RU2721702C1 - Method of cleaning exhaust gases from alumina sintering furnaces - Google Patents
Method of cleaning exhaust gases from alumina sintering furnaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721702C1 RU2721702C1 RU2019126558A RU2019126558A RU2721702C1 RU 2721702 C1 RU2721702 C1 RU 2721702C1 RU 2019126558 A RU2019126558 A RU 2019126558A RU 2019126558 A RU2019126558 A RU 2019126558A RU 2721702 C1 RU2721702 C1 RU 2721702C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dust
- gases
- cleaning
- scrubber
- purification
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам очистки отходящих газов вращающихся печей спекания на глиноземных и цементных заводах.The invention relates to methods for cleaning exhaust gases from rotary sintering furnaces in alumina and cement plants.
Известен способ очистки газов от сернистых газов и высокоомной пыли, для этого часть пылегазового потока, увлажненную до величины не менее 90%, содержащего сернистый ангидрид, пропускают через зону барьерного разряда [Патент РФ 2077391, опубл. 20.04.1997].A known method of purification of gases from sulfur dioxide and high resistance dust, for this part of the dust and gas stream, moistened to a value of at least 90%, containing sulfur dioxide, is passed through the zone of the barrier discharge [RF Patent 2077391, publ. 04/20/1997].
Недостаток известного способа - отсутствие эффективной очистки отходящих газов от пыли и диоксида углерода.The disadvantage of this method is the lack of effective purification of exhaust gases from dust and carbon dioxide.
Известен способ очистки отходящих газов вращающихся печей с помощью электрофильтров, установленных за печами. Выходящие из печи газы с помощью запечных дымососов протягиваются через электрофильтры, очищаются в них от твердых пылевых включений. Затем газы подают в реактор с насадкой, где в присутствии водяного пара вредные газообразные оксиды нейтрализуются щелочными компонентами остаточной цементной пыли [Патент РФ 2013112, опубл. 30.05.1994].A known method of purification of exhaust gases from rotary kilns using electrostatic precipitators installed behind the furnaces. The gases leaving the furnace with the help of baking smoke exhausters are pulled through electrostatic precipitators and cleaned of solid dust inclusions in them. Then the gases are fed into the reactor with a nozzle, where in the presence of water vapor, harmful gaseous oxides are neutralized by the alkaline components of the residual cement dust [RF Patent 2013112, publ. 05/30/1994].
Недостаток известного способа - отсутствие эффективной очистки компонентов отходящих газов от тонкодисперсной пыли и диоксида углерода.The disadvantage of this method is the lack of effective cleaning of the components of the exhaust gases from fine dust and carbon dioxide.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ очистки отходящих газов от печей спекания глиноземного производства, включающий их последовательную многостадийную очистку в пылевой камере, циклонах, электрофильтрах и последующую «мокрую» очистку в скрубберах, в которых в качестве газоочистного раствора применяют подшламовую воду [Дружинин К.Е. Совершенствование основного и вспомогательного оборудования пирометаллургических процессов и его испытания в условиях действующего производства /К.Е. Дружинин, Н.В. Немчинова, Н.В. Васюнина // Вестник ИрГТУ, 2016, №5, с. 144-152].Closest to the invention in technical essence is a method of purification of exhaust gases from sintering furnaces of alumina production, including their sequential multi-stage cleaning in a dust chamber, cyclones, electrostatic precipitators and subsequent "wet" cleaning in scrubbers, in which slurry water is used as a gas-cleaning solution [Druzhinin K.E. Improving the main and auxiliary equipment of pyrometallurgical processes and its testing in the conditions of the current production / K.E. Druzhinin, N.V. Nemchinova, N.V. Vasyunina // Bulletin of ISTU, 2016, No. 5, p. 144-152].
Недостатком данного способа является недостаточная эффективность очистки отходящих газов вращающихся печей спекания от тонкодисперсной пыли и диоксида углерода.The disadvantage of this method is the lack of efficiency in cleaning exhaust gases from rotary sintering furnaces from fine dust and carbon dioxide.
Учитывая, недостаточную эффективность существующей системы очистки отходящих газов от вращающихся печей спекания для достижения требуемых санитарно-гигиенических нормативов предлагается применить дополнительную ступень очистки газов перед выбросом их в атмосферу.Considering the insufficient efficiency of the existing system for cleaning exhaust gases from rotary sintering furnaces in order to achieve the required sanitary and hygienic standards, it is proposed to apply an additional stage of gas treatment before releasing them into the atmosphere.
