RU2621334C1 - Wet scrubbing method of potroom exit gases of aluminium production - Google Patents

Wet scrubbing method of potroom exit gases of aluminium production Download PDF

Info

Publication number
RU2621334C1
RU2621334C1 RU2016104200A RU2016104200A RU2621334C1 RU 2621334 C1 RU2621334 C1 RU 2621334C1 RU 2016104200 A RU2016104200 A RU 2016104200A RU 2016104200 A RU2016104200 A RU 2016104200A RU 2621334 C1 RU2621334 C1 RU 2621334C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
sodium sulfate
soda
sulfate
evaporator
Prior art date
Application number
RU2016104200A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Викторович Богданов
Виктор Христьянович Манн
Виталий Валерьевич Пингин
Алексей Сергеевич Жердев
Сергей Юревич Павлов
Вячеслав Викторович Аникин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority to RU2016104200A priority Critical patent/RU2621334C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2621334C1 publication Critical patent/RU2621334C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/68Halogens or halogen compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77Liquid phase processes
    • B01D53/78Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D5/00Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/20Halides
    • C01F11/22Fluorides

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: wet scrubbing method of potroom exit gases of aluminium production comprises a gas scrubbing of hydrogen fluoride and sulfur compounds by its irrigation by soda-sulfate solution, separation of anhydrous sodium sulfate in evaporator, in this case, gas irrigation by soda-sulfate solution is carried out to obtain a saturated soda-sulfate solution, a portion of which is fed in the evaporator and concentrated until a limiting concentration of sodium sulfate, and the remaining solution is sent to sedimentation, followed by returning to the irrigation stage, and the solution evaporated with sodium sulphate is directed to dewatering and drying followed by obtaining the finished sodium sulfate, and after evaporation, the mother liquor is re-directed to the evaporator.
EFFECT: improved quality of sodium sulfate.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для очистки отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия от остатков фтористого водорода и соединений серы с получением в качестве товарного продукта сульфата натрия.The invention relates to non-ferrous metallurgy and can be used for purification of waste gases from electrolysis aluminum production cells from the remains of hydrogen fluoride and sulfur compounds to produce sodium sulfate as a commercial product.

Известен способ мокрой очистки отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия (патент RU 2254293, C01D 5/00, C01F 7/54, опубл. 27.11.2014), включающий очистку газа от серных окислов и фтористых соединений путем их орошения содосульфатным раствором в мокрых скрубберах, выделение из раствора после газоочистки основного количества фтористого натрия в виде криолита. Насыщенный раствор, очищенный от криолита, дополнительно очищают от фтористого натрия путем его обработки при 95-105°С в течение 1,5-2,0 часов известковым молоком, вводимым в насыщенный раствор из расчета стехиометрического связывания фтора, содержащегося в растворе, в CaF2. Очищенный от фтора насыщенный раствор далее подвергают концентрирующей выпарке до достижения плотности упаренного раствора 1,37±0,02 г/л и выделяют из него в осадок сульфат натрия в виде беркеитовой соли путем введения в упаренный раствор карбонатной соды до достижения концентрации титруемой щелочи в маточном растворе 215-230 г/л Na2O и плотности раствора в суспензии до 1,35±0,02 г/л при перемешивании суспензии при температуре 95-100°С в течение 30-40 минут.A known method of wet cleaning of exhaust gases from electrolysis aluminum production buildings (patent RU 2254293, C01D 5/00, C01F 7/54, publ. 11/27/2014), including the cleaning of gas from sulfur oxides and fluoride compounds by irrigation with sodosulfate solution in wet scrubbers, the selection of the main amount of sodium fluoride in the form of cryolite from the solution after gas purification. The saturated solution, purified from cryolite, is further purified from sodium fluoride by treating it at 95-105 ° C for 1.5-2.0 hours with milk of lime introduced into the saturated solution based on the stoichiometric binding of fluorine contained in the solution in CaF 2 . The saturated solution purified from fluorine is then subjected to a concentrated evaporation until the density of the evaporated solution reaches 1.37 ± 0.02 g / l and sodium sulfate in the form of a berkeitic salt is precipitated from it by introducing carbonate soda into the evaporated solution until the titrated alkali concentration in the mother liquor is reached a solution of 215-230 g / l Na 2 O and the density of the solution in suspension up to 1.35 ± 0.02 g / l with stirring the suspension at a temperature of 95-100 ° C for 30-40 minutes.

К недостаткам данного способа можно отнести:The disadvantages of this method include:

- снижение эффективности процесса выпаривания за счет введения известкового молочка и вследствие этого зарастания солями жесткости теплообменных трубок выпарного аппарата - снижение его срока службы;- a decrease in the efficiency of the evaporation process due to the introduction of milk of lime and, as a result, overgrowth of the stiffness salts of the heat exchanger tubes of the evaporator — a decrease in its service life;

- значительное увеличение теплоэнергетических затрат производства на выделения фтора в воде фтористого кальция.- a significant increase in heat energy production costs for the allocation of fluorine in water of calcium fluoride.

Известен способ мокрой очистки отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия (Патент RU 2320539, C01D 5/00, C01D 5/16, опубл. 27.03.2008), включающий очистку газа от серных окислов и фтористых соединений путем их орошения содосульфатным раствором в мокрых скрубберах, выделение из раствора после газоочистки основного количества фтористого натрия в виде криолита. В способе переработки содосульфатного раствора, получаемого после очистки отходящих газов электролизных корпусов при производстве алюминия, включающем очистку газа от фтористых соединений и диоксида серы путем его орошения в мокрых скрубберах содосульфатным раствором, выделение из части циркулирующего содосульфатного раствора фтористого натрия в виде фтористого кальция, из маточного содосульфатного раствора после его очистки от фтористого натрия выделяют в осадок очищенный от примесей крупнокристаллический безводный сульфат натрия путем упарки маточного раствора с доведением концентрации титруемой карбонатной щелочи в упаренном растворе до 75-100 г/л в пересчете на Na2СО3 и плотности упаренного раствора 1,30-1,31 г/л при температуре 70-105°С.A known method for wet cleaning of exhaust gases from electrolysis aluminum production buildings (Patent RU 2320539, C01D 5/00, C01D 5/16, published March 27, 2008), including cleaning gas from sulfur oxides and fluoride compounds by spraying them with soda-sulphate solution in wet scrubbers, the selection of the main amount of sodium fluoride in the form of cryolite from the solution after gas purification. In a method for processing a sodosulfate solution obtained after cleaning exhaust gases from electrolysis vessels in aluminum production, which includes cleaning gas from fluoride compounds and sulfur dioxide by irrigation in wet scrubbers with a sodosulfate solution, isolating sodium fluoride in the form of calcium fluoride from a portion of the circulating soda sulfate solution from calcium mother liquor co-sulfate solution after its purification from sodium fluoride, precipitated in the sediment purified from impurities coarse crystalline anhydrous sodium sulfate tions by uparki mother liquor by adjusting the concentration of titratable alkali carbonate solution evaporated to 75-100 g / l, based on Na 2 CO 3 and evaporated solution density 1,30-1,31 g / l at a temperature of 70-105 ° C.

Пределы температуры, плотности и концентрации карбонатной соды в упаренном растворе выбираются в зависимости от величины остаточной концентрации фтористого натрия в содосульфатном растворе, которая после его очистки от фтористого натрия известковым молоком может колебаться в пределах 0,5-1,0 г/л в пересчете на NaF.The limits of temperature, density and concentration of carbonate soda in one stripped off solution are selected depending on the value of the residual concentration of sodium fluoride in soda-sulfate solution, which after its purification from sodium fluoride with lime milk can fluctuate in the range of 0.5-1.0 g / l in terms of NaF.

При остаточной концентрации фтористого натрия в очищенном известковым молоком содосульфатном растворе не выше 0,5 г/л NaF, плотность и концентрация карбонатной соды в упаренном растворе может быть допущена соответственно до 1,31 г/л и 100 г/л Na2СО3 при температуре раствора 70-80°С, что обеспечивает более глубокое выделение сульфата натрия из упаренного содосульфатного раствора, не допуская при этом его загрязнения карбонатной содой и фтористым натрием из-за возможного его выделения из упаренного раствора в осадок в виде двойной соли фтористого натрия с сульфатом натрия (NaF, Na2SO4).When the residual concentration of sodium fluoride in the sodosulfate solution purified with milk of lime is not higher than 0.5 g / l NaF, the density and concentration of carbonate soda in the stripped off solution can be allowed up to 1.31 g / l and 100 g / l Na 2 CO 3, respectively the temperature of the solution is 70-80 ° C, which provides a deeper separation of sodium sulfate from one stripped off soda-sulfate solution, while avoiding contamination with carbonate soda and sodium fluoride due to its possible precipitation from the evaporated solution into the precipitate in the form of a double salt of fluoride sodium with sodium sulfate (NaF, Na 2 SO 4 ).

