴极炭块的气化转化率接近85％。但需要注意的是超过950℃后，废旧阴极炭块会释放较多含氟的固体颗粒，而且对于脱除氟化氢不利，同时太高的气化温度也容易导致流化床反应器结焦。因此，建议气化温度应介于800～950℃之间。
在上述的鼓泡流化床反应器中，采用相同的铝电解槽废旧阴极炭块，研究气化温度对钙基吸收剂脱除废旧阴极炭块气化中氟化氢性能的影响。从流化床反应器中流出的烟气，进入3个串联装有氢氧化钠溶液的吸收瓶，溶液吸收烟气中的酸性气体，包括氟化氢；采用离子选择电极法测量碱液中的氟化氢，从而确定流化床反应器尾气中的氟化氢浓度。用煅烧石灰石代表钙基吸收剂，简写为CaO。石灰石在鼓泡流化床反应器上煅烧制得，煅烧温度为800℃，煅烧气氛为N2，煅烧时间为30min。所用煅烧石灰石中的CaO含量为94.3％，Al2O3含量为3.2％，MgO含量为1.2％，SiO2含量为0.3％，其他成分为1％；比表面积为17.4m2/g。反应条件如下：模拟烟气中CO2体积分数为90％，水蒸气为10％，烟气进入流化床的总流量为2L/min，反应时间为20min，烟气中(CO2+H2O)与废旧阴极炭块中碳摩尔比为1.2，煅烧石灰石与电解槽废旧阴极炭块的钙氟摩尔比为2:1。如图4所示，在不加入钙基吸收剂时，随着气化温度的升高，流化床反应器尾气中氟化氢浓度迅速增加；但当加入了钙氟摩尔比为2:1的CaO时，尾气中氟化氢的浓度较大幅度下降，而且气化温度不同，降低的程度不同。在800～950℃范围内，氟化氢脱除效率较高。过低和过高的气化温度不利于CaO脱除氟化氢。本研究中CaO的氟化氢脱除效率比文献中报道的数据高，这可能与气化条件中的高浓度CO2气氛有关。因此，从氟化氢脱除角度考虑，电解槽废旧阴极炭块的适宜气化温度也应为800～950℃。
在上述的鼓泡流化床反应器中，采用相同的铝电解槽废旧阴极炭块和钙基吸收剂，研究钙氟摩尔比对电解槽废旧阴极炭块气化中氟化氢脱除性能的影响。模拟烟气中CO2体积分数为90％，水蒸气为10％，烟气进入流化床的总流量为2L/min，反应时间为20min，烟气中(CO2+H2O)与废旧阴极炭块中碳摩尔比为1.2，气化温度为900℃，煅烧石灰石(CaO)与电解槽废旧阴极炭块的钙氟摩尔比分别1:1、2:1、3:1、4:1和5:1。如图5所示，当不加入钙基吸收剂时(钙氟摩尔比为0)，电解槽废旧阴极炭块释放的氟化氢浓度为302mg/Nm3。随着钙氟摩尔比的增加，流化床反应器尾气中的氟化氢浓度急剧下降。当钙氟摩尔比为2:1时，反应器尾气中的氟化氢浓度约为33mg/Nm3，氟化氢脱除效率约为89％；随着钙氟摩尔比继续增大为4:1时，尾气中氟化氢浓度约为18mg/Nm3，氟化氢脱除效率约为94％；继续增加钙氟摩尔比为5:1时，氟化氢脱除效率略有提高。虽然增加钙氟摩尔比有利于脱除氟化氢，但过高的摩尔比会导致能量消耗和成本增加。因此，建议电解槽废旧阴极炭块气化过程中适宜的钙氟摩尔比为2:1～4:1。
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统，其特征在于，包括：煤粉炉(1)、循环流化床气化炉(3)、循环流化床二级固氟反应器(4)；所述煤粉炉(1)尾部低温过热器区域的烟道与循环流化床气化炉(3)的高温烟气入口，所述循环流化床气化炉(3)的气体出口与循环流化床二级固氟反应器(4)气化气入口连接，所述循环流化床二级固氟反应器(4)的净化合成气出口与煤粉炉(1)连接。
2.如权利要求1所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统，其特征在于，所述煤粉炉(1)的烟气出口与烟气脱硝/除尘/脱硫处理装置(2)相连。
3.如权利要求2所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统，其特征在于，所述烟气脱硝/除尘/脱硫处理装置(2)的再循环烟气F管道与煤粉炉(1)烟气入口相连。
4.一种铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，包括：
使高温烟气X与铝电解槽废旧阴极炭块在钙基吸收剂存在的条件下发生气化反应，生成气化气，并进行一级固氟；
对所述气化气进行二级固氟，生成氟化铝和净化的气化气；
所述净化的气化气与煤粉一起进行富氧燃烧，形成高浓度CO2的高温烟气；
所述高浓度CO2的高温烟气一部分用于与铝电解槽废旧阴极炭块进行气化反应，记为高温烟气X，一部分经冷凝、压缩后进行封存或资源化利用。
5.如权利要求4所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，所述铝电解槽废旧阴极炭块颗粒粒径小于1mm。
6.如权利要求4所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，所述高温烟气X占整个富氧燃烧烟气量的5％-15％。
7.如权利要求4所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，所述铝电解槽废旧阴极炭块中碳元素摩尔数与高温烟气X中CO2与水蒸气摩尔数之和的比例为1:1.10-1:1.20。
8.如权利要求4所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，所述气化反应的温度为800-950℃。
9.如权利要求4所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，所述钙基吸收剂中CaO与氟化氢的摩尔比为2:1～4:1。
10.权利要求1-3任一项所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统在环境污染物防治与清洁燃烧领域中的应用。
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