CN113924388A - 处理铝生产中形成的碳氧化物的方法和集成网络 - Google Patents

处理铝生产中形成的碳氧化物的方法和集成网络 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种处理在经由使用至少一个由含碳材料制成的阳极电解还原熔体中的氧化铝而生产铝的体系(7)中产生的废气流(9)的方法，所述废气流由于借助碳还原氧化铝而含有碳氧化物，其中根据本发明将至少一个废气流中含有的碳氧化物的子流与氢气(23)反应或与氢气流混合，随后供应利用。在设备(16)中纯化和调节废气流后，例如富集一氧化碳随后可在反应器(20)中进行且以该方式获得的合成气可供入化学或生物技术体系(25)用于合成有价值的化学物质。

Description

处理铝生产中形成的碳氧化物的方法和集成网络
本发明涉及一种处理废气料流的方法，该废气料流在生产铝的工厂中通过使用至少一个包含含碳材料的阳极电解还原熔体中的氧化铝而获得，且其由于借助碳还原氧化铝而包含碳氧化物。本发明还涉及一个集成工厂，包括用于通过熔体电解还原氧化铝而生产铝的电解装置；至少一个传热装置，在该装置中将来自生产铝的工厂的包含碳氧化物的废气料流的至少第一子流冷却至较低温度以及用于纯化和/或调节来自生产铝的工厂的废气料流的设备。
现有技术
铝的生产主要通过Hall-Heroult工艺过程中的溶体熔融电解(melt fluxelectrolysis)进行。在该工艺过程中，使低熔点铝矿物冰晶石(Na3[AlF6])和高熔点氧化铝(三氧化二铝)的低共熔混合物经受溶体熔融电解，其中还原氧化铝。在熔体中，氧化铝以其离子的解离形式存在。
Al2O3→2Al3++3O2-
存在于熔体中的铝离子迁移至阴极，在其中它们吸收电子并还原成铝原子。
Al3++3e-→Al
负氧离子O2+迁移至阳极，释放出过量电子并与阳极的碳反应而形成一氧化碳和二氧化碳，其作为气体排出。
C+2O2-→CO2+4e-
因此，Hall-Heroult工艺过程的总体反应等式如下：
2Al2O3+3C→4Al+3CO2 (1)
大量的二氧化碳(CO2)和一氧化碳(CO)在氧化铝还原成铝中形成。除了这两种气体外，还排放出二氧化硫(SO2)和氟化氢(HF)。四氟化碳(CF4)、六氟乙烷(C2F6)、六氟化硫(SF6)和四氟化硅(SiF4)就在低氧浓度下的量而言同样相关。组分CO2、CO和SO2由阳极的燃烧产生。使用且来自原油加工以获得燃料的经煅烧的石油焦炭含有各比例的硫，取决于例如1-7重量％的范围内的质量。在许多情况下，将来自铝生产的废气释放至大气中[Aarhaug等，“Aluminium Primary Production Off-Gas Composition and Emissions:AnOverview”，JOM，第71卷，第9期，2019]。在SO2和HF的排放中，必须不超过特定的允许限值。此外，破坏气候的气体的排放物也越来越受到管制。约70％的世界工业能量消耗和2.5％的人为温室气体归因于铝生产。在原铝生产的生命周期中，每kg铝可形成高达20kg CO2当量。在德国，在2018年，CO2排放物的量为约100万吨二氧化碳当量(2018年温室气体排放物(VET_Bericht 2018)。全氟化烃PFHC)由于电压升高(其在溶解的氧化铝(Al2O3)的比例过低时就会出现)而形成。因此，减少生产铝的Hall-Heroult工艺过程的排放物的策略具有巨大的经济和生态意义。
在文献中可以找到关于分离和利用来自氧化铝溶体熔融电解的废气料流中的二氧化碳的研究。然而，废气料流中相对低的二氧化碳浓度对这种利用的经济性至关重要。废气料流包含来自溶体熔融电解的废气和环境空气。一个已知的提高浓度的策略是减少电池的通风量，但尽管这导致了较高CO2浓度，它还导致了较高的电池和废气温度。
