RU2247176C1 - Method for cleaning anode gases of electrolytical production of aluminum - Google Patents
Method for cleaning anode gases of electrolytical production of aluminum Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247176C1 RU2247176C1 RU2003133920/02A RU2003133920A RU2247176C1 RU 2247176 C1 RU2247176 C1 RU 2247176C1 RU 2003133920/02 A RU2003133920/02 A RU 2003133920/02A RU 2003133920 A RU2003133920 A RU 2003133920A RU 2247176 C1 RU2247176 C1 RU 2247176C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- gases
- anode gases
- aluminum
- dust
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электролитическому производству алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами и может быть использовано для очистки анодных газов.The invention relates to the electrolytic production of aluminum in electrolytic cells with self-baking anodes and can be used to clean anode gases.
Известен способ газоотсоса из алюминиевого электролизера с непрерывным самообжигающимся анодом и верхним токопроводом, включающий сбор анодных газов в газосборнике в концентрированном состоянии с температурой 500°-900°С, сжигание смолистых гюгонов в газоприемной камере, подачу газов в скрубберы для улавливания соединений фтора, а затем выброс их в атмосферу (Патент США №2526875, МКИ 204-67, 1950 г.).A known method of gas extraction from an aluminum electrolyzer with a continuous self-baking anode and an upper current lead, including collecting anode gases in a gas collector in a concentrated state with a temperature of 500 ° -900 ° C, burning resinous gugons in a gas receiving chamber, supplying gases to scrubbers to capture fluorine compounds, and then their release into the atmosphere (US Patent No. 2526875, MKI 204-67, 1950).
Известен способ очистки газов, отходящих от алюминиевого электролизера, включающий сбор анодных газов и подачу их в камеру, снабженную решеткой, на которой находится насадка из мелкодробленого нефтяного кокса, подачу газов через насадку, нагретую до температуры 500-800°C, где происходит сжигание окиси углерода, причем для поддержания горения в камеру подают воздух, а смолистые вещества, содержащиеся в газе, подвергаются крекингу или пиролизу с образованием углерода (Патент ФРГ №1007069, 40 С., 4. 1957 г.).A known method of cleaning gases from an aluminum electrolyzer, including collecting anode gases and feeding them into a chamber equipped with a grill, on which there is a nozzle of finely divided petroleum coke, supplying gases through a nozzle heated to a temperature of 500-800 ° C, where oxide is burned carbon, moreover, to maintain combustion, air is supplied to the chamber, and resinous substances contained in the gas are cracked or pyrolyzed to form carbon (German Patent No. 1007069, 40 C., 4. 1957).
Известны способ очистки отходящих газов контактированием с углесодержащим материалом при повышенной температуре 350-450°С (Авт. Св. СССР №1611419, Кл. В 01 D 53/34, 1990 г.) и способ очистки газов от окиси углерода при повышенной температуре, включающий продувку очищаемых газов через слой агломерата, имеющего температуру 950-1000°С (Авт. Св. СССР №982761, Кл. В 01 D 53/34, 1983 г.).A known method of purification of exhaust gases by contacting with carbonaceous material at an elevated temperature of 350-450 ° C (Aut. St. USSR No. 1611419, CL. 01 D 53/34, 1990) and a method of purification of gases from carbon monoxide at elevated temperatures, including purging the cleaned gases through a layer of sinter having a temperature of 950-1000 ° C (Aut. St. USSR No. 982761, Cl. 01 D 53/34, 1983).
Основными недостатками известных решений являются:The main disadvantages of the known solutions are:
- недостаточная очистка от смолистых веществ и углерода, что создает трудности при дальнейшей обработке анодных газов, “зарастание” газоочистительного оборудования, ухудшает экологическую обстановку;- insufficient purification from resinous substances and carbon, which creates difficulties in the further processing of anode gases, “overgrowing” of gas cleaning equipment, worsens the environmental situation;
- сложное аппаратурное оформление, значительные затраты и ограниченные технологические возможности, что крайне затрудняет использование в крупном промышленном производстве алюминия.- complex hardware design, significant costs and limited technological capabilities, which makes it extremely difficult to use aluminum in large industrial production.
