UA44749C2 - Спосіб відділення при очищенні газу, виділеного з процесу одержання алюмінію, фторовмісних речовин від газу - Google Patents

Abstract

Обробка за допомогою процесу сухої адсорбції газу з гарячого електролітичного процесу виробництва алюмінію охоплює принаймні два етапи (3, 4). Метільчастий оксид алюмінію (сорбент) проходить етапи (3, 4) процесу адсорбції у протилежному до газу напрямі. Тому на першому етапі сухої адсорбції здійснюється обробка газу з частково витраченим сорбентом, після чого метільчастий сорбент відділяється від потоку газу вниз з першого етапу адсорбції. Лоток з виділеним метільчастим сорбентом усувається (33) з процесу адсорбції для відновлення адсорбованих фторовмісних речовин для електролітичного процесу. Решта виділеного сорбенту повертається до першого етапу адсорбції для оптимізації адсорбції фторовмісних речовин і десорбції на цьому етапі двоокису сірки. Одночасно газ подається на другий етап сухої адсорбції. На цьому другому етапі газ обробляється практично не витраченим метільчастим оксидом алюмінію, тому будь-який газоподібний фтор, що залишається у газі, адсорбується дуже ефективно, і водночас із газу також адсорбується значна частина двоокису сірки. На заключному етапі метільчастий оксид алюмінію відділяється з струменю газу вниз із другого етапу сухої адсорбції до того, як цей газ вийде у навколишнє середовище. Відділений оксид алюмінію спрямовується до першого етапу абсорбції, у ліпшому випадку після проходження етапу десорбції (8) для усунення адсорбованого двоокису сірки з метою зменшення викидів двоокису сірки у процесі виробництва алюмінію. Виділення двоокису сірки на другому етапі адсорбції поліпшено внесенням рециркуляції на другий етап адсорбції, коли оксид алюмінію зазнає десорбційної обробки.

Description

Опис винаходу

Настоящее изобретение относится к способу разделения посредством адсорбции и с целью улавливания 2 примесей, таких как фторсодержащих газов и фторсодержащей пьли (порошка) из газа, которьйй вьіделяєтся в процессе получения алюминия. Вьіделенньй в процессе газ приводится в контакт с адсорбентом в виде частиц оксида алюминия, которьій может бьіть повторно использован как сьірьевое вещество в процессе. Более точно, изобретение касается многоступенчатого противоточного процесса, сочетающего зффективную очистку газа с вьісокой степенью концентрации фторсодержащих веществ на адсорбенте. В благоприятном для окружающей 70 средьі воплощений изобретения одновременно из газа удаляєтся диоксид серні.

В способе злектролитического получения алюминия такого, как способ Холла-Херольда (НаїІ-НегоціЮ, где алюминий производится посредством восстановления оксида алюминия в расплавленном злектролите в виде фторсодержащего минерала, к которому подается оксид алюминия, сгазьі процесса загрязнень фторсодержащими веществами такими, как фтористьій водород и фторсодержащая пьіль. Будучи крайне 79 Ввредньі окружающей среде, зти вещества должнь: бьть разделеньі перед тем, как газьі процесса могут вьішпускаться в окружающую атмосферу тогда, в то же время фторсодержащий расплав является неотьемлемой частью злектролитического процесса.

Улавливание фторсодержащих соединений из газов, образованньхх при получений алюминия, имеет следующие неудобства: газ процесса обьічно загрязнен также другими веществами, такими, как диоксид серньі, которьй появляєтся главньім образом от окисления злектродов, но в некоторой степени также из примесей, находящихся в сьірьевом веществе. Если зти вещества возвращать в процесс вместе с адсорбентом, то они будут вьіделяться в газьі процесса и, таким образом, концентрироваться в цикле, возникающем в злектрохимическом процессе и газоочистке. Если зти вещества концентрируются в процессе, то они часто неблагоприятно воздействуют на вьіїход процесса или мешают процессу каким-то другим путем, посредством с 29 зтого неблагоприятно влияя на зкономичность процесса. Следовательно, зти вещества должнь бьть удалень Го) из адсорбента перед его повторньмм использованием в процессе. Благоприятньм для окружающей средь является то, что количество вьіделенного в процессе диоксида серьі! будет уменьшаться.

Мзвестно использование способов сухой адсорбции для очистки газов, образующихся при получений алюминия, в которьїх оксид алюминия может использоваться как адсорбент. Оксид алюминия (АЇ 203), которьй о как сьірьевое вещество подается к процессу для получения алюминия, имеет значительную способность к «І адсорбированию (более точно, к химическому адсорбированию) фтористого водорода. Порошок оксида алюминия коммерческого качества и с размером частиц в диапазоне 0,03 - 0,1бмм имеет пористую структуру и - активную поверхность 40 - 80м2/г, так что большие количества фтористого водорода могут адсорбироваться «І перед тем, как оксид алюминия насьіщается. Однако, верно, что адсорбционная способность уменьшается, когда активная поверхность вся покрита адсорбированньми молекулами фтористого водорода, т. е. когда оксид З алюминия насьшщен фтористь!м водородом. Обьічно оксид алюминия в виде частиц зффективно и турбулентно смешивается с газами из процесса получения алюминия в флюидизированном (псевдