DE3130021A1

DE3130021A1 - Verfahren zum waschen von rohgas aus elektrolyseoefen zur herstellung von aluminium sowie vorrichtung dazu

Info

Publication number: DE3130021A1
Application number: DE19813130021
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8706 Meilen Pachleitner
Original assignee: Alusuisse Holdings AG; Schweizerische Aluminium AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-30
Publication date: 1983-02-10
Also published as: NL8202839A; ZA825167B; CH655671B

Description

Verfahren zum Waschen von Rohgas aus Elektrolyseöfen zur
Herstellung von Aluminium sowie Vorrichtung dazu Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Waschen von Rohgas aus gekapselten Elektrolyseöfen zur Herstellung von Aluminium in einem Flüssigkeits-, insbesondere Wassernebel sowie eine Halle dieser Art mit im Dachbereich angeordneter, einen Flüssigkeits- insbesondere Wassernebel enthaltender und von Rohgas durchzogener Waschvorrichtung.
Für die Reinigung der Hallenabluft werden üblicherweise auf dem Hallendach angeordnete Sprühkamine oder dgl. verwendet, in denen die zu reinigende Luft mit versprühtem Wasser in Berührung kommt. Mit derartigen Nasswäschern können im allgemeinen sowohl Fluoride als auch in geringem Masse SO2 absorbiert werden.
Zur Reinigung der Ofengase wird vornehmlich die sogenannte Trockenadsorption luftfremder Stoffe an feinkörniger Tonerde verwendet. Dieses Verfahren hält jedoch an sich nur Fluoride, aber kein SO2 zurück. Die Möglichkeiten, Hochkamine anstelle einer Rauchgasentschwefelungsanlage einzusetzen, sind zunehmend nicht mehr zulässig.
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen neben Abluft insbesondere Ofenrohgas gewaschen werden kann, und zwar insbesondere im Hinblick auf die Verminderung der SO2-Immission, wobei sowohl Verfahren als auch Vorrichtung den Gegebenheiten üblicher Hallen für Elektrolyseöfen angepasst sein müssen, um ein Umrüsten in wirtschaftlichem Rahmen durchführen zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass das Ofenrohgas quer zur Sprühachse von Sprühdüsen durch wenigstens eine damit versehene Sprühkammer geführt, und der Luftstrom dabei von Flüssigkeitspartikeln mit einem pH-Wert von etwa 8 durchsetzt wird, wonach aus dem Luftstrom die Flüssigkeitspartikel abgeschieden werden. Dabei hat sich als besonders günstig eine Strömungsgeschwindigkeit des Ofenrohgases während des Sprühvorganges bis etwa 3 m/sec erwiesen, wobei das Ofenrohgas bevorzugt während einer Dauer von etwa 20 - 60 sec besprüht wird.
Um den Feststoffgehalt des Ofenrohgases vor dem Sprühvorgang zu vermindern, können in an sich bekannter Weisebeispielsweise durch ein vorgeschaltetes Elektrofilterdem Rohgas vorab Feststoffe entzogen werden. Diese fakultative Massnahme hat jedoch -- im Gegensatz zur Trockenadsorption -- keinen Einfluss auf die Reinheit des produzierten Aluminiums.
Die Halle der eingangs erwähnten Art, welche zur Durchführung des Verfahrens hergerichtet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Waschvorrichtung ein im wesentlichen horizontaler Tunnel mit an einem Ende vorgesehenem Rohgaseingang, am anderen Ende angeordnetem Gasaustritt sowie mit wenigstens einer Sprühkammer versehen ist, in welcher quer zur Strömungsrichtung der Abluft gerichtete Sprühdüsen angeordnet, und am Gasaustritt Strömungsspalte erzeugende Abscheiderprofile vorgeschaltet sind. Letztere scheiden aus dem an der Abscheideroberfläche entlangziehenden Gasstrom Flüssigkeitspartikel aus und lassen diese dann nach unten abtropfen; der Gasstrom selbst wird dadurch verhältnismässig trocken und kann ohne weiteres in die Atmosphäre entlassen werden.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, den Tunnel im Dachgiebel einer Ofenhalle vorzusehen und die Sprühdüsen an wenigstens einer Tunnelwand anzubringen, wobei erfindungsgemäss die Länge einer Sprühkammer bis etwa 60 m beträgt und damit die Verweildauer des mit einer Geschwindigkeit bis etwa 3 m/sec ziehenden Gasstromes in der Sprühkammer 20 - 60 sec. Bei kurzen Sprühkammern kann die Verweilzeit der zu reinigenden Ofengase durch Einbau von Schikanen verlängert werden.
Die erfindungsgemässe Tunnelwaschanlage ersetzt in ihrer Wirkungsweise - eine Trockenadsorptionsanlage mit Tonerde zur Fluoridabscheidung - einen der Trockenadsorptionsanlage nachgeschalteten SO2-Wäscher sowie - einen der Trockenadsorption vorgeschalteten Elektrofilter zur Vermeidung der Rückführung von Metallverunreinigungen in die Oefen.
Hieraus bereits ergibt sich ein niedriger Investitions- und Betriebskostenbedarf im Vergleich zu anderen Verfahren. In Erfüllung der gestellten Aufgabe werden Fluoride und SO2 absorbiert und zwar in einem Masse, wie es konventionelle Trockenadsorptionsanlagen mit Tonerde allein nicht vermögen.
Von besonderer Bedeutung ist die Möglichkeit, insbesondere im Falle einer Umrüstung, konventionelle Nasswäscher für die Hallenabluft heranzuziehen und die erfindungsgemässe Vorrichtung ausschliesslich für die Ofenrohgase zu verwenden.
Die bereits genannte Verweildauer von etwa 20 - 60 sec im erfindungsgemässen Tunnel liegt wesentlich über der üblichen Verweildauer von nur 3 bis 10 sec in konventionellen Nasswäschern.
Auch benötigen Tunnelwaschanlagen wegen der sehr feinen Versprühung durch Sprühdüsen keine erhöhte Sprühwassermenge. Das ablaufende Sprühwasser mit einem pH-Wert um 3 wird in einer Wasserregenerationsanlage mit Kalkmilch auf einen pH-Wert von 8 gebrachte um die beschriebenen Effekte zu erzielen. Das Sprühwasser wird vorzugsweise im Kreislauf gefahren.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren-ist ein Entschwefelungsgrad bis zu 90% erzielbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Halle für Elektrolyseöfen; Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 verkleinerte schematische Seitenansicht dazu.
In einer Halle 1 sind auf Fundamenten 2 bei 3 angedeutete Elektrolyseöfen zur Erzeugung von Aluminiun angebracht und -- in der Zeichnung nicht erkennbar -- gekapselt.
Wie insbesondere Fig. 2 verdeutlicht, führen Rohgasstutzen 4 das Ofenrohgas paarweise angeschlossener Elektrolyseöfen 3 einer mit Ventilen 5 versehen Ofenrohgasleitung 6 und durch diese einem Elektrofilter 7 zur Feststoffabscheidung zu.
Vom Elektrofilter 7 gelangt das von den Feststoffpartikeln befreite Ofenrohgas durch Rohgasableitdng 8 zu einem Tunnel 9 rechteckigen Querschnittes, der im Dach 10 der Halle 1 in deren Mittelachse M angeordnet ist. An den Wänden 11 des Tunnels 9 sind in Sprühkammern 12 der Länge n von etwa 40 m zwei übereinander angeordnete-(;alerien von Sprühdüsen 13 zu erkennen, welche einen Wassernebel zum Auswaschen von Schadstoffkomponenten aus dem Ofenrohgas erzeugen.
Die Partikel des auf einem pH-Wert von etwa 8 gehaltenen Sprühwassers treffen in Querstromrichtung auf das in Pfeilrichtung x mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 m/sec durchströmende Ofenrohgas, aus dem nach etwa 10 sec dessen HF-Anteil ausgewaschen ist, im bereich der anschliessenden 30 m des Tunnelweges erfolgt eine Gas-Entschwefelung von 70 bis 90%.
Eine mit den in Sprührichtung y Sprühkegel 15 erzeugenden Sprühdüsen 13 ausgestattete Sprühkammer 12 wird am Strömungsende von einer Wand 16 mit Gasaustrittsöffnungen 17 begrenzt, in denen vertikale Abscheiderprofile, in Fig. 1 mit 18 schematisiert angedeutet, sind. An diesen vornehmlich aus Kunststoff gefertigten gewellten und quer zur Strömungsrichung x mit Vorsprüngen versehenen Abscheiderprofilen 18 bilden sich Wassertropfen, so dass im anschliessenden Vertikalzug 19, unterstützt von Ventilatoren 21, tropfenfreie Abluft 20 austreten kann.
Neben dem Tunnel 9 ist in Fig. 2 noch eine konventionelle Hallenabluftwaschanlage 30 einer Länge m zu erkennen, in welche die Hallenabluft aufsteigt und in der sie gereinigt wird. Unterhalb eines Tunnels 9 vorhandene Hallenabluft wird in Richtung der Pfeile 31 der Hallenabluftwaschanlage 30 zugeführt.

