JPS6148967B2 - - Google Patents

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JPS6148967B2
JPS6148967B2 JP50010901A JP1090175A JPS6148967B2 JP S6148967 B2 JPS6148967 B2 JP S6148967B2 JP 50010901 A JP50010901 A JP 50010901A JP 1090175 A JP1090175 A JP 1090175A JP S6148967 B2 JPS6148967 B2 JP S6148967B2
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JP
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gas
solids
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hydrogen fluoride
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Shuparubaruto Fuorukaa
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    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/36—Controlling flow of gases or vapour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/22—Collecting emitted gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばアルミニウム電解工程からの
廃ガスからアルミナ等による乾式吸着法にて弗化
水素を有害な付属元素の完全除去下で分離するよ
うにした弗化水素の分離方法に関する。
本発明の原発明である特願昭56−90708号（特
許第1320065号）によれば、弗化水素を含有する
ガスを流動化ガスとして流動床反応装置へ装入
し、この際、前記ガスがそこに装入されている固
形物（吸着剤）とともに膨張拡大された流動床を
形成しかつこの流動床の前記固形物の濃度が下方
から上方にかけて低くなり更にまた大部分の固形
物が上方から排出される速度にて前記ガスの前記
装入を行い、これによつて流動状態にある前記固
形物でもつて前記ガスから前記弗化水素を分離
し、かつ前記ガスとともに前記流動床反応装置か
ら排出される前記固形物を前記流動床反応装置に
直接的に後続された電気集塵装置において分離す
るようにしている。
経済的理由による回収や環境汚染防止のため
に、ガスからこのガスに含有されている或る成分
を除去することがしばしば必要である。このよう
な除去は、洗滌等の湿式法によるか、あるいは固
形物により分離する乾式法によつて行なわれる。
特に問題なのは、廃ガスからの弗化水素の除去
である。氷晶石のような錯塩としての弗化物はア
ルミニウムを製造するための電解工程における融
剤として使用される。このために廃ガス中には、
吸引や稀釈の程度にもよるが、約1000mg/Nm3以
下、通常約100mg/Nm3の弗化水素が含有されてい
る。
弗化水素を除去する方法としては、上述した湿
式洗滌法に加えて種々の乾式吸着法が知られてい
る。この乾式法の場合には湿式法に固有の腐食問
題を回避することが出来る。例えば英国特許第
848708号明細書においては、弗化水素を除去する
のに理論上必要とするよりも多量の乾燥した吸着
剤（たとえば石灰石、炭酸カルシウム、消石灰、
生石灰、アルミナ、活性アルミナまたは酸マグネ
シウム）と一緒に、浄化すべきガスをバツグフイ
ルタに通じる導管に吹込むことが提案されてい
る。この場合、微粉状（好ましくは200メツシユ
以下）の吸着剤がガスによつてバツグフイルタに
圧送されるが、フイルタに到着する以前に吸着
剤、即ち固形物が分離することを避けるべきであ
る。それは、吸着剤がバツグフイルタの垂直に延
びるバツグに附着して粉塵層を形成し、この粉塵
層が後続して送られてくるガスのフイルタケーキ
として作用するからである。この方法における欠
点は、ガス流中での固形物滞留時間が短かく、ま
た固形物が脈状に附着する傾向があり、更にまた
フイルタを定期的に清掃する必要があることであ
る。
また他の方法（カナダ特許第613352号明細書）
においてはガス状の弗化水素が電解工程が廃ガス
から200℃以下で除去される。この場合880mgHF/
Ｎm3以下の廃ガスは1.5〜10％の灼熱減量のアル
ミナ層に通されて１秒以下のガス滞留時間で流
れ、このアルミナ層は定期的に除去される。弗化
物に富むアルミナは直接電解槽に供給されるがこ
のうち３〜20％は吸着剤として利用される。この
公知の方法の好ましい実施例として気流中にアル
ミナを添加してバツグフイルタに送り、そこでア
ルミナが粉塵層の形で通気層を形成して弗化水素
を除去する働きをなすことが行なわれている。こ
の粉塵層もまた定期的に除去される。この方法も