EP 2 660 358 A2描述了一种通过Hall-Heroult工艺过程由氧化铝电解生产铝的方法，其中电解槽中产生的粉尘颗粒以及特别是包含氟化氢、二氧化硫和二氧化碳的废气经由提取通道取出并供入气体处理装置。在其中，使废气与氧化铝形式的吸收剂接触，该吸收剂与氟化氢和二氧化硫反应，并且所形成的颗粒借助过滤设备分离出来。同样将夹带在废气中的粉尘颗粒分离出来。随后可将残留二氧化硫借助海水或石灰在洗涤装置中分离出来。同样可将二氧化碳通过使用碳酸铵溶液的洗涤操作分离出来。将分离出的二氧化碳在该已知工艺过程中处理掉且将经纯化的废气释放至环境中。使用热交换器冷却来自电解装置的废气料流，使用环境空气或来自水体的冷却水作为冷却介质。可将以该方式冷却的废气子流再循环至电解槽中。
EP 2 360 296 A1描述了与上述文献中所述相似的现有技术。它描述了一种电解生产铝的工艺过程，其中将来自电解的废气取出，除去粉尘和有害气体并冷却；在纯化和冷却后，将经纯化和冷却的废气的子流再循环至电解槽。然而，该已知工艺过程并未为来自电解槽的废气中所包含的碳氧化物提供通入就这些气体用作随后合成有价值的化学品的起始材料的意义上的用途。相反，二氧化碳被认为是要处置的废产物且在压缩后储存在废弃的矿井中。
DE 197 57 148 A1同样描述了一种通过熔体电解由氧化铝生产铝的工艺过程，其中借助吸收材料由废气移除粉尘类组分和氟化氢。这形成了氟化铝，可将其再循环至熔体中。该文献没有描述同样存在于来自熔体电解的废气中的碳氧化物的后处理。
本发明的目的是提供一种上述类型的方法和集成工厂，在其中，可将铝的电解生产中形成的碳氧化物至少部分地通入经济上有意的用途。
另一目的是将阳极生产中形成的废气通入有意的用途。
上述目的通过具有权利要求1的特征的开头所提及的类型的方法和具有权利要求16的特征的集成工厂实现。
根据本发明，将废气料流中所包含的碳氧化物的至少子流纯化和/或调节并与氢气反应且还原成一氧化碳和/或甲烷，或者与氢气料流混合并随后通入在化学或生物技术反应中利用。
在本发明方法的一个优选的其他方案中，特别是存在三种替换可能性。根据第一变体，可将废气料流中所包含的碳氧化物供入设备，在该设备中进行水煤气变换逆反应；在该过程中，使至少部分二氧化碳与氢气反应并还原成一氧化碳，从而产生合成气料流。
在狭义上，术语“合成气”是指包含氢气和一氧化碳以及其他气体的工业生产的气体混合物。取决于气体混合物中包含的氢气和一氧化碳的比例，合成气可用于生产各种产物，例如通过Fischer Tropsch工艺过程以1-2:1的氢气与一氧化碳的比例生产液体燃料，以约2:1的比例生产醇如甲醇或乙醇，或通过甲烷化以约3:1的比例生产甲烷或合成天然气(SNG)。
水煤气变换反应通常用于降低合成气中一氧化碳的比例并产生其他氢气。这根据以下反应等式进行：
CO+H2O→CO2+H2 (2)。
上述反应(2)是一个平衡反应，其在改变的反应条件下，例如在提高温度时，会向相反的方向进行。该逆反应在本文中被称为水煤气变换逆反应并对应于下面的反应等式：
CO2+H2→CO+H2O (3)。
在本发明方法的一个优选的其他方案中，上述反应(3)可因此用于借助氢气将部分在氧化铝的溶体熔融电解中形成的二氧化碳转化为一氧化碳，氢气例如通过烃的热解获得或源自其他来源，从而以该方式产生其他一氧化碳并提供具有较高的一氧化碳比例以及降低的二氧化碳的含量的合成气，使得该合成气混合物具有特别适用于特定的其他反应的组成。
例如，当合成气混合物中的一氧化碳与二氧化碳的比例相对高时，根据本发明的一个优选变体，合成气混合物可例如在化学或生物技术工厂中与氢气一起使用。
在本发明方法的第二优选变体中，在设备中进行Sabatier反应，在该反应中将二氧化碳和/或一氧化碳通过与氢气反应而转化为甲烷。在该以法国化学家Paul Sabatier命名的反应中，一氧化碳与氢气的反应根据下面的反应等式进行：
CO+3H2→CH4+H2O (4)。
以相似方式，可使二氧化碳根据下面的反应等式与氢气反应：
CO2+4H2→CH4+2H2O (5)。