При повышении остаточной концентрации фтористого натрия в очищенном известковым молоком содосульфатном растворе до одного и выше грамма на литр для исключения возможности загрязнения выделяемого в осадок сульфата натрия фтористым натрием требуется снизить плотность и концентрацию карбонатной соды в упаренном содосульфатном растворе до 1,30 г/л и 75 г/л Na2CO3 и повысить температуру раствора до 90-100°С.When increasing the residual concentration of sodium fluoride in sodosulfate solution purified with milk of lime to one or more grams per liter, to eliminate the possibility of contamination of sodium sulfate precipitated with sodium fluoride, it is necessary to reduce the density and concentration of carbonate soda in one stripped off sodosulfate solution to 1.30 g / l and 75 g / l Na 2 CO 3 and increase the temperature of the solution to 90-100 ° C.

К недостаткам данного способа можно отнести:The disadvantages of this method include:

- смешивание упаренного маточного раствора с растворами газоочистки приводит к повышению концентрации сульфата натрия;- mixing one stripped off mother liquor with gas purification solutions leads to an increase in the concentration of sodium sulfate;

- значительное увеличение теплоэнергетических затрат производства на выделения фтора в виде фтористого кальция;- a significant increase in heat energy production costs for the allocation of fluorine in the form of calcium fluoride;

- снижение эффективности процесса выпаривания за счет введения известкового молочка и вследствие этого зарастания солями жесткости теплообменных трубок выпарного аппарата - снижение его срока службы.- a decrease in the efficiency of the evaporation process due to the introduction of milk of lime and, as a result, overgrowth of the stiffness salts of the heat exchanger tubes of the evaporator — a decrease in its service life.

Известен способ выделения сульфата натрия из растворов газоочистки электролитического производства алюминия (заявка на изобретение RU 94029709, C01D 5/00, опубл. 27.08.1996), заключающийся в кристаллизации сульфата натрия при охлаждении насыщенного раствора в каскадно расположенных кристаллизаторах при температуре 7-(-5)°С, причем температуру каждого предыдущего кристаллизатора поддерживают на таком уровне, чтобы она отличалась от температуры последующего кристаллизатора на 4-6°С.There is a method of separating sodium sulfate from gas purification solutions of aluminum electrolytic production (patent application RU 94029709, C01D 5/00, publ. 08.27.1996), which consists in the crystallization of sodium sulfate by cooling a saturated solution in cascaded crystallizers at a temperature of 7 - (- 5 ) ° C, and the temperature of each previous mold is maintained at such a level that it differs from the temperature of the subsequent mold by 4-6 ° C.

Способ является сложным в эксплуатации и связан с большими теплоэнергетическими затратами на переделах глубокого охлаждения раствора с выделением в осадок десятиводной глауберовой соли (Na2SO4⋅10 Н2О) с последующей ее сушкой. По указанной причине способ не используется на алюминиевых заводах.The method is difficult to operate and is associated with high heat and energy costs during the deep cooling of the solution with the precipitation of ten-water glauber salt (Na 2 SO 4 ⋅ 10 N 2 O) with its subsequent drying. For this reason, the method is not used in aluminum plants.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран способ по патенту RU 2363525, C01D 5/00, опубл. 10.08.2009, согласно которому мокрая очистка отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия включает очистку газа от фтористого водорода и диоксида серы путем его орошения в мокрых скрубберах содосульфатным раствором, очистку содосульфатного раствора от фтора известковым молоком с получением фтористого кальция, выделение из очищенного от фтора маточного содосульфатного раствора безводного сульфата натрия путем его упарки, при этом очистке от фтора и выделению фтористого кальция подвергают 4-10% содосульфатного раствора после мокрой очистки газов, а остальной раствор возвращают на газоочистку, при этом содосульфатный раствор, очищенный от фтора, подвергают выпарке с выделением безводного сульфата натрия, упаренный маточный раствор смешивают со свежеприготовленным содощелочным раствором и возвращают на мокрую газоочистку вместе с основным содосульфатным раствором.As the closest analogue (prototype), the method according to patent RU 2363525, C01D 5/00, publ. 08/10/2009, according to which wet purification of waste gases from aluminum electrolysis vessels includes purification of gas from hydrogen fluoride and sulfur dioxide by irrigation in wet scrubbers with a sodosulphate solution, purification of the sodosulphate solution from fluorine with lime milk to produce calcium fluoride, and isolation from the mother liquor purified from fluorine sodosulfate solution of anhydrous sodium sulfate by evaporation, while cleaning from fluorine and the allocation of calcium fluoride is subjected to 4-10% sodosulfate solution e wet gas purification, and the remaining solution is recycled to the gas purification, wherein the soda-sulfate solution is purified by fluorine, is subjected to evaporation with separation of anhydrous sodium sulfate, The evaporated mother liquor is mixed with a freshly prepared solution sodoschelochnym and returned to the wet gas cleaning together with the basic soda-sulfate solution.

Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:

1) указанная входная концентрация Na2SO4 250 г/л является недостижимой при очистке отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия. Так как при достижении концентрации Na2SO4 200 г/л (сущ.) газоочистное оборудование перестает функционировать;1) the specified input concentration of Na 2 SO 4 250 g / l is unattainable when cleaning exhaust gases from aluminum electrolysis vessels. Since when the concentration of Na 2 SO 4 reaches 200 g / l (n), the gas treatment equipment ceases to function;

2) большое количество переделов (очистка от фтористого натрия), связанных с увеличением растворооборота на предприятии;2) a large number of redistribution (purification from sodium fluoride) associated with an increase in solution circulation at the enterprise;

3) использование дорогостоящего сырья - каустической соды для перевода бикарбонатной соды в карбонатную.3) the use of expensive raw materials - caustic soda to convert bicarbonate soda to carbonate.

Задача изобретения - повышение эффективности работы газоочистного оборудования и исключение строительства новых и консервация используемых шламовых полей с получением сухого сульфата натрия для захоронения или продажи - направлена на исключение вышеуказанных недостатков.The objective of the invention is to increase the efficiency of gas purification equipment and the exclusion of the construction of new and conservation of used sludge fields to obtain dry sodium sulfate for disposal or sale - is aimed at eliminating the above disadvantages.

При этом техническим результатом является реализация поставленной задачи, а именно повышение качества получаемого для дальнейшей реализации сульфата натрия в замкнутом цикле: газоочистка - шламовое поле.In this case, the technical result is the implementation of the task, namely improving the quality of sodium sulfate obtained for the further sale in a closed cycle: gas purification - sludge field.

Общими с прототипом являются признаки:Common with the prototype are the signs:

- очистку газа от фтористого водорода и диоксида серы производят путем его орошения содосульфатным раствором;- gas purification from hydrogen fluoride and sulfur dioxide is carried out by irrigation with sodosulfate solution;

- выделение безводного сульфата натрия осуществляют путем его упарки в выпарном аппарате.- the allocation of anhydrous sodium sulfate is carried out by evaporation in the evaporator.

Отличительные признаки:Features:

- исключение стадии очистки от фтористого натрия, сокращение количества переделов;- elimination of the stage of purification from sodium fluoride, reducing the number of redistribution;

- использование для орошения содового раствора после отстаивания его на шламовом поле;- use for irrigation of soda solution after settling it in the sludge field;

- подача на упаривание растворов с более низкой концентрацией сульфата натрия (70-170 г/л).- submission for evaporation of solutions with a lower concentration of sodium sulfate (70-170 g / l).