実際上最初に述べたと同じ諸欠点を有している。
ドイツ連邦共和国特許出願公告第1091994号明
細書には、150m2/ｇ以上の比表面積を有する活性
アルミナによつて、室温〜650℃（好ましくは100
〜450℃）の温度にて１容量％以下の弗化水素を
含有するガスを浄化することが記載されている。
この場合特に、800容量部のガスに対して１容量
部の活性アルミナを用い、かつ約３〜12mmの粒径
を有する活性アルミナをガス流と向流的に供給す
るのが好ましい。これによつて、ガスは純ガス１
m3当り残留含有量が30〜40mgとなるまで浄化され
る。この方法の場合、活性アルミナ粒子を作らね
ばならず、かつまたアルミナ層における適用可能
なガス速度は0.1〜0.3m/secであるから技術的な
見地から装置の断面積を大きくしなければならな
いという欠点がある。
米国特許第3503184号明細書には、1240mgHF/
m3以下の電解槽の廃ガスが５〜30cmの床高さの密
度の大きい流動床において65〜85℃で処理される
ことが記載されている。この場合、弗化水素１Kg
当り25〜75Kgの酸化物、即ちアルミナがガスに添
加される。流動床中におけるガスの滞留時間は
0.25〜1.5秒である。またこのガスに連行される
粉塵を分離するためのフイルタが備えられてい
る。この方法の場合、約0.3m/secという非常に
低いガス速度が適用されているが、これは、この
低速度でないと、必要な密度の流動床が保持され
得ず、かつまた多量の固形物がフイルタに給送さ
れてフイルタを非常にしばしば清浄化しなければ
ならず、このためにフイルタバツグの摩耗、破裂
等のやつかいな問題が生じるからである。
交換表面積ができるだけ大きくかつ密度ができ
るだけ大きい床とする必要から、前記の方法で
は、吸着床中でのガス速度を比較的低くするのが
普通である。しかしこの場合、装置の単位体積当
りのガス流量を高くする必要があるので、ガスの
経済的な浄化方法とはなり得ない。
このような欠点を除去し、特にガス流速が高い
場合の吸着効果を非常に良好にせんがために、弗
化水素を含有するガスを流動化ガスとして流動床
反応装置へ装入し、この際、前記ガスがそこに装
入されている固形物とともに膨張拡大された流動
床を形成しかつこの流動床の前記固形物濃度が下
方から上方にかけて低くなり更にまた大部分の固
形物が上方から排出される速度にて、前記ガスの
前記装入を行うようにすることが提案された（ド
イツ連邦共和国特許出願公開第2056096号明細
書）。ドイツ連邦共和国特許出願公開第2225686号
明細書による方法も概して同じ条件下で実施され
る。この場合、固形物の分離は２段階で行ない、
そして主要不純物を微粒子分画とともに分離除去
するようにしている。
これら公知の諸方法によれば、電解工程や金属
の品質にとつて有害な不純物、例えば微細な炭素
や鉄、バナジウム、燐、チタン等の化合物の一部
分のみの除去に成功しているが、弗素の吸着剤と
して使用済みのアルミナが上記の有害不純物を伴
つて電解工程に戻される。この戻されたアルミナ
はまだ吸着のために使用されていないアルミナと
較べ上記不純物の含有量が常に著しく高い。従つ
て、大抵の場合、原料中におけるよりも多くの不
純物が導入されることになるが、これは好ましい
ことでないばかりか必要とされる金属の品質の上
からも許容され難いことである。
本発明の目的は、乾式吸着に使用されかつ弗化
を吸着したアルミナ及び／又はこれに類似した固
体吸着剤からなる固形物を介しての不純物の導入
をほぼ完全に避けることにある。この目的は意外
なことに次のようにして達成されることが見出さ
れたのである。即ち、冒頭に述べた種類の方法に
おいて、流動床反応装置の前位にも電気集塵装置
を配して、処理されるべきガス中の固形不純物を
分離し、かつ前記流動床反応装置内の固形物の平
均濃度をこの反応装置の容積１m3当り10Kgまでの
値に調節するこれにより、有害不純物の予備分離
を弗化水素の吸着に先立つて非常に良好に行なう
ことが出来る。この不純物の分離を更に充分に行
うには、原料ガス中に水を導入、例えば噴霧して
集塵条件を良くするようにすればよい。
この後の廃ガスの処理としては前記特願昭56―
90708号（特許第1320065号）に従う。即ち、有害
不純物の十分な予備分離の後、弗化水素を含有す
るガスを流動床反応装置においてアルミナ等の固
形物で処理し、ついで前記ガスとともに排出され
た固形物を前記流動床反応装置に直接的に接続さ
れた電気集塵装置内にて分離する。
本発明による好ましい構成においては、有害不
純物の予備分離を更に十分に行なうに際し、複数
個の集塵領域（電場帯域）及び粉塵ピンを夫々備
える第２の電気集塵装置において粉塵を粒度の異
なる分画に分離する。この場合、残存する不純物
を最微細分画として集めて分離する。他方、弗素
を吸着するアルミナの内で有害不純物が最も少な
い分画である粗大部分を取出して電解炉へ送給
し、また中間粒度の分画を流動床反応装置へ還送
する。電解炉へ送給されるべき第２の電気集塵装
置の粉塵分画のためにドイツ連邦共和国特許出願
公開第2127910号に依る熱処理手段を備えること
が好ましい。特に、この場合、粉塵分画に存在す
る炭素は500〜1000℃でかつ空気の存在下で燃焼