Цель изобретения - получение высокой степени очистки газов от тонкодисперсной пыли и диоксида углерода.The purpose of the invention is to obtain a high degree of gas purification from fine dust and carbon dioxide.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка эффективного способа очистки отходящих газов от печей спекания от тонкодисперсной пыли и сокращения выбросов «парниковых» газов (диоксида углерода) путем направления их в технологию выделения гидроксида алюминия из алюминатных растворов гидрохимического производства.The problem to which the invention is directed, is to develop an effective method for cleaning exhaust gases from sintering furnaces from fine dust and reduce emissions of greenhouse gases (carbon dioxide) by sending them to the technology for the separation of aluminum hydroxide from aluminate solutions of hydrochemical production.
Поставленная задача достигается тем, что для очистки отходящих газов от тонкодисперсной пыли после очистки газов в пылевой камере, циклонах и электрофильтрах применяют дополнительную ступень «мокрой» очистки в скруббер-электрофильтрах и затем очищенные газы нагнетателями направляют в карбонизаторы для использования диоксида углерода, содержащихся в очищенном от пыли газе, в технологическом процессе осаждения гидроксида алюминия из алюминатных растворов глиноземного производства, при этом массовая доля диоксида углерода в направляемом на карбонизацию газе должна быть не менее 18,5%.The problem is achieved in that for the purification of exhaust gases from fine dust after cleaning the gases in the dust chamber, cyclones and electrostatic precipitators, an additional step of “wet” cleaning is used in the scrubber-electrostatic precipitators and then the purified gases are sent to the carbonizers for use of carbon dioxide contained in the purified dust from gas in the process of precipitation of aluminum hydroxide from aluminate solutions of alumina production, while the mass fraction of carbon dioxide in the gas sent to carbonization should be at least 18.5%.
Техническим результатом заявляемого способа является очистка атмосферного воздуха от пыли и углекислого газа, находящихся в выбросах от вращающихся печей спекания, и последующее их использование для выделения гидроксида алюминия из алюминатных растворов глиноземного производства. Сущность способа заключается в том, что очистка газов вращающихся печей спекания от составляющих его ингредиентов производится многоступенчатым методом, что дает возможность сначала очистить газы от крупнодисперсной пыли в пылевой камере, циклонах и многопольных электрофильтрах, последующей очистке от тонкодисперсной пыли в скруббер-электрофильтрах, а затем направить очищенные от пыли газы в технологический процесс стадии карбонизации глиноземного производства с последующим взаимодействием алюминатного раствора с углекислым газом, при этом содержание каустической щелочи уменьшается, что ведет к снижению стойкости алюминатного раствора и выделению гидроксида алюминия в осадок. В направляемых на карбонизацию газах для полного выделения гидроксида алюминия из алюминатного раствора необходимо поддерживать массовую долю диоксида углерода не менее 18,5%. При этом в выбросах отходящих газов после использования их в технологическом процессе карбонизации алюминатных растворов обеспечивается более низкое содержание диоксида углерода.The technical result of the proposed method is the purification of atmospheric air from dust and carbon dioxide in emissions from rotary sintering furnaces, and their subsequent use for the separation of aluminum hydroxide from aluminate solutions of alumina production. The essence of the method lies in the fact that the gas cleaning of rotary sintering furnaces from its constituent ingredients is carried out by a multi-stage method, which makes it possible to first clean the gases from coarse dust in a dust chamber, cyclones and multi-field electrostatic precipitators, subsequent cleaning of fine dust in a scrubber-electrostatic precipitators, and then send dust-free gases to the technological process of the carbonization stage of alumina production followed by the interaction of the aluminate solution with carbon dioxide, while the content of caustic alkali decreases, which leads to a decrease in the stability of the aluminate solution and the precipitation of aluminum hydroxide. In gases directed to carbonization for the complete separation of aluminum hydroxide from an aluminate solution, it is necessary to maintain a mass fraction of carbon dioxide of at least 18.5%. Moreover, in the emissions of exhaust gases after using them in the carbonization process of aluminate solutions, a lower content of carbon dioxide is provided.
Сопоставимый анализ способов очистки отходящих газов вращающихся печей спекания глиноземного производства с предлагаемым показывает принципиальное отличие последнего, как с точки зрения его новизны, так и с точки зрения использования составляющих отходящих газов. Ранее предлагаемое техническое решение очистки отходящих газов вращающихся печей спекания с применением дополнительной ступени очистки в скруббер-электрофильтрах и последующим направлением очищенных от тонкодисперсной пыли газов с массовой долей не менее 18,5% диоксида углерода на карбонизацию алюминатных растворов не заявлялось и поэтому заявляемый способ соответствует критерию "новизна". Сравнение заявляемого способа с другими техническими решениями позволяют сделать вывод, что признаки, отличающие его от существующих методов очистки газов вращающихся печей, выявлены при изучении данной области техники и, следовательно, обеспечивает заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия".A comparable analysis of the methods of purification of exhaust gases from rotary sintering furnaces of alumina production with the proposed one shows the fundamental difference between the latter, both in terms of its novelty and in terms of the use of constituent exhaust gases. The previously proposed technical solution for the purification of exhaust gases from rotary sintering furnaces with the use of an additional purification step in a scrubber-electrostatic precipitator and then sending gases cleaned from fine dust with a mass fraction of at least 18.5% carbon dioxide to carbonize aluminate solutions was not stated and therefore, the claimed method meets the criterion "novelty". Comparison of the proposed method with other technical solutions allows us to conclude that the signs that distinguish it from the existing methods of gas purification of rotary kilns are identified in the study of this technical field and, therefore, ensures the claimed solution meets the criterion of "significant differences".