Технический результат достигается за счет того, что в способе мокрой очистки отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия, включающем очистку газа от фтористого водорода и соединений серы путем его орошения содосульфатным раствором, выделение безводного сульфата натрия в выпарном аппарате, согласно заявляемому изобретению орошение газа содосульфатным раствором ведут с получением насыщенного содосульфатного раствора, часть которого подают в выпарной аппарат и упаривают до достижения предельной концентрации сульфата натрия, а оставшийся раствор направляют на отстаивание, после чего возвращают на стадию орошения, при этом упаренный раствор сульфата натрия направляют на обезвоживание и сушку с последующим получением готового сульфата натрия, а маточный раствор после упаривания повторно направляют в выпарной аппарат.The technical result is achieved due to the fact that in the method for wet cleaning of exhaust gases from aluminum electrolysis vessels, including the purification of gas from hydrogen fluoride and sulfur compounds by irrigation with a sodosulfate solution, the allocation of anhydrous sodium sulfate in an evaporator, according to the claimed invention, gas is irrigated with a sodosulfate solution with obtaining a saturated soda-sulfate solution, part of which is fed to the evaporator and evaporated to reach the maximum concentration of sulfate and sodium, and the remaining solution is sent to sedimentation, after which it is returned to the irrigation stage, while one stripped off sodium sulfate solution is sent to dehydration and drying, followed by obtaining the finished sodium sulfate, and the mother liquor after evaporation is re-sent to the evaporator.

Способствует достижению технического результата то, что на упаривание подают 3-6% насыщенного содосульфатного раствора, содержание сульфата натрия в насыщенном содосульфатном растворе при подаче его в выпарной аппарат составляет 70-170 г/л, а упаривание ведут до концентрации сульфата натрия 190-450 г/л.It contributes to the achievement of the technical result by the fact that 3-6% of a saturated soda-sulfate solution is supplied for evaporation, the sodium sulfate content in a saturated soda-sulfate solution when feeding it to the evaporator is 70-170 g / l, and evaporation is carried out to a sodium sulfate concentration of 190-450 g / l

Эффективность очистки газа от соединений серы и коэффициент полезного действия газоочистки повышается за счет выведения равновесного или избыточного количества сульфата натрия, приходящего с сырьем, и возможность выведения из общего баланса газоочистка-шламовое поле сульфата натрия в сухом виде и жидкой части в виде сброса сокового пара и конденсата выпарного аппарата.The efficiency of gas purification from sulfur compounds and the efficiency of gas purification is increased by removing the equilibrium or excess amount of sodium sulfate coming from the raw material, and the ability to remove from the general balance the gas purification-sludge field of sodium sulfate in dry form and in the liquid part in the form of juice juice discharge and condensate evaporator.

Часть от 3 до 6% объема циркулирующего в системе газоочистки насыщенного содосульфатного раствора с концентрацией Na2SO4 70-170 г/л, NaHCO3 15-40 г/л, NaF 5-7 г/л и Nа2СО3 5-25 г/л подвергают упариванию в выпарном аппарате до достижения предельной концентрации Na2SO4 190-450 г/л, а затем упаренный раствор подают на обезвоживание и сушку, а маточный раствор возвращают на выпарной аппарат.Part of 3 to 6% of the volume of a saturated soda sulfate solution circulating in the gas treatment system with a concentration of Na 2 SO 4 of 70-170 g / l, NaHCO 3 of 15-40 g / l, NaF 5-7 g / l and Na 2 CO 3 5- 25 g / l is evaporated in an evaporation apparatus until the maximum concentration of Na 2 SO 4 is reached 190-450 g / l, and then the evaporated solution is supplied for dehydration and drying, and the mother liquor is returned to the evaporation apparatus.

Предел концентрации Na2SO4 70-170 г/л, в отличие от прототипа, является наиболее оптимальным, так как более высокие концентрации приводят к прекращению функционирования «мокрой» ступени газоочистной установки.The concentration limit of Na 2 SO 4 70-170 g / l, in contrast to the prototype, is the most optimal, since higher concentrations lead to the cessation of the functioning of the "wet" stage of the gas treatment plant.

Подача на стадию упаривания части объема в пределах 3-6% обусловлена количеством SO2, поступающего на газоочистку в составе отходящих газов электролизного производства, с учетом неполноты поглощения сернистого газа содовым раствором, в пересчете на количество образующегося Na2SO4 тонн в час, которое необходимо выводить из объема растворооборота.The supply to the evaporation stage of part of the volume within 3-6% is due to the amount of SO 2 entering the gas treatment as part of the waste gases of the electrolysis production, taking into account the incomplete absorption of sulfur dioxide by soda solution, in terms of the amount of formed Na 2 SO 4 tons per hour, which must be removed from the volume of solution circulation.