Наиболее близким по технической сущности и наличию сходных признаков является способ отвода газов от электролизеров с самообжигающимися анодами, включающий сбор концентрированных анодных газов, подачу их в горелку и дожигание при температуре 600-700°С при ограниченной подаче воздуха, подачу газов в ловушку, где отделяется крупная пыль, а затем - в циклон, улавливающий основную часть пыли. Из циклона газы подают в колонну с насадкой, где происходит их химическая обработка и выделение фторсодержащих компонентов. После промывки раствор, обогащенный фтористым натрием направляют на производство криолита, а газы вместе с увлеченным ими раствором подаются в экгаустер и после отделения каплей жидкости в циклоне выпускаются в атмосферу (Патент ФРГ №1059667, 40 С., 6. 1959 г.).The closest in technical essence and the presence of similar features is a method of exhausting gases from electrolytic cells with self-baking anodes, including collecting concentrated anode gases, supplying them to the burner and afterburning at a temperature of 600-700 ° C with limited air supply, supplying gases to a trap where it is separated coarse dust, and then - into a cyclone that traps the bulk of the dust. From a cyclone, gases are fed into a column with a nozzle, where they are chemically treated and fluorinated components are separated. After washing, the solution enriched in sodium fluoride is directed to the production of cryolite, and the gases, together with the solution carried by them, are fed into the ecguster and, after separation, a drop of liquid in the cyclone is released into the atmosphere (German Patent No. 1059667, 40 S., 6. 1959).
Однако и у этого способа недостаточно высокая степень очистки от смолистых веществ, что приводит к “зарастанию” аппаратов пылегазоочистки, к снижению эффективности их работы. Кроме того, остаточные концентрации углерода и смолистых веществ загрязняют вторичный возвратный продукт - регенерационный криолит, ухудшая его качество.However, this method also does not have a sufficiently high degree of purification from resinous substances, which leads to "overgrowing" of dust and gas cleaning apparatuses, to a decrease in the efficiency of their work. In addition, residual concentrations of carbon and resinous substances pollute the secondary return product - regenerative cryolite, worsening its quality.
Задачей предлагаемого технического решения является извлечение ценных компонентов для возврата их в производственный процесс в виде вторичных продуктов, снижение выбросов вредных веществ в атмосферу и повышение качества регенерационного криолита.The objective of the proposed technical solution is to extract valuable components to return them to the production process in the form of secondary products, reduce emissions of harmful substances into the atmosphere and improve the quality of regenerative cryolite.
В предлагаемом изобретении техническим результатом является снижение содержания углерода, смолистых веществ и СО в отходящих анодных газах электролитического производства алюминия.In the present invention, the technical result is to reduce the content of carbon, resinous substances and CO in the exhaust anode gases of the electrolytic production of aluminum.
Это достигается тем, что способ очистки анодных газов электролитического производства алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами, включающий сбор анодных газов, предварительное сжигание их с воздухом в горелочных устройствах, установленных на электролизерах, подачу газовоздушной смеси после предварительного сжигания анодных газов по газоходу на стадию пылегазоулавливания и выброс в атмосферу, предусматривает перед подачей газовоздушной смеси от горелочных устройств на стадию пылегазоулавливания подачу ее в процесс окислительного обжига, нагрев до температуры 800-1100°С с последующим охлаждением до 230-90°С с рекуперацией тепла на нужды производства.This is achieved by the fact that the method of purification of anode gases from the electrolytic production of aluminum in electrolytic cells with self-burning anodes, including collecting anode gases, pre-burning them with air in burners installed on electrolysis cells, supplying a gas-air mixture after preliminary burning of anode gases through a gas duct to the dust and gas recovery stage and emission into the atmosphere, provides before feeding the gas-air mixture from the burner devices to the dust and gas collection stage, feeding it into the oki process Call duration calcination temperatures of 800-1100 ° C followed by cooling to 230-90 ° C with heat recovery at production needs.
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.The technical essence of the proposed solution is as follows.