Заявляемый способ опробован на глиноземном производстве в АО «РУСАЛ Ачинск». Способ очистки отходящих газов от печей спекания глиноземного производства осуществляли следующим образом.The inventive method is tested on alumina production in JSC RUSAL Achinsk. The method of purification of exhaust gases from sintering furnaces of alumina production was carried out as follows.
Образующийся в результате спекания сырьевой шихты во вращающихся печах спек поступает в колосниковые холодильники, а газы из печей спекания, содержащие в основном спековую пыль, направляются в систему очистки газов, включающую пылевую камеру, циклоны и электрофильтры и мокрую очистку в скрубберах, где очищаются от пыли и сбрасываются в атмосферу через трубу. В процессе промышленных испытаний газы от печей спекания после дополнительной очистки в скруббер-электрофильтрах направляли в глиноземный цех на карбонизацию алюминатных растворов. По технологическим требованиям для полного выделения гидроксида алюминия содержание СО2 в этих газах должно быть не менее 18,5% об. Но в связи с тем, что процесс спекания глиноземсодержащей шихты во вращающихся печах спекания сопровождается значительным пылевыделением, основная масса пыли выносится из печи вместе с отходящими газами. Для очистки газовых выбросов печей спекания от содержащейся в них пыли смонтированы пылеулавливающие устройства, обеспечивающие очистку газовых выбросов. Печные газы предварительно в пылевой камере очищаются от крупной фракции пыли (более 50 мкм). При этом газовый поток, проходя через пылевую камеру, теряет скорость и частицы пыли осаждаются в бункеры пылевой камеры. Отмечено, что в пылевых камерах на каждой печи спекания осаждается от 8 до 15% пыли. Последующая очистка газов печей спекания происходит в батареях циклонов, где осаждаются частицы размером более 20 мкм. Частицы пыли центробежной силой отбрасываются к стенке цилиндрической части циклона и по ней перемещаются к конической части, из которой пыль ссыпается в приемный бункер, а очищенный газ, меняя свое направление, движется вверх, поступая для дальнейшей очистки в электрофильтры. На каждую печь установлены две группы по 8 циклонов в каждой, в которых оседает 70-75% пыли фракции 20-25 мкм. В качестве следующей ступени очистки воздуха от пыли в АО «РУСАЛ Ачинск» применяются пятипольные электрофильтры СФ НИОГАЗ. Процесс обеспыливания газов в электрофильтрах происходит при напряжении 80 кВ, под действием сил электрического поля взвешенные частицы пыли заряжаются и движутся к осадительным электродам, на поверхности которых осаждаются и разряжаются. Удаление пыли с электродов предусмотрено путем встряхивания специальными механизмами. Степень очистки газов после электрофильтров достигает 96-97%.The sinter resulting from the sintering of the raw material charge in rotary kilns enters the grate coolers, and the gases from the sintering furnaces, containing mainly sintered dust, are sent to the gas purification system, which includes a dust chamber, cyclones and electrostatic precipitators and wet cleaning in scrubbers, where they are cleaned of dust and discharged into the atmosphere through a pipe. During industrial tests, gases from sintering furnaces after additional purification in a scrubber-electrostatic precipitator were sent to an alumina workshop for the carbonization of aluminate solutions. According to the technological requirements for the complete release of aluminum hydroxide, the CO 2 content in these gases should be at least 18.5% vol. But due to the fact that the sintering process of an alumina-containing mixture in rotary sintering furnaces is accompanied by significant dust emission, the bulk of the dust is removed from the furnace along with the exhaust gases. To clean the gas emissions of sintering furnaces from the dust contained in them, dust collectors have been mounted to ensure the cleaning of gas emissions. The furnace gases are previously cleaned from a large fraction of dust (more than 50 microns) in a dust chamber. In this case, the gas flow passing through the dust chamber loses speed and dust particles are deposited in the bins of the dust chamber. It is noted that in the dust chambers from each sintering furnace from 8 to 15% of the dust is deposited. Subsequent gas purification of sintering furnaces takes place in cyclone batteries where particles larger than 20 microns are deposited. Dust particles are thrown by centrifugal force to the wall of the cylindrical part of the cyclone and move along it to the conical part, from which dust is poured into the receiving hopper, and the purified gas, changing its direction, moves upward, entering the electrostatic precipitators for further cleaning. Two groups of 8 cyclones are installed on each furnace, in which 70-75% of the dust fraction of 20-25 microns settles. As the next stage of air purification from dust, JSC RUSAL Achinsk uses five-floor electrostatic precipitators SF NIOGAZ. The process of dust removal of gases in electrostatic precipitators occurs at a voltage of 80 kV, under the influence of electric field forces, suspended dust particles are charged and move to precipitation electrodes, on the surface of which they are deposited and discharged. Dust removal from electrodes is provided by shaking with special mechanisms. The degree of gas purification after electrostatic precipitators reaches 96-97%.