Достижение концентрации Na2SO4 при упаривании ниже 190 г/л нецелесообразно в связи с тем, что при дальнейшем обезвоживании получаемого продукта потребуется установка дополнительного оборудования для сгущения, а при концентрации выше 450 г/л будет происходить снижение эффективности работы выпарного аппарата ввиду того, что высокая концентрация раствора приведет к смещению зоны кипения жидкости из сепаратора в теплообменные трубки, что приведет к быстрому осаждению и инкрустации сульфата натрия на теплообменной поверхности.Achieving the concentration of Na 2 SO 4 upon evaporation below 190 g / l is impractical due to the fact that with further dehydration of the resulting product, additional condensation equipment will be required, and at a concentration above 450 g / l, the evaporation apparatus will decrease in efficiency that a high concentration of the solution will lead to a shift in the boiling zone of the liquid from the separator into the heat exchange tubes, which will lead to the rapid deposition and inlay of sodium sulfate on the heat exchange surface.

Технологическая схема реализации заявляемого способа представлена на чертеже.The technological scheme for the implementation of the proposed method is presented in the drawing.

Работа алюминиевых электролизеров сопровождается образованием отходящих газов, содержащих СО2, SO2, SO3, HF, а также различные органические соединения. По существующей технологии газы поступают на газоочистку, где указанные примеси поглощаются и нейтрализуются с помощью содосульфатного раствора. При этом сернистый газ SO2 окисляется до SO3. Последний после взаимодействия с содой образует сульфат натрия. Накопление сульфата в оборотных растворах газоочистки приводит к зарастанию оборудования соляными корками и инкрустациями.The operation of aluminum electrolyzers is accompanied by the formation of exhaust gases containing CO 2 , SO 2 , SO 3 , HF, as well as various organic compounds. According to the existing technology, the gases are sent to gas purification, where these impurities are absorbed and neutralized with the help of a soda sulfate solution. In this case, sulfur dioxide SO 2 is oxidized to SO 3 . The latter after interaction with soda forms sodium sulfate. The accumulation of sulfate in working gas cleaning solutions leads to overgrowth of equipment with salt crusts and inlays.

Очистка газов электролизного производства алюминия в аппаратах мокрой газоочистки обеспечивается путем орошения проходящего через аппарат газа содосульфатным раствором.The gas purification of the electrolytic production of aluminum in the apparatus for wet gas purification is provided by irrigation of the gas passing through the apparatus with a soda-sulfate solution.

Содосульфатный раствор, используемый для улавливания фтористого водорода HF, соединений серы (SO2, SO3) из отходящих газов электролизного производства, имеет следующий состав, г/дм3:Sodosulfate solution used to trap hydrogen fluoride HF, sulfur compounds (SO 2 , SO 3 ) from the exhaust gases of electrolysis production, has the following composition, g / dm 3 :

Сода кальцинированная (Na2CO3)Soda ash (Na 2 CO 3 ) 15-3515-35 Бикарбонат натрия (NaHCO3)Sodium Bicarbonate (NaHCO 3 ) 3-123-12 Сульфат натрия (Na2SO4)Sodium Sulfate (Na 2 SO 4 ) до 120up to 120 Фторид натрия (NaF)Sodium Fluoride (NaF) 4-104-10

Процесс абсорбции HF, SO2, СO2 протекает в пенном слое в результате следующих химических реакций:The process of absorption of HF, SO 2 , CO 2 proceeds in the foam layer as a result of the following chemical reactions:

Na2CO3+HF=NaF+NaHCO3 Na 2 CO 3 + HF = NaF + NaHCO 3

NaHCO3+HF=NaF+H2O+CO2 NaHCO 3 + HF = NaF + H 2 O + CO 2

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O = 2NaHCO 3

Na2CO3+SO2+½О2=Na2SO4+CO2 Na 2 CO 3 + SO 2 + ½O 2 = Na 2 SO 4 + CO 2

Полученный на газоочистных установках насыщенный содосульфатный раствор содержит фторид натрия NaF, кальцинированную соду Na2CO3, гидрокарбонат натрия NaHCO3, сульфат натрия Na2SO4, а также частицы уловленной пыли. Осветление (отстаивание) раствора газоочистки производится для отделения и утилизации шламов газоочистки (твердых частиц). Пульпа из аппаратов «мокрой» стадии газоочистки откачивается для отстаивания на шламовое поле. Осветленный после отстаивания раствор со шламового поля направляется для приготовления содосульфатного раствора на газоочистку.The saturated sodosulfate solution obtained in gas treatment plants contains sodium fluoride NaF, soda ash Na 2 CO 3 , sodium bicarbonate NaHCO 3 , sodium sulfate Na 2 SO 4 , as well as particles of trapped dust. The clarification (settling) of the gas treatment solution is carried out to separate and dispose of gas treatment sludge (solid particles). The pulp from the apparatus of the "wet" stage of gas purification is pumped out to settle on the sludge field. The solution clarified after settling from the sludge field is sent for gas purification to prepare the soda-sulfate solution.