し、また吸着結合した弗化水素は弗化アルミニウ
ムに変換される。第１の電気集塵装置において予
備浄化した際に除去された粉塵を第２の電気集塵
装置の微粒子分画（これにはなお残留不純物が含
有されている）と一緒にし、そしてこれを特殊な
ロータリキルンにおいて水蒸気処理（高温加水分
解）して弗素を分離することが好ましい。このよ
うにして遊離された弗素を流動床反応装置に導入
して吸着させる。高温加水分解炉から排出される
固形物は不純物を含むがほとんどアルミナだけを
含有していて特別な利用、例えば窯業方面の利用
に供せられるる。電解炉に戻されるアルミナは発
生した弗素のほぼ全量を含有するが、金属の品質
または電解にとつて有害な不純物は含有しない。
すなわち純度に関してはバイヤー法で生じる酸化
物とほとんど同じと見なせる。
以上述べたことから、本発明の方法によれば、
相前後して設置された２つの電気集塵装置によつ
て電解工程の廃ガスから粉塵状の弗素の分離を十
分に行なえるという利点がもたらされる。粉塵に
て運ばれてきた弗素の浄化ガス中における含有量
は、本発明による方法の場合、特に少なく保持さ
れる。後処理法として熱処理および高温加水分解
が回分操作として行なわれる場合、１つの炉、好
ましくはロータリキルンを用いることが好まし
い。
次に、本発明の詳細を実施例につき図面を参照
して説明する。
原料ガスをまず管１に通じ、そこで粉塵の抵抗
値を分離に適したものとするため水供給手段２に
より水分を添加し、管１からついで電気集塵装置
３に導入する。この電気集塵装置により粉塵状不
純物の大部分を分離し、この分離された不純物を
排出手段４から高温加水分解炉５へ供給する。
電気集塵装置３において予備浄化された廃ガス
を導管６から流動床反応装置７に導入し、そこで
吸着剤であるアルミナ８と接触させる。流動床反
応装置７には分離用バツフルなどの分離手段１０
が固形物の滞留時間を高めるために備えられてい
る。この反応装置内で水供給手段９によつて水が
添加され所定の条件に備えられたガスと固形物と
の混合物を導管１１から第２の電気集塵装置１２
に導入する。この第２の電気集塵装置内部は幾つ
かの集塵領域（電場帯域）からなり、互いに異な
る粒度範囲毎の粉塵回収用ビン１３，１４，１５
が夫々備えられている。浄化されたガスは第２の
電気集塵装置から導管１６を経て排出される。粉
塵回収用ビン１３から取出される分画は不純物含
有量が最も低いが、この分画はロータリーキルン
１７で熱処理した後ではＦ含有量を除けば出発物
質、つまりバイヤー法で得られるAl2O3とほぼ同
じ品質を有している。それ故、この分画を排出導
管１８から電解浴へ給送するが、このとき電解操
作は何等の支障も起さない。
電気集塵装置３における予備分離後にもなお残
存している不純物は粉塵回収用ビン１５に溜る
が、本発明の好ましい構成により分離排出され、
他方排出手段４からの不純物含有粉塵とともに高
温加水分解炉５において再処理される。
電気集塵装置１２において分離された粉塵のほ
とんどを粉塵回収用ビン１４から排出して流動床
反応装置７へ還送する。
高温加水分解炉５においては、既に述べたよう
に、不純物を伴つて流れてくる粉塵を水、好まし
くは水蒸気２０で高温処理する。この場合、発生
するガスはなかんずくHFを含有していて導管２
１から流動床反応装置７へ供給されるが、熱処理
炉１７で発生して導管１９を経て送られてくる廃
ガスと合流される。
高温加水分解炉５で得られる固形物は不純物の
他主としてAl2O3を含有するが、排出口２２から
排出されて他の例えば窯業関係での利用に供せら
れる。
次に述べるものは本発明の実施の態様に属する
ものである。
(1) 流動化ガスとして弗化水素を含有するガス
を、このガスがアルミナ及び／又はこれに類似
した固体吸着剤から成る固形物とともに、その
固形物濃度を底部から頂部にかけて減少するよ
うに流動床を形成しかつこの固形物の大部分を
上方から排出するような速度にて、流動床反応
装置に導入し、そして前記ガスとともにこの流
動床反応装置から排出される前記固形物をすぐ
後に接続した電気集塵装置において分離し、こ
の分離された固形物を前記流動床反応装置に再
循環させて前記流動床を形成するようにした、
流動状態にある固形物によるガスからの弗化水
素の分離方法においいて、前記流動床反応装置
の前位にも電気集塵装置を配置して、前記流動
床反応装置に導入される前の処理されるべきガ
ス中の固形不純物を分離し、かつ前記流動床反
応装置内の固形物の平均濃度をこの反応装置の
容積１m3当り10Kgまでの値に調節することを特
徴とする弗化水素の分離方法。
(2) 前位接続された前記電気集塵装置の前位に、
固形不純物含有ガスの状態を調節するための室
を接続設置することを特徴とする前記第１項に
述べた方法。
(3) 前位接続された前記電気集塵装置において分
離された固形物を高温加水分解することを特徴
とする前記第１項に述べた方法。
(4) 高温加水分解で生じたガスを前記流動床反応
装置へ送給することを特徴とする前記第３項に
述べた方法。
(5) 第２の電気集塵装置における固形物の分離に
際し、これ粗粒、中位粒および細粒各固形物分
画に分画分離すること特徴とする前記第１項に
述べた方法。