Вместе с тем, существующая система очистки газов на печах спекания не обеспечивает достаточно полной их очистки от тонкодисперсной пыли (крупностью менее 3-5 мкм). Для очистки от тонкодисперсной пыли газы после многопольных электрофильтров направляли на дополнительную степень мокрой очистки газов в скруббер-электрофитрах КМ-21. Скруббер-электрофильтр КМ-21 предназначен для очистки газов от твердых загрязняющих веществ крупностью менее 5 мкм и предварительного охлаждения до 45-55°С газов, содержащих углекислый газ, идущих в нагнетатель Н-1200-26-1 для последующей передачи их на передел карбонизации гидрохимического производства гидроксида алюминия. Скруббер-электрофильтр представляет собой мокрый пылеулавливающий аппарат, состоящий из двух частей: скруббера и электрофильтра. Скруббер - это металлическая колонна, полая, с внутренним диаметром 5800 мм. Корпус сварной, состоящий из листов стали толщиной 8-12 мм. Внутри скруббера на отметке +7,2; +9,5 +16,8 м по диаметральному сечению устанавливаются стальные прутки, диаметром 22 мм, для укладки колец «Рашига» и сетки 20×20×5. Над решетками на высоте 1000 мм располагаются водоструйные форсунки из труб с диаметром выходного отверстия 100-110 мм для распыления жидкости в скруббере. На каждой отметке (ярусе) установлены 4 форсунки так, чтобы распыленная жидкость (вода) перекрывала все полое пространство скруббера. Жидкость подается по трубопроводам диаметром 325 мм на отметки +7,2; +9,5; +16,8 м, а непосредственно к форсункам по трубопроводу диаметром 159 мм. На трубопроводах для регулирования расхода воды на очистку газа установлена запорная арматура (задвижки). В нижней части скруббера располагается конусообразный бункер с гидрозатвором. Гидрозатвор служит для поддержания определенного уровня воды, а бункер-конус - для сброса уловленной пыли через сливной патрубок наружу в виде шлама. Скруббер-электрофильтр КМ-21 двухсекционный, в каждой секции предусмотрено два подвода тока высокого напряжения для питания коронирующих электродов. Скруббер-электрофильтр по ходу газа разделен на две зоны: на скрубберную, где происходит равномерное распределение газа по всему сечению аппарата и улавливание крупных частиц пыли, и на собственную часть скруббер-электрофильтра.At the same time, the existing gas purification system on sintering furnaces does not provide a sufficiently complete purification from fine dust (particle size less than 3-5 microns). To remove fine dust, gases after multi-field electrostatic precipitators were directed to an additional degree of wet gas purification in a KM-21 scrubber-electric filter. The KM-21 scrubber-electrostatic precipitator is designed for the purification of gases from solid pollutants with a particle size of less than 5 microns and preliminary cooling to 45-55 ° С of gases containing carbon dioxide, which go to the N-1200-26-1 supercharger for their subsequent transfer to carbonization redistribution hydrochemical production of aluminum hydroxide. The scrubber-electrostatic precipitator is a wet dust-collecting apparatus consisting of two parts: a scrubber and an electrostatic precipitator. A scrubber is a metal column, hollow, with an inner diameter of 5800 mm. The body is welded, consisting of sheets of steel with a thickness of 8-12 mm. Inside the scrubber at around +7.2; +9.5 +16.8 m along the diametrical section steel rods are installed, with a diameter of 22 mm, for laying the Rashig rings and the grid 20 × 20 × 5. Above the grilles at a height of 1000 mm are water-jet nozzles from pipes with an outlet diameter of 100-110 mm for spraying liquid in a scrubber. At each mark (tier) 4 nozzles are installed so that the sprayed liquid (water) covers the entire hollow space of the scrubber. The fluid is supplied through pipelines with a diameter of 325 mm to the marks of +7.2; +9.5; + 16.8 m, and directly to the nozzles through a pipeline with a diameter of 159 mm. On pipelines for regulating the flow of water for gas purification, shutoff valves (valves) are installed. At the bottom of the scrubber is a cone-shaped hopper with a water trap. A water trap serves to maintain a certain water level, and a hopper cone - to discharge trapped dust through a drain pipe to the outside in the form of sludge. The KM-21 scrubber-electrostatic precipitator is two-section, in each section there are two high voltage current supplies for supplying the corona electrodes. The scrubber-electrostatic precipitator along the gas is divided into two zones: the scrubber, where the gas is evenly distributed over the entire cross section of the apparatus and the capture of large dust particles, and its own part of the scrubber-electrostatic precipitator.