以该方式获得的甲烷可用作能源载体且例如储存或用作用于合成其他有价值的化学产物的化学或生物技术工厂的起始材料。
在本发明的第三个优选变体中，将废气料流中所包含的碳氧化物供入设备，在该设备中将它们与氢气料流混合。该混合物则包含例如一氧化碳和氢气并同样形成合成气，其可作为化学或生物技术工厂的进料气体料流使用。
本发明方法的一个优选的其他方案提供首先将来自生产铝的工厂的废气的至少一个子流供入用于纯化和/或调节废气的第一设备，然后将废气料流供入进行水煤气变换逆反应或Sabatier反应或将废气与氢气混合的设备。在该设备中，例如可以进行由生产铝的工厂移除废气中干扰其他反应或破坏环境的气体组分如氟化氢或二氧化硫。在该设备中，气态组分可例如由废气洗去，或者通过过滤或吸附移除固体颗粒。然而，例如当废气混合物的组成变化对随后生产有价值的化学产物的反应工艺过程是有利的时，还可在该设备中加入气体。
根据在本发明的一个优选的其他方案框架内的第一种可能性，在离开生产铝的工厂后，首先将废气料流的至少一个子流，例如第二子流在用于热交换的装置中冷却至较低的温度，然后才供入用于纯化和/或调节废气的上述设备。该冷却可例如在热交换器中进行传热，使得热废气中所包含的能量可例如用于工厂的其他部分以加热物料料流。
作为其的替换或除此之外，在上述变体的情况下，可将来自生产铝的工厂的废气中的至少一个子流，任选地第一子流不经事先冷却供入用于纯化和/或调节废气的设备。因此，还可分割废气料流且可以首先冷却废气料流的一个子流，而废气料流的另一子流可不经冷却而进一步使用。作为替换，整个废气料流还可以不经冷却而使用，或者可将整个废气料流在进一步加工之前冷却。
本发明的一个优选的其他方案提供将来自生产铝的工厂的包含碳氧化物的废气料流的至少第一子流再循环至该工厂。
该再循环至该工厂的废气子流可为先前在用于热交换的装置中冷却至较低温度的废气料流。该措施的优点为来自环境空气的废气料流的组分由来自还原池的废气料流的再循环替换且因此两种组分二氧化碳和一氧化碳在来自电解槽的废气料流中累积。
在溶体熔融电解氧化铝中，来自电解槽的废气料流的主要组分是组分二氧化碳和一氧化碳，其通过由碳制成的阳极燃烧产生。阳极由经煅烧的石油焦炭或热解碳以及通常作为粘合剂的沥青组成，且例如，在竖式炉或旋转管炉中利用能源焙烧。所完成的阳极用于Hall-Heroult电解而使用冰晶石和能源来生产铝。来自还原池的废气基本由根据上述反应等式(1)将氧化铝电解还原成铝以及根据以下等式(6)将铝再氧化、根据下面的反应等式(7)的主要CO2气体和阳极碳之间的Boudouard反应以及根据下面的反应等式(8)在电解浴上方的大气氧存在下阳极的显著燃烧而产生：
2Al+3CO2→Al2O3+3CO (6)
CO2+C→2CO (7)
C+O2→CO2 (8)。
在稳定状态下，例如获得以下阳极碳消耗的划分：
机理 阳极消耗，重量％
2 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+3 C-&gt;4 Al+3 CO<sub>2</sub> 66–76
C+O<sub>2</sub>-&gt;CO<sub>2</sub>和2 C+O<sub>2</sub>-&gt;2 CO 8–15
CO<sub>2</sub>+C-&gt;2 CO 5–6
粉尘 0.3
2 Al+3 CO<sub>2</sub>-&gt;Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+3 CO 7–8
热解 0.2
硫，金属杂质和再循环的阳极残留物 3.5–4.5
净碳消耗/kg C/吨Al 400-450