Claims

Patentansl~rüche 1. Verfahren zum Waschen von Rohgas aus gekapselten Elektrolyseöfen zur Herstellung von Aluminium in einem Flüssigkeits-, insbesondere Wassernebel, dadurch gekennzeichnet, s dass das Ofenrohgas, quer zur Sprüha$chse von Sprühdüsen durch wenigstens eine damit versehene Sprühkammer (12) geführt und der Luftstrom dabei von Flüssigkeitspartikeln mit einem pH-Wert von etwa 8 durchsetzt wird, wonach aus dem Luftstrom die Flüssigkeitspartikel abgeschieden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Rohgases während des Sprühvorganges bis etwa 3 m/sec, vorzugsweise etwa 1 m/sec, beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,- dass das Rohgas während einer Dauer von etwa 20 -60 sec, vorzugsweise etwa 40 sec, besprüht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Sprühvorgang aus dem Rohgas in an sich bekannter Weise Feststoffe abgetrennt werden.
5, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgas horizontal geführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgas über in der Sprühkammer (12) angeordnete Schikanen geführt wird.
7. Halle für Elektrolyseöfen zur Herstellung von aluminium mit im Dachbereich angeordneter, einen Flüssigkeits-, insbesondere Wassernebel enthaltender und vom Rohgas durchzogener Waschvorrichtung dafür, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschvorrichtung ein im wesentlichen horizontaler Tunnel (9) mit an einem Ende vorgesehenem Rohgaseingang, am anderen Ende angeordnetem Gasaustritt (17) sowie mit wenigstens einer Sprühkammer (12) ist, wobei in der Sprühkammer (12) quer zur Strömungsrichtung (x) des Rohgases gerichtete Sprühdüsen (13) angeordnet, und am Gasaustritt Strömungsspalte erzeugende Abscheiderprofile (19) vorgeschaltet sind.
8. Halle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüsen (13) an wenigstens einer Wandung (11) des Tunnels (9) angebracht sind.
9. Halle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Galerien von Sprühdüsen (13) übereinander angebracht sind.
10. Halle nach mindestens einem der Ansprüche 7 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Tunnel eine konventionelle Hallenabluftwaschanlage (30) für die Reinigung der aufsteigenden Hallenabluft angeordnet ist.