Принцип улавливания пыли в скруббере основывается на свойствах смачиваемости пыли, содержащейся в газе. Запыленный газ через входной патрубок поступает в скруббер снизу вверх, где и происходит контакт частиц пыли с водой. Для увеличения контакта вода поступает в скруббер через форсунки. Дробление воды на мелкие капли происходит на решетках с уложенными в один слой кольцами «Рашига». В скруббере улавливается крупнодисперсная пыль диаметром частиц более 5 мкм. Улавливание пыли диаметром менее 5 мкм происходит в электрофильтре.The principle of dust collection in a scrubber is based on the wettability of the dust contained in the gas. Dusty gas through the inlet pipe enters the scrubber from the bottom up, where the dust particles come into contact with water. To increase contact, water enters the scrubber through nozzles. The crushing of water into small droplets occurs on gratings with Rashiga rings stacked in a single layer. Coarse dust with a particle diameter of more than 5 microns is captured in the scrubber. Dust collection with a diameter of less than 5 microns occurs in the electrostatic precipitator.
После очистки газов в скруббер-электрофильтре они нагнетателями направлялись на карбонизацию алюминатных растворов. Нагнетатель выполнен в виде одноцилиндровой двухступенчатой машины одностороннего всасывания. Всасывающий патрубок - прямоугольного сечения, нагнетательный патрубок - круглый. Оба патрубка расположены в нижней половине корпуса и направлены в низ. Воздух, поступающий в нагнетатель, должен быть очищен от твердых минеральных частиц и примесей, которые могут вызвать механический износ или разбаланс ротора. Количество твердых частиц пыли в поступающем в нагнетатели воздухе не должно быть более 0,02 г /м3.After gas purification in a scrubber-electrostatic precipitator, they were directed by superchargers to carbonization of aluminate solutions. The supercharger is made in the form of a single-cylinder two-stage single-suction machine. Suction nozzle - rectangular, discharge nozzle - round. Both nozzles are located in the lower half of the body and are directed to the bottom. The air entering the blower must be cleaned of solid mineral particles and impurities, which can cause mechanical wear or imbalance of the rotor. The amount of dust solid particles in the air entering the blowers should not be more than 0.02 g / m 3 .
Согласно предлагаемого технического решения очищенные печные газы печей спекания после дополнительной очистки в скруббер - электрофильтрах КМ-21 нагнетателями направляли на передел карбонизации глиноземного цеха АО «РУСАЛ Ачинск». При направлении очищенных газов печи спекания на передел карбонизации глиноземного цеха происходит химическое взаимодействие углекислого газа, содержащегося в отходящих технологических газах печей спекания, с алюминатным раствором в карбонизаторах. Карбонизатор представляет собой цилиндрический сосуд с коническим днищем. Алюминатный раствор после процесса его обескремнивания подается в карбонизатор по трубопроводу, при этом перемешивание производится центральным секционным аэролифтом, путем подачи в него сжатого воздуха. Подвод топочных газов осуществляется через барботеры, опущенные вертикально вниз в раствор. Для очистки и ремонта карбонизатор имеет боковой и нижний люки на конусе и два люка на крышке карбонизатора.According to the proposed technical solution, the purified furnace gases of the sintering furnaces after additional purification in a KM-21 scrubber-electrostatic precipitator were sent by blowers to the carbonization redistribution of the alumina workshop of RUSAL Achinsk JSC. When the purified gases of the sintering furnace are directed to the redistribution of the carbonization of the alumina workshop, the chemical interaction of carbon dioxide contained in the process gases of the sintering furnaces with the aluminate solution in the carbonizers occurs. The carbonizer is a cylindrical vessel with a conical bottom. The aluminate solution after the process of desiliconization is fed into the carbonizer through a pipeline, while mixing is carried out by a central sectional aerial lift, by supplying compressed air to it. The supply of flue gases is carried out through bubblers, lowered vertically down into the solution. For cleaning and repair, the carbonizer has side and bottom hatches on the cone and two hatches on the carbonizer cover.
Учитывая, что печные газы содержат в значительном количестве углекислый газ, одним из вариантов снижения величины их выбросов от печей спекания является направление отходящих газов для использования их в технологическом процессе получения гидроксида алюминия. Для реализации такого технического мероприятия было предложено направить отходящие газы печи спекания №1 на предварительную дополнительную очистку в мокрые скруббер - электрофильтры КМ-21 и затем через нагнетательную станцию очищенные от пыли газы перевести на карбонизацию алюминатных растворов.Considering that furnace gases contain a significant amount of carbon dioxide, one of the options to reduce their emissions from sintering furnaces is to send exhaust gases for use in the process for producing aluminum hydroxide. To implement such a technical measure, it was proposed to send the exhaust gases of sintering furnace No. 1 for preliminary additional cleaning to a wet scrubber - KM-21 electrostatic precipitators and then transfer the dust-free gases to the carbonization of aluminate solutions through the injection station.
Карбонизация алюминатных растворов осуществляется барботированием через раствор смеси газов, содержащих СО2. Сущность процесса состоит в нейтрализации едкой щелочи с образованием соды:Carbonization of aluminate solutions is carried out by bubbling through a solution of a mixture of gases containing CO 2 . The essence of the process is to neutralize caustic alkali with the formation of soda:
При взаимодействии алюминатного раствора с углекислым газом, содержание каустической щелочи уменьшается, что ведет к снижению стойкости алюминатного раствора и выделению гидроксида алюминия в осадок:When the aluminate solution interacts with carbon dioxide, the content of caustic alkali decreases, which leads to a decrease in the stability of the aluminate solution and the precipitation of aluminum hydroxide:
При глубокой карбонизации, проводимой на второй стадии (в присутствии карбонатной и бикарбонатной щелочей), происходит разложение оставшегося алюмината натрия с образованием гидроалюмокарбоната натрия 
Образование бикарбоната происходит по реакции:The formation of bicarbonate occurs by the reaction:
Выделение гидроксида алюминия происходит по реакции:The release of aluminum hydroxide occurs by the reaction:
Алюминатный раствор после второй стадии обескремнивания из приемного бака насосами откачивался в головной карбонизатор многокорпусной батареи карбонизаторов первой стадии. В головной карбонизатор подавался также «затравочный» гидроксид алюминия, полученный после первой стадии карбонизации и алюмокарбонат натрия, полученный на второй стадии карбонизации. Перемещение пульпы от первого до последнего карбонизатора осуществлялось самотеком по перетокам и транспортными аэролифтами.After the second stage of desalination, the aluminate solution was pumped from the receiving tank to the head carbonizer of the multicase carbonizer battery of the first stage. The “seed” aluminum hydroxide obtained after the first stage of carbonization and sodium alumocarbonate obtained in the second stage of carbonization were also fed into the head carbonizer. The pulp was moved from the first to the last carbonizer by gravity through flows and transport aerial lifts.
В процессе промышленных испытаний дымовые газы, содержащие диоксид углерода, подавали в опущенные, через крышку карбонизатора, барботеры на глубину 5 м от уровня раствора в каждом аппарате. Перемешивание пульпы в карбонизаторах происходило в основном за счет газа, подаваемого на нейтрализацию каустической щелочи в растворе и воздушных перемешивающих аэролифтов. В последний карбонизатор или емкость газ не подавали. Он служил в качестве затвора-выгружателя для стабилизации уровня в газируемых карбонизаторах. Из последнего карбонизатора пульпа поступала в сборные мешалки, а затем на сгущение в одноярусные сгустители.During industrial tests, flue gases containing carbon dioxide were fed into bubblers that were lowered through the carbonizer lid to a depth of 5 m from the solution level in each apparatus. The pulp was mixed in the carbonizers mainly due to the gas supplied to neutralize the caustic alkali in the solution and air mixing airlifts. No gas was supplied to the last carbonizer or container. It served as a discharge gate to stabilize the level in carbonated carbonizers. From the last carbonizer, the pulp entered the prefabricated mixers, and then for thickening into single-tier thickeners.
Газы, прошедшие карбонизацию, выбрасывались в атмосферу, в них контролировалось содержание загрязняющих веществ. Предельно-допустимая концентрация в воздухе - аэрозоли щелочи (в пересчете на NaOH) не превышала установленного предприятию нормативу - 0,5 мг/м3.Gases that underwent carbonization were released into the atmosphere, the content of pollutants was controlled in them. The maximum permissible concentration in the air - alkali aerosols (in terms of NaOH) did not exceed the standard established by the enterprise - 0.5 mg / m 3 .
Примеры выполнения способ очистки отходящих газов от печей спекания глиноземного производства в АО «РУСАЛ Ачинск» приведены в табл. 1. Пример 1-прототип, примеры 2-4 заявляемый способ.Examples of the method of purification of exhaust gases from sintering furnaces of alumina production in JSC RUSAL Achinsk are given in table. 1. Example 1 prototype, examples 2-4 of the inventive method.
Анализ табл. 1 показал, что выполнение способа по прототипу (дополнительная очистка в скруббере) обеспечивает достаточно высокую эффективность очистки от пыли неорганической (98,5%), но не приводит к необходимой степени очистки отходящих газов от печей спекания от диоксида углерода, при этом содержание диоксида углерода в выбросах в атмосферу составляет 12,8%. Проведение очистки газов печей спекания согласно предлагаемого способа при направлении их в технологический процесс карбонизации алюминатного раствора приводит к высокой степени очистки от диоксида, при этом остаточное содержание 1,0%. Применение согласно предлагаемого способа дополнительной очистки в скррубер-электрофильтрах обеспечивает высокую степень очистки от пыли (99,9%), необходимую для направления этих газов на карбонизаторы. Использование в карбонизаторах газов с содержанием пыли неприемлемо, так как приводит к загрязнению нежелательными примесями товарный продукт гидроксид алюминия и глинозем. Направление на карбонизацию газов с содержанием диоксида углерода менее 18,5% снижает производительность технологического процесса выделения гидроксида алюминия и требует большее количества пропускания газов после «мокрой очистки» в карбонизаторы. При этом выбросы диоксида углерода в атмосферу увеличиваются до 1,5%. Использование отходящих газов от печей спекания с содержанием диоксида углерода более 18,5% не приводит к увеличению их степени очистки при направлении их на карбонизацию. Регулирование содержанием диоксида углерода в отходящих газах печей спекания можно осуществлять, применяя их смешение в газоходах при направлении их на дополнительную очистку в скруббер-электрофильтры. При этом содержание диоксида углерода в отходящих газах для 12 печей спекания различное и составляет от 15 до 23%.Table analysis 1 showed that the implementation of the prototype method (additional cleaning in a scrubber) provides a sufficiently high efficiency of inorganic dust cleaning (98.5%), but does not lead to the necessary degree of purification of flue gases from sintering furnaces from carbon dioxide, while the content of carbon dioxide in atmospheric emissions is 12.8%. Carrying out the purification of gases of sintering furnaces according to the proposed method, when they are sent to the carbonization process of an aluminate solution leads to a high degree of purification from dioxide, with a residual content of 1.0%. The use according to the proposed method of additional purification in scrubber-electrostatic precipitators provides a high degree of dust removal (99.9%), necessary for directing these gases to carbonizers. The use of dust-containing gases in carbonizers is unacceptable, as it leads to contamination with undesirable impurities of the marketable product aluminum hydroxide and alumina. The direction for carbonization of gases with a carbon dioxide content of less than 18.5% reduces the productivity of the process for the separation of aluminum hydroxide and requires a greater amount of gas transmission after "wet cleaning" in the carbonizers. At the same time, carbon dioxide emissions into the atmosphere increase to 1.5%. The use of exhaust gases from sintering furnaces with a carbon dioxide content of more than 18.5% does not increase their degree of purification when they are sent to carbonization. The control of the carbon dioxide content in the exhaust gases of sintering furnaces can be carried out by applying their mixing in the flues when they are sent for further purification in a scrubber-electrostatic precipitator. In this case, the carbon dioxide content in the exhaust gases for 12 sintering furnaces is different and ranges from 15 to 23%.
Предлагаемый способ очистки отходящих газов от печей спекания обеспечивает эффективную очистку от пыли и диоксида углерода путем дополнительной предварительной очистки их от пыли в скруббер-электрофильтрах и последующим направлением их для использования в технологическом процессе получения гидроксида алюминия. В направляемых на карбонизацию газах для полного выделения гидроксида алюминия из алюминатного раствора необходимо поддерживать массовую долю диоксида углерода не менее 18,5%. При этом в выбросах отходящих газов после использования их в технологическом процессе карбонизации алюминатных растворов обеспечивается более низкое содержание диоксида углерода.The proposed method of purification of exhaust gases from sintering furnaces provides effective cleaning from dust and carbon dioxide by additional preliminary cleaning them from dust in a scrubber-electrostatic precipitators and then sending them for use in the technological process for producing aluminum hydroxide. In gases directed to carbonization for the complete separation of aluminum hydroxide from an aluminate solution, it is necessary to maintain a mass fraction of carbon dioxide of at least 18.5%. Moreover, in the emissions of exhaust gases after using them in the carbonization process of aluminate solutions, a lower content of carbon dioxide is provided.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019126558A RU2721702C1 (en) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | Method of cleaning exhaust gases from alumina sintering furnaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019126558A RU2721702C1 (en) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | Method of cleaning exhaust gases from alumina sintering furnaces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2721702C1 true RU2721702C1 (en) | 2020-05-21 |
Family