(6) 中位の粒度分画のものを前記流動床反応装置
に導入することを特徴とする前記第５項に述べ
た方法。
(7) 粗粒分画のものを熱処理炉、好ましくはロー
タリーキルンに通じ、ついで電解炉に送給する
ことを特徴とする前記第５項に述べた方法。
(8) 熱処理によつて発生する弗化水素含有ガスを
前記流動床反応装置に導入することを特徴とす
る前記第７項に述べた方法。
(9) 粗粒分画のものを高温加水分解炉、好ましく
はロータリーキルンに送給することを特徴とす
る前記第５項に述べた方法。
(10) 高温加水分解の際放出される弗化水素含有ガ
スを前記流動床反応装置へ導入することを特徴
とする前記第９項に述べた方法。
(11) 熱処理および高温加水分解を回分操作で行う
場合共通の炉を用いることを特許とする前記第
３項、第７項および第９項に述べた方法。
追加の関係 本発明は原発明である特願昭56−90708号（特
許第1320065号）の追加特許願に係るものであつ
て、原発明の構成に欠くことが出来ない事項の全
部をその構成に欠くことが出来ない事項の主要部
とし、かつ原発明と同一目的を達成するための弗
化水素の分離方法に係るものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示す工程系統図であ
る。 なお図面に用いられている符号において、３は
電気集塵装置、５は高温加水分解炉、７は流動床
反応装置、８は吸着剤（アルミナ）、１２は電気
集塵装置、１７はロータリキルン（熱処理炉）で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 流動化ガスとして弗化水素を含有するガス
    を、このガスがアルミナ及び／又はこれに類似し
    た固体吸着剤から成る固形物とともに、その固形
    物濃度を底部から頂部にかけて減少するように流
    動床を形成しかつこの固形物の大部分を上方から
    排出するような速度にて、流動床反応装置に導入
    し、そして前記ガスとともにこの流動床反応装置
    から排出される前記固形物をすぐ後に接続した電
    気集塵装置において分離し、この分離された固形
    物を前記流動床反応装置に再循環させて前記流動
    床を形成するようにした、流動状態にある固形物
    によるガスからの弗化水素の分離方法において、
    前記流動床反応装置の前位にも電気集塵装置を配
    置して、前記流動床反応装置に導入される前の処
    理されるべきガス中の固形不純物を分離し、かつ
    前記流動床反応装置内の固形物の平均濃度をこの
    反応装置の容積１m3当り10Kgまでの値に調節する
    ことを特徴とする弗化水素の分離方法。
JP50010901A 1974-01-24 1975-01-24 Expired JPS6148967B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2403282A DE2403282A1 (de) 1974-01-24 1974-01-24 Verfahren zur abscheidung von fluorwasserstoff aus abgasen der aluminiumelektrolyse durch trockenadsorption an aluminiumoxid unter vollstaendiger abtrennung der schaedlichen begleitelemente

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS50108194A JPS50108194A (ja) 1975-08-26
JPS6148967B2 true JPS6148967B2 (ja) 1986-10-27

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ID=5905548

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50010901A Expired JPS6148967B2 (ja) 1974-01-24 1975-01-24

Country Status (15)

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US (1) US4006066A (ja)
JP (1) JPS6148967B2 (ja)
AT (1) AT347702B (ja)
BE (1) BE824672A (ja)
BR (1) BR7500485A (ja)
CA (1) CA1044873A (ja)
CS (1) CS187456B2 (ja)
DE (1) DE2403282A1 (ja)
FR (1) FR2259164B1 (ja)
GB (1) GB1486871A (ja)
HU (1) HU173490B (ja)
IT (1) IT1030996B (ja)
NL (1) NL176957C (ja)
NO (1) NO144374C (ja)
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