在大气氧存在下，阳极的燃烧产生在约8重量％至约15重量％的碳消耗下显著比例的总消耗量。此外，由于所形成的废气由环境空气稀释，移除温室气体是昂贵的。根据本发明，优选提出废气料流的部分再循环。CO2和CO与阳极的碳的反应在气相的主导共振时间内受极大的动力学限制。其结果是大大减少了阳极的燃烧和来自还原池的废气料流中的组分CO2和CO的浓度。因此，优选将废气料流在热交换器中冷却至较低的温度并部分地再循环。例如，部分废气料流可以在冷却后进一步使用，或者不经冷却转移至工厂的下一部分，这取决于意欲进一步利用的类型。取决于废气料流的组成，此时可能需要纯化和调节。
特别是当形成包含在其中进行烃热解(例如用于生产阳极的甲烷热解)的工厂区域和在其中进行用于生产铝的溶体熔融电解的工厂区域的集成工厂时，在铝生产中所形成的碳氧化物和任选地在阳极生产中所形成的废气可有效用于在它们产生的位置紧邻附近。
在本发明方法的一个优选的其他方案中，由来自电解槽的废气料流获得的合成气料流优选用于生产甲醇、至少一种醇和/或至少一种其他有价值的化学产物。就本发明而言，其他有价值的化学产物为具有实际上任何类型的基于碳的有机化合物，其可以借助本身已知的生产方法由合成气生产，例如烯烃、醛、醚等，或燃料或燃料混合物，如汽油或柴油或富含能量的气体如甲烷或其他高级气态或液态烃等。
上面已经提及供应于水煤气变换逆反应或Sabatier反应或与来自废气的碳氧化物混合的氢气例如可以通过烃，特别是甲烷或天然气的热解生产。该方法的变体的另一优点是同样在烃，特别是甲烷或天然气的热解中形成的热解碳可用于生产用于铝的电解生产的阳极。与常规经煅烧的石油焦炭相比，热解碳的一个特别优点是几乎不存在硫且因此硫排放物急剧减少。
当根据该方法的一个优选变体，提供废气的至少一个子流的冷却，这给出其他优点，即含有甲烷的气流，特别是用于热解烃，尤其是甲烷或天然气的进料气流可以同时由用于热交换的装置中的废气料流加热，使得废气中包含的能量可以在该点上在该方法中利用。
本发明方法的一个可能变体提供包含二氧化碳和一氧化碳的废气料流，其在纯化和调节后以直接化学利用的方式获得。作为其的替换，在进行气体混合物的化学利用之前，将氢气混入废气料流。在另一替换方案中，可以首先将上述水煤气变换逆反应用于提高一氧化碳的比例且如此获得的合成气料流可以在化学或生物技术工厂中转化为化学产物如甲醇、高级醇或其他有价值的化学产物。在该方法的另一替换变体中，部分或全部的一氧化碳和/或部分或全部的二氧化碳可以在Sabatier反应中转化为甲烷。
本发明进一步提供了一种集成工厂，包括通过使用至少一个包含含碳材料的阳极的氧化铝的熔体电解还原生产铝的电解装置；至少一个用于热交换的装置，在其中将来自生产铝的工厂的包含碳氧化物的废气料流的至少一个子流冷却至较低温度，以及至少一个用于纯化和/或调节来自生产铝的工厂的废气料流的设备，其中根据本发明，集成工厂进一步包括至少一个用于使废气料流与氢气反应以形成合成气和/或形成甲烷的反应器，和/或用于将废气料流与氢气混合以随后在化学或生物技术工厂中利用以生产甲醇、至少一种醇和/或至少一种其他有价值的化学产物的装置。
该工厂构思的优点是来自氧化铝的熔体电解的废气料流可以在一个工厂的若干工厂部分的复合体内以多种方式利用。首先，例如，由废气中所包含的碳氧化物产生适合生产有价值的化学产物的合成气或含甲烷的气体混合物。此外，废气料流中所包含的热量可用于热交换，在其中将用于烃热解的进料气体料流预热，其中该热解又产生氢气，氢气可混入合成气中或用于Sabatier反应。此外，来自烃热解的热解碳可用于生产溶体熔融电解的阳极的集成工厂内。
在阳极生产中形成的挥发性烃(例如参见Aarhaug等，"A Study of Anode BakingGas Composition"，Light Metals 2018，第1379-1385页)，特别是甲烷、苯和多环芳烃，可以有利地再循环至用于烃热解的反应器中。例如，这些挥发性烃经由管道(27)由用于阳极生产的装置(1)输送至用于烃热解的反应器(21)，或者这些挥发性烃经由管道(27)引入用于甲烷或其他烃的进料管道(22)至用于烃热解的反应器(21)。
将存在于阳极废气中的任何全氟烃PFHC在甲烷热解中转化为氟化氢。有利地由气流移除氟化氢，例如借助Al2O3或Al(OH)3吸附/吸收。有利的是将负载氟化物的吸收剂加入冰晶石熔体中并由此再循环氟化物。