ID=70803176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019126558A RU2721702C1 (en) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | Method of cleaning exhaust gases from alumina sintering furnaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2721702C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806659C1 (en) * | 2022-10-10 | 2023-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Method of heat treatment of sodium-potassium alumina-containing charge |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57191228A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-25 | Nippon Light Metal Co Ltd | Production of alumina of low alpha-raw dose |
| US5102426A (en) * | 1990-02-14 | 1992-04-07 | Alcan International Limited | Process for precipitating alumina from bayer process liquor |
| SU1736612A1 (en) * | 1990-03-16 | 1992-05-30 | Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского | Method of cleaning flue gases |
| RU2013112C1 (en) * | 1991-01-24 | 1994-05-30 | Каменец-Подольский цементный завод | Method of cleaning exit gases of cement production rotary furnaces |
| RU2077391C1 (en) * | 1994-08-29 | 1997-04-20 | Юрий Львович Чистяков | Method of treating gas |
| RU2381992C2 (en) * | 2005-09-26 | 2010-02-20 | Открытое акционерное общество "РУСАЛ Ачинский Глиноземный Комбинат" (ОАО "РУСАЛ Ачинск") | Method of receiving of sandy argil at reprocessing of argil-bearing raw material by method of sintering |
-
2019
- 2019-08-22 RU RU2019126558A patent/RU2721702C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57191228A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-25 | Nippon Light Metal Co Ltd | Production of alumina of low alpha-raw dose |
| US5102426A (en) * | 1990-02-14 | 1992-04-07 | Alcan International Limited | Process for precipitating alumina from bayer process liquor |
| SU1736612A1 (en) * | 1990-03-16 | 1992-05-30 | Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского | Method of cleaning flue gases |
| RU2013112C1 (en) * | 1991-01-24 | 1994-05-30 | Каменец-Подольский цементный завод | Method of cleaning exit gases of cement production rotary furnaces |
| RU2077391C1 (en) * | 1994-08-29 | 1997-04-20 | Юрий Львович Чистяков | Method of treating gas |
| RU2381992C2 (en) * | 2005-09-26 | 2010-02-20 | Открытое акционерное общество "РУСАЛ Ачинский Глиноземный Комбинат" (ОАО "РУСАЛ Ачинск") | Method of receiving of sandy argil at reprocessing of argil-bearing raw material by method of sintering |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ДРУЖИНИН К.Е. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ЕГО ИСПЫТАНИЯ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА/ К.Е. ДРУЖИНИН, Н.В. НЕМЧИНОВА, Н.В. ВАСЮНИНА//ВЕСТНИК ИРГТУ, 5, 2016, С. 144-152. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806659C1 (en) * | 2022-10-10 | 2023-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Method of heat treatment of sodium-potassium alumina-containing charge |
| RU2816389C1 (en) * | 2023-02-27 | 2024-03-28 | Алексей Михайлович Немеров | Method for purifying waste gases from alumina production kilns |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101269813B (en) | Novel technique for purification recovery of tiny silica flour | |
| CN105126529A (en) | Method and device for inorganized emission flying dust pollution government | |
| CN107475531B (en) | Zinc powder recycling system and method | |
| CN101310831A (en) | Carbon roasting smoke dust dry purification method and device | |
| CN1727751A (en) | Incinerator for dust separation and rubbish pyrolysis | |
| CN104888543A (en) | Blue smoke processing equipment and blue smoke processing method in loading area of asphalt mixing plant | |
| RU2721702C1 (en) | Method of cleaning exhaust gases from alumina sintering furnaces | |
| CN110260346A (en) | A kind of boiler ash removal slag device | |
| CN105617845A (en) | Dust removal and desulfurization system and dust removal and desulfurization method special for dead-burnt middle-grade magnesite kilns | |
| CN106139792A (en) | A kind of baking flue gas governing system and administering method | |
| CN102618304A (en) | Low-temperature pyrolysis device for coal | |
| US2618548A (en) | Closed top side door | |
| CN104084031A (en) | A flue gas purification device of a lime shaft kiln adopting soft coal as fuel | |
| Shepelev et al. | Ecological engineering in the process of gas treatment from dust and prospects for its use in agriculture | |
| RU2816389C1 (en) | Method for purifying waste gases from alumina production kilns | |
| CN210751880U (en) | Sludge brickmaking tail gas processing system | |
| CN203935776U (en) | A kind of lime shaft kiln smoke eliminator that is fuel with bituminous coal | |
| CN1136944C (en) | Bag type wet desulfurizing and dust collecting system | |
| Korpa et al. | System for cleaning blast-furnace gas in the blast-furnace shop at the VSZh Koshitse combine | |
| RU2339743C2 (en) | Facility for dry scrubbing of effluent gases from electrilytic manufacturing of aluminum | |
| CN1064857C (en) | Automatic smoke-eliminating, desulfurating and dust-removing device | |
| CN219136698U (en) | Dust collector and hot dirty gas deacidification dust pelletizing system based on granule bed | |
| CN219580153U (en) | Tail gas purifying system of calcium carbide furnace | |
| CN219454706U (en) | High-temperature flue gas dust removal device of cement kiln | |
| Usmanova et al. | The New Equipment for Modernization of System for Clearing the Flue Gases |