Способ мокрой очистки отходящих газов электролизных корпусов позволяет получить высококачественный сульфат натрия за счет увеличения концентрации сульфата натрия в насыщенных содосульфатных растворах газоочистки и эффективного улавливания соединений серы, благодаря многоразовой циркуляции растворов со сниженной концентрацией сульфата натрия (в системе «мокрая газоочистка-шламовое поле»).The method of wet cleaning of exhaust gases of electrolysis cells allows to obtain high-quality sodium sulfate by increasing the concentration of sodium sulfate in saturated soda sulfate solutions of gas purification and effective capture of sulfur compounds, due to the reusable circulation of solutions with a reduced concentration of sodium sulfate (in the system "wet gas-slurry field").

Claims (4)

1. Способ мокрой очистки отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия, включающий очистку газа от фтористого водорода и соединений серы путем его орошения содосульфатным раствором, выделение безводного сульфата натрия в выпарном аппарате, отличающийся тем, что орошение газа содосульфатным раствором ведут с получением насыщенного содосульфатного раствора, часть которого подают в выпарной аппарат и упаривают до достижения предельной концентрации сульфата натрия, а оставшийся раствор направляют на отстаивание, после чего возвращают на стадию орошения, при этом упаренный раствор сульфата натрия направляют на обезвоживание и сушку с последующим получением готового сульфата натрия, а маточный раствор после упаривания повторно направляют в выпарной аппарат.1. The method of wet cleaning of exhaust gases from electrolysis cells of aluminum production, including cleaning gas from hydrogen fluoride and sulfur compounds by irrigation with a soda-sulfate solution, the allocation of anhydrous sodium sulfate in an evaporation apparatus, characterized in that the gas is irrigated with a soda-sulfate solution to obtain a saturated soda-sulfate solution, part of which is fed to the evaporator and evaporated until the maximum concentration of sodium sulfate is reached, and the remaining solution is sent to sedimentation, after go back to the irrigation stage, while one stripped off sodium sulfate solution is sent to dehydration and drying, followed by obtaining the finished sodium sulfate, and the mother liquor after evaporation is re-sent to the evaporator. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на упаривание подают 3-6% насыщенного содосульфатного раствора.2. The method according to p. 1, characterized in that for evaporation serves 3-6% saturated sodosulfate solution. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание сульфата натрия в насыщенном содосульфатном растворе при подаче его в выпарной аппарат составляет 70-170 г/л.3. The method according to p. 1, characterized in that the content of sodium sulfate in a saturated soda sulfate solution when it is fed to the evaporator is 70-170 g / L. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что насыщенный содосульфатный раствор упаривают до концентрации сульфата натрия 190-450 г/л.4. The method according to p. 1, characterized in that the saturated sodosulfate solution is evaporated to a concentration of sodium sulfate 190-450 g / L.
RU2016104200A 2016-02-09 2016-02-09 Wet scrubbing method of potroom exit gases of aluminium production RU2621334C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104200A RU2621334C1 (en) 2016-02-09 2016-02-09 Wet scrubbing method of potroom exit gases of aluminium production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104200A RU2621334C1 (en) 2016-02-09 2016-02-09 Wet scrubbing method of potroom exit gases of aluminium production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2621334C1 true RU2621334C1 (en) 2017-06-02

Family

ID=59032342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016104200A RU2621334C1 (en) 2016-02-09 2016-02-09 Wet scrubbing method of potroom exit gases of aluminium production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2621334C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742987C1 (en) * 2020-09-24 2021-02-12 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Method for defluorination and isolation of anhydrous sodium sulphate from working gas cleaning solutions of aluminum electrolysers