本发明的集成工厂优选进一步包括一种设备，向其供入废气料流中所包含的碳氧化物且在其中进行水煤气变换逆反应，在其中使至少部分二氧化碳与氢气反应并还原为一氧化碳，从而产生合成气料流，或者在其中进行Sabatier反应，在其中使二氧化碳和/或一氧化碳通过与氢气反应而转化为甲烷，或者在其中将废气料流中所包含的碳氧化物与氢气料流混合。
此外，本发明的集成工厂优选进一步包括至少两个独立的管道，其中已在用于热交换的装置中冷却的第一废气料流可以借助第一管道输送，并且与其独立地，第二未冷却的废气料流可以借助第二管道直接由生产铝的工厂输送至用于纯化和/或调节的设备中。本发明的集成工厂的该可能结构变体形成将仅部分废气料流中所包含的热能用于加热另一进料气体料流的热交换中的可能性，而废气的未冷却子流中所包含的热能(任选地在纯化和调节后直接用于生产合成气混合物或含有甲烷的气体混合物)可用于其他合成和利用工艺过程中。
下面将借助工作实施例参照附图说明本发明，在图中：
图1和图2显示了用于处理通过电解还原熔体中的氧化铝生产铝中形成的废气料流的根据本发明的工厂的简化流程图。
下文中参考图1和图2以及借助该简化示意图将更详细地解释本发明方法的示例性实施方案以及可用于该方法的集成工厂。在图中仅以举例的方式显示该集成工厂的基本工厂部件。该集成装置包括氢气源，特别是热解反应器21，在其中进行烃如甲烷的热解。为此，将甲烷经由进料管道15供入该热解反应器21或包括该热解反应器的更复杂的装置，且能量经由设备22供入反应器21，以使甲烷达到热解所需的温度，例如大于800℃。氢气和热解碳在热解反应器21中通过热解分解而形成。将氢气经由管道23由反应器21输送至另一反应器20，在该反应器中，例如发生水煤气变换逆反应或Sabatier反应，这将在下文中更详细地解释。在热解反应器21中产生的热解碳经由进料设备3供入装置1中，在该装置中，通过Hall-Heroult工艺过程用于熔体电解7的阳极由热解碳产生。原则上可由纯热解碳生产阳极。然而，优选使用经煅烧的石油焦炭混合物，将热解碳混入石油焦炭中，且然后将该混合物在加入沥青后压制，以形成阳极，然后将其焙烧。将阳极生产中形成的挥发性烃经由管道27再循环至热解反应器21。
将粘合剂如沥青经由另一进料设备2供入上述装置1，该装置可为例如竖式炉或旋转管炉，然后在装置1中以该方式生产的电极(阳极)经由另一进料设备5由装置1输送至工厂7，在工厂中发生氧化铝的溶体熔融电解。将溶体熔融电解所需的其他起始材料，即氧化铝、冰晶石(其用于降低待熔化的固体的熔点)，以及使该固体混合物达到低熔点混合物的熔化温度(其通常高于950℃)所需的能量经由各种进料设备6供应，其在这里仅由一条线来简化示意。然后，铝在该工厂7中作为产物形成，并可经由排放设备8由该工厂排出。此外，二氧化碳和一氧化碳的气体混合物(其比例取决于电解氧化铝的各种参数)在工厂7中由热解碳组成的阳极氧化而形成。该气体混合物可例如经由第一管道9由工厂7排出并供入热交换器10，在其中发生气体混合物的冷却。热交换通过与甲烷或天然气交换而发生，甲烷或天然气经由管道15供应，以该方式预热，然后经由管道15a供入热解反应器21。然后，经冷却的废气进入管道11。这可被认为是根据本发明的集成工厂中能源整合的一个实例，但这里也存在替换可能性。
在热交换器10的下游，然后将气流11分割，其中第一子流经由以虚线所绘制的管道12供入用于纯化和调节废气的设备16。相反，经冷却的废气的第二子流经由管道13再循环至工厂7，在工厂中进行氧化铝的溶体熔融电解，结果是电解槽中的废气富含碳氧化物。
在废气料流在设备16中纯化和调节后，将气体混合物经由管道19供入反应器20，在反应器中可以进行水煤气变换逆反应或例如Sabatier反应。在最简单的情况下，作为替换，由20表示的工厂部分也可仅为混合装置，在其中将来自管道19的包含碳氧化物的气流与来自管道23的氢气混合。