Применяемая в промышленности технология очистки анодных газов включает сбор анодных газов от электролизера в укрытом пространстве борт-анод, их предварительное сжигание на каждом электролизере горелками при подаче (подсосе) воздуха, эвакуацию после обжига смеси анодных газов с воздухом по газоходам на стадию “сухой” и/или “мокрой” газоочистки, где происходит извлечение алюминий-фтор-натрийсодержащих компонентов с целью их переработки и возвращения в процесс в виде вторичного криолита. Отработанный материал с газоочистки частично выводится на шламовые поля, а частично в виде газовоздушного аэрозоля выбрасывается в атмосферу. Существующая схема может обеспечивать высокую степень очистки только при значительных материальных и трудовых затратах, наличии дорогостоящего аппаратурно-технологического оформления, что повышает себестоимость товарного алюминия.The technology used in industry for cleaning anode gases includes collecting anode gases from the electrolyzer in a covered board-anode space, pre-burning them on each cell with burners when air is supplied (suction), evacuating after firing the mixture of anode gases with air through the flues to the “dry” stage and / or “wet” gas purification, where aluminum-fluorine-sodium-containing components are extracted for the purpose of their processing and return to the process in the form of secondary cryolite. The spent material from the gas treatment is partially discharged to the sludge fields, and partly in the form of a gas-air aerosol is emitted into the atmosphere. The existing scheme can provide a high degree of purification only at significant material and labor costs, the presence of expensive hardware and technological design, which increases the cost of commercial aluminum.
В предлагаемом решении устраняется такой недостаток, как неполная очистка анодных газов от мелкодисперсного углерода, СО и смолистых веществ, что достигается дополнительным дожигом газовоздушной смеси, поступающей от горелочных устройств, установленных на электролизерах, на стадии пылегазоулавливания. Анодные газы, собранные от электролизера с использованием газосборного колокола, дожигаются в горелках, установленных непосредственно на электролизерах, при температурах процесса около 800°С. Но, поскольку дожигание ведется в газовоздушном потоке, время реакции ограничено, дожиг вредных компонентов происходит неполный. Затем газы по газоходу, разбавляясь воздухом (подсосы в местах стыков газохода и пр.), охлаждаясь до температуры 300-400°C с конденсацией некоторых фракций смолистых веществ, подаются в виде газовоздушной смеси на стадию пылегазоочистки (“сухая” и/или “мокрая”), где происходит улавливание фторсодержащих соединений и возврат их на переработку с целью получения вторичного продукта (регенерационного криолита), улавливания углеродосодержащей пыли и сброса ее на шламовое поле.The proposed solution eliminates such a disadvantage as incomplete purification of anode gases from finely dispersed carbon, CO and resinous substances, which is achieved by additional afterburning of the air-gas mixture coming from burner devices installed on electrolytic cells at the dust and gas collection stage. Anode gases collected from the electrolyzer using a gas collection bell are burned in burners installed directly on the electrolysers at process temperatures of about 800 ° C. But, since the afterburning is carried out in a gas-air stream, the reaction time is limited, the afterburning of harmful components is incomplete. Then the gases along the gas duct, diluted with air (suction at the joints of the gas duct, etc.), cooled to a temperature of 300-400 ° C with condensation of some fractions of resinous substances, are supplied as a gas-air mixture to the dust and gas cleaning stage (“dry” and / or “wet” ”), Where fluorine-containing compounds are captured and recycled for the purpose of obtaining a secondary product (regenerative cryolite), carbon-containing dust and its discharge to the sludge field.
В составе смолистых веществ присутствуют канцерогенные полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), которые являются наиболее опасной составляющей анодных газов. Наиболее эффективным способом удаления ПАУ из газов электролиза является их термическое обезвреживание при повышенной температуре процесса (пиролиз).The resinous substances contain carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), which are the most dangerous component of anode gases. The most effective way to remove PAHs from electrolysis gases is their thermal neutralization at elevated process temperatures (pyrolysis).
В предлагаемом техническом решении газо-воздушную смесь после горелочных устройств подают в процессе окислительного обжига с нагреванием ее до температуры 800-1100°С. Это обусловлено необходимостью максимального перевода ПАУ в нетоксичные и малотоксичные соединения при их термическом разложении. А при температуре менее 800°С дожиг не обеспечивает требуемую степень разложения ПАУ.In the proposed technical solution, the gas-air mixture after the burner devices is supplied in the process of oxidative firing with heating to a temperature of 800-1100 ° C. This is due to the need for maximum conversion of PAHs into non-toxic and low-toxic compounds during their thermal decomposition. And at temperatures below 800 ° C, afterburning does not provide the required degree of decomposition of PAHs.
Охлаждение газа после обжига является необходимым и связано с температурными ограничениями работы электрофильтров. Максимальная температура очищенных газов должна быть не более 230°С для обеспечения бесперебойной и эффективной работы газоочистного оборудования. А охлаждение газов до температур ниже 90°C недопустимо, так как при этом может происходить конденсация паров воды, присутствующей в газах, и это приведет к образованию кислот (фтористо-водородной, серной или сернистой), что вызовет коррозию газоочистительного оборудования.Gas cooling after firing is necessary and is associated with temperature limitations of the operation of electrostatic precipitators. The maximum temperature of the purified gases should be no more than 230 ° C to ensure uninterrupted and efficient operation of gas cleaning equipment. And the cooling of gases to temperatures below 90 ° C is unacceptable, since this can cause condensation of water vapor present in the gases, and this will lead to the formation of acids (hydrogen fluoride, sulfuric or sulfuric), which will cause corrosion of gas cleaning equipment.
Предлагаемая технология легко реализуема на алюминиевых заводах в существующей аппаратурно-технологической схеме газоочистки. Для этого перед электрофильтрами устанавливается энерготехнологическая установка, например печь кипящего слоя, снабженная утилизатором тепла для охлаждения газо-воздушной смеси после окислительного обжига и рекуперации тепла с использованием, например, котла-утилизатора водогрейного или парового котла и направления в технологический процесс. В качестве топлива в процесс окислительного обжига может подаваться различное углеродосодержащее топливо, например, пропан. Но предпочтительней, с точки зрения экономической и экологической, использовать в качестве углеродосодержащего топлива собственно углеродосодержащих отходов электролитического производства алюминия, пригодных для сжигания: коксовая пыль, бракованные аноды, пековые осадки, шлам газоочистки, хвосты флотации и другие.The proposed technology is easily implemented at aluminum plants in the existing instrumentation-technological scheme of gas purification. For this, an energy-technological installation is installed in front of the electrostatic precipitators, for example, a fluidized bed furnace equipped with a heat recovery unit for cooling the gas-air mixture after oxidative firing and heat recovery using, for example, a recovery boiler of a hot-water or steam boiler and forwarding to the technological process. As a fuel, various carbon-containing fuels, such as propane, can be fed into the oxidative firing process. But it is preferable, from the point of view of economic and environmental, to use as a carbon-containing fuel the actual carbon-containing waste from the electrolytic production of aluminum suitable for burning: coke dust, defective anodes, pitch sediments, gas treatment sludge, flotation tailings and others.
Отличительными признаками предлагаемого технического решения от прототипа являются:Distinctive features of the proposed technical solution from the prototype are:
- подача газовоздушной смеси от горелочных устройств в процесс окислительного обжига перед подачей ее на стадию пылегазоулавливания;- supply of the gas-air mixture from the burner devices to the oxidative firing process before feeding it to the dust and gas collection stage;
- нагревание газовоздушной смеси до 800-1100°С;- heating the gas-air mixture to 800-1100 ° C;
- последующее охлаждение газо-воздушной смеси до 230-90°С с рекуперацией тепла на нужды производства.- subsequent cooling of the gas-air mixture to 230-90 ° C with heat recovery for production needs.
Наличие этих признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности “новизна”.The presence of these signs allows us to conclude that the claimed invention meets the patentability criterion of “novelty”.
Использование в предлагаемом решении совокупности известных и отличительных признаков позволяет достигнуть более высоких технико-экономических результатов. Предлагаемая технология подготовлена к испытаниям на Иркутском алюминиевом заводе.The use in the proposed solution of a combination of known and distinctive features allows to achieve higher technical and economic results. The proposed technology is prepared for testing at the Irkutsk Aluminum Plant.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003133920/02A RU2247176C1 (en) | 2003-11-24 | 2003-11-24 | Method for cleaning anode gases of electrolytical production of aluminum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003133920/02A RU2247176C1 (en) | 2003-11-24 | 2003-11-24 | Method for cleaning anode gases of electrolytical production of aluminum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2247176C1 true RU2247176C1 (en) | 2005-02-27 |
Family
ID=35286308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003133920/02A RU2247176C1 (en) | 2003-11-24 | 2003-11-24 | Method for cleaning anode gases of electrolytical production of aluminum |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2247176C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455399C2 (en) * | 2007-03-22 | 2012-07-10 | Альстом Текнолоджи Лтд. | System of stack gas cleaning and cooling |
CN104141155A (en) * | 2014-07-10 | 2014-11-12 | 湖州织里荣华铝业有限公司 | Electrolytic aluminum exhaust gas treatment device |
RU2550463C2 (en) * | 2010-12-22 | 2015-05-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Gas cleaning system for metallurgic plant and waste gas cleaning method |
-
2003
- 2003-11-24 RU RU2003133920/02A patent/RU2247176C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455399C2 (en) * | 2007-03-22 | 2012-07-10 | Альстом Текнолоджи Лтд. | System of stack gas cleaning and cooling |
RU2550463C2 (en) * | 2010-12-22 | 2015-05-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Gas cleaning system for metallurgic plant and waste gas cleaning method |
CN104141155A (en) * | 2014-07-10 | 2014-11-12 | 湖州织里荣华铝业有限公司 | Electrolytic aluminum exhaust gas treatment device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6657095B1 (en) | Continuous temperature variance pyrolysis for extracting products from tire chips | |
CN102000483A (en) | Method for treating asphalt gas efficiently and harmlessly | |
US10053628B2 (en) | Method for treating carbonaceous materials by vapor thermolysis | |
CN1834535A (en) | Smokeless coal burning boiler and gas synthetizing equipment thereof | |
RU2247176C1 (en) | Method for cleaning anode gases of electrolytical production of aluminum | |
WO2018040728A1 (en) | Method of decomposing organic polymer waste material | |
CN211419939U (en) | Oily sludge treatment device | |
US6846472B2 (en) | Process for treating gaseous emissions generated during production of carbon anodes in an aluminum plant | |
CN109028070B (en) | Harmless treatment method for flue gas of garbage combustion furnace | |
CN210645852U (en) | High-temperature pyrolysis gas disposal device | |
RU2247160C1 (en) | Method of processing fluorocarbon-containing wastes of electrolytic aluminum production | |
JP2005075925A (en) | Method for thermally cracking and carbonizing organic waste material | |
CN101307905B (en) | Carbon product calcining furnace flue gas cleaning treatment process | |
CN104588399A (en) | Refuse disposal combined power generator | |
CN110508122B (en) | High-temperature pyrolysis gas treatment device and treatment method | |
KR101424129B1 (en) | Boiler System for Petro Coke with Wet Scrubber and Dust Collector Equipment | |
CN204412746U (en) | A kind of device of garbage disposal cogeneration | |
CN111841298A (en) | Enameled wire pyrolysis waste gas treatment process | |
EP1015143A1 (en) | Treatment of contaminated soil | |
CN111774402B (en) | Industrial organic solid waste treatment method | |
RU2118979C1 (en) | Method and installation for heat processing of high-ash fuels | |
CN212269990U (en) | Garbage dry distillation power generation system | |
RU2147713C1 (en) | Method of thermal reworking of solid wastes | |
EP1558790B1 (en) | Process for treating gaseous emissions generated during production of carbon anodes in an aluminum plant | |
RU2586389C1 (en) | Method of processing fluorocarbon-containing aluminium production wastes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071125 |