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU789392A1 (en) * 1979-01-15 1980-12-23 Иркутский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности Method of processing fluorine-containing wastes of aluminium production
WO2000015554A1 (en) * 1998-09-14 2000-03-23 Dead Sea Works Ltd. Process for producing potassium sulfate from potash and sodium sulfate
RU2254293C2 (en) * 2003-05-05 2005-06-20 Открытое акционерное общество "ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" ОАО "ВАМИ" Method of processing of sodium sulfate solution produced after a gas purification of the electrolysis bodies at aluminum production
RU2320539C1 (en) * 2006-11-02 2008-03-27 Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" Method of processing sodium sulfate solution
RU2363525C1 (en) * 2008-02-14 2009-08-10 Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" Method for wet cleaning of waste gas from pot rooms of aluminium production

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU789392A1 (en) * 1979-01-15 1980-12-23 Иркутский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности Method of processing fluorine-containing wastes of aluminium production
WO2000015554A1 (en) * 1998-09-14 2000-03-23 Dead Sea Works Ltd. Process for producing potassium sulfate from potash and sodium sulfate
RU2254293C2 (en) * 2003-05-05 2005-06-20 Открытое акционерное общество "ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" ОАО "ВАМИ" Method of processing of sodium sulfate solution produced after a gas purification of the electrolysis bodies at aluminum production
RU2320539C1 (en) * 2006-11-02 2008-03-27 Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" Method of processing sodium sulfate solution
RU2363525C1 (en) * 2008-02-14 2009-08-10 Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" Method for wet cleaning of waste gas from pot rooms of aluminium production

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742987C1 (en) * 2020-09-24 2021-02-12 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Method for defluorination and isolation of anhydrous sodium sulphate from working gas cleaning solutions of aluminum electrolysers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11578414B2 (en) Method for producing lithium hydroxide monohydrate from brines
RU2466934C2 (en) Method of obtaining sodium carbonate crystals
EA013633B1 (en) Method for obtaining sodium carbonate crystals
US11725341B2 (en) Method of treating fly ash of a recovery boiler
RU2621334C1 (en) Wet scrubbing method of potroom exit gases of aluminium production
RU2656452C2 (en) Method for obtaining lithium hydroxide monohydrate from alcohols and the plant for its implementation
RU2720313C2 (en) Method of producing calcium fluoride from fluorosilicic acid
RU2363525C1 (en) Method for wet cleaning of waste gas from pot rooms of aluminium production
RU2627431C1 (en) Method for producing calcium fluoride from fluorocarbon-containing waste of aluminium production
RU2316473C1 (en) Method for separating anhydrous sodium sulfate from return solutions of gas scrubbing of aluminum cells
PT106209A (en) PROCESS FOR PRODUCING SODIUM BICARBONATE
Koshanova RESEARCH ON OBTAINING A SECONDARY PRODUCT OF THE SODA ASH PRODUCTION PROCESS FROM MIRABILITE OF THE TUMRYUK MINE-AMMONIUM SULFATE SALT
RU2742987C1 (en) Method for defluorination and isolation of anhydrous sodium sulphate from working gas cleaning solutions of aluminum electrolysers
US7250144B2 (en) Perchlorate removal from sodium chlorate process
JP4588045B2 (en) Waste liquid treatment method
RU2105717C1 (en) Method for production of potassium sulfate
RU2254293C2 (en) Method of processing of sodium sulfate solution produced after a gas purification of the electrolysis bodies at aluminum production
RU2320539C1 (en) Method of processing sodium sulfate solution
RU2624570C1 (en) Method of processing of sodium-fluorine-carbon-containing waste of electrolytic production of aluminium
RU2758438C1 (en) Method for obtaining crystalline sodium sulfate from liquid waste of electrolytic aluminum production
RU2572988C1 (en) Method of obtaining calcium fluoride from fluorine-containing solutions
Turanbaevna RESEARCH ON OBTAINING A SECONDARY PRODUCT OF THE SODA ASH PRODUCTION PROCESS FROM MIRABILITE OF THE TUMRYUK MINE AMMONIUM SULFATE SALT
CN108046293A (en) Recycle the method that heat alkali liquid is used for salt manufacturing bittern purification
PT106208A (en) PROCESS FOR PRODUCING SODIUM BICARBONATE.
CN207792939U (en) A kind of system of the preparing magnesium sulfate from desulfurization wastewater