例如在反应器20中进行且根据上述反应等式(3)进行的水煤气变换逆反应用于减少二氧化碳在气体混合物中的比例并提高一氧化碳在气体混合物中的比例。为此，将氢气经由管道23供入反应器20，从而与来自工厂7的气体混合物反应以熔体电解，其中将包含碳氧化物的气体混合物经由管道19供入反应器20，该管道将用于纯化和调节废气的设备16与反应器20连接。在装置20中形成气体混合物，该气体混合物尤其包含一氧化碳和氢气且因此适合作为合成气。该合成气经由管道24供入化学或生物技术工厂25，在其中可以通过本身已知的方法合成有价值的化学品如甲醇或高级醇等。可将以该方式获得的产物经由管道26由工厂25排出。
作为其的替换，还可以在反应器中进行Sabatier反应，例如在其中使由管道19供应的气流中包含的二氧化碳和/或一氧化碳与氢气反应而形成甲烷。经由管道23供应至反应器20的氢气用于该目的。以该方式产生的甲烷可经由管道24供入化学或生物技术工厂25，并在其中进行如上所述的进一步加工，或者可任选地排出和储存。
第三可能替换为工厂20是一个简单的混合装置，向其供应来自管道19的气流(包含来自废气的碳氧化物)和经由管道23的氢气，以获得气体混合物，该混合物同样适用于在化学或生物技术工厂25进一步合成有价值的化学品如有机化合物。
在本发明的一个替换变体中，绕过热交换器10并将来自熔体电解的废气全部或仅其子流由工厂7经由图1中以虚线形式描述的管道14直接输送且因此未经冷却输送至用于纯化和调节的设备16。各种纯化工艺过程可以在该设备中进行且此外，可将各种料流经由管道17供入设备16，以纯化来自熔体电解7的废气料流，即移除不希望的组分，例如借助洗涤操作和/或借助过滤器设备。此外，还可将料流如额外气体经由管道17供入，从而以靶向方式改变设备16中的气体混合物的组成，使得获得改变后的组成，这得到有利于反应器20和/或化学或生物技术工厂25中的后续反应和合成步骤的气体混合物。可将由设备16中的废气料流移除的组分经由管道18由设备16排出。
附图标记列举
1 竖式炉或旋转炉
2 用于沥青和任选地石油焦炭或其他碳源的进料设备
3 用于热解碳的进料设备
4 用于引入能量的设备
5 用于阳极的进料设备
6 用于引入能量的设备
7 氧化铝的熔体电解
8 铝的排出
9 废气料流
10 用于热交换的装置
11 废气料流
12 废气料流
13 再循环的废气料流
14 未经冷却的废气料流
15 供入的甲烷
15a 用于经预热的甲烷的管道
16 用于纯化和调节的设备
17 输入
18 输出
19 包含碳氧化物的气体料流
20 水煤气变换逆反应
21 烃热解，热解反应器
22 用于能源的进料设备
23 用于氢气的管道
24 合成气混合物
25 化学或生物技术工厂
26 用于产物的排出管道
27 用于挥发性烃的管道

Claims (19)

1.一种处理废气料流的方法，所述废气料流在生产铝的工厂中通过使用至少一个包含含碳材料的阳极电解还原熔体中的氧化铝而形成且由于借助碳还原氧化铝而包含碳氧化物，其中将至少废气料流中包含的碳氧化物的子流纯化和/或调节，与氢气反应并还原成一氧化碳和/或甲烷，或与氢气料流混合，随后通入化学或生物技术反应中利用。
2.根据权利要求1的方法，其中将废气料流中所包含的碳氧化物供入设备(20)，在所述设备中进行水煤气变换逆反应，其中使至少部分碳氧化物与氢气反应并还原为一氧化碳，从而产生合成气料流(24)。
3.根据权利要求1的方法，其中将废气料流中所包含的碳氧化物供入设备(20)，在所述设备中进行Sabatier反应，其中使二氧化碳和/或一氧化碳通过与氢气的反应转化为甲烷。
4.根据权利要求1的方法，其中将废气料流中所包含的碳氧化物供入设备(20)，在所述设备中使它们与氢气料流(23)混合。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中将至少来自生产铝的工厂(7)的废气的子流(14)在不经事先冷却下供入用于废气的纯化和/或调节的设备(16)。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中至少废气料流(11)的子流(12)，特别是第二子流(12)，在离开生产铝的工厂后首先在用于热交换的装置(10)中冷却至较低的温度，然后供入用于废气的纯化和/或调节的设备(16)。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中将至少来自生产铝的工厂(7)的包含碳氧化物的废气料流(9)的第一子流(13)再循环至该工厂。
8.根据权利要求7的方法，其中废气料流(9)在离开工厂后首先在用于热交换的装置(10)中冷却至较低的温度，并且将经冷却的废气料流(11)的至少第一子流(13)再循环至用于生产铝的工厂(7)。
9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中将来自生产铝的工厂(7)的包含碳氧化物的废气料流(9)首先在用于热交换的装置(10)中冷却至较低的温度，然后将该经冷却的气体料流分成至少两个子流(12，13)，其中一个子流(12)供入用于废气的纯化和/或调节的设备(16)，而另一子流(13)再循环至生产铝的工厂(7)。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中将装置(20)中产生的合成气料流(24)或包含碳氧化物和氢气的混合料流或包含甲烷的气流随后供入化学或生物技术工厂(25)。
11.根据权利要求10的方法，其中合成气料流(24)或包含碳氧化物和氢气的混合料流或包含甲烷的气流用于化学或生物技术工厂(25)，以生产甲醇、至少一种醇和/或至少一种其他有价值的化学产物。
12.根据权利要求1-11中任一项的方法，其中供入设备(20)的氢气通过烃，特别是甲烷或天然气的热解产生。
13.根据权利要求12的方法，其中在烃，特别是甲烷或天然气的热解中形成的热解碳用于生产电解生产铝用阳极。
14.根据权利要求1-13中任一项的方法，其中包含甲烷的气流(15)，特别是用于甲烷热解的进料气流在用于热交换的装置(10)中由废气料流(9)加热。
15.根据权利要求1-14中任一项的方法，其中阳极生产中形成的挥发性烃经由管道(27)再循环至用于烃热解的反应器(21)。
16.一种集成工厂，包括通过使用至少一个包含含碳材料的阳极熔体电解还原氧化铝而生产铝的电解装置(7)；至少一个用于纯化和/或调节来自生产铝的工厂(7)的废气料流(12，14)的设备(16)，其中集成工厂进一步包括至少一个用于使废气料流与氢气的反应以形成合成气和/或形成甲烷的反应器，和/或用于将废气料流与氢气混合以随后在化学或生物技术工厂(25)中使用而生产甲醇、至少一种醇和/或至少一种其他有价值的化学产物的装置。
17.根据权利要求16的集成工厂，其中其包括至少一个用于热交换的装置(10)，在所述装置中，将至少来自生产铝的工厂(7)的包含碳氧化物的废气料流(9)的子流(13)冷却至较低的温度。
18.根据权利要求16或17的集成工厂，其中其进一步包括设备(20)，向其供入废气料流中所包含的碳氧化物，在所述设备中进行水煤气变换逆反应，其中使至少部分二氧化碳与氢气反应并还原为一氧化碳，从而产生合成气料流(24)，或在所述设备中进行Sabatier反应，其中将二氧化碳和/或一氧化碳通过与氢气的反应而转化为甲烷，或将废气料流中所包含的碳氧化物与氢气料流(23)混合。
19.根据权利要求16-18中任一项的集成工厂，其中其包括至少两个独立的管道，其中可将已在用于热交换的装置(10)中冷却的第一废气料流(12)借助第一管道输送，并且与其独立地，可将第二未冷却的废气料流(14)直接由生产铝的工厂(7)输送至用于纯化和/或调节的设备(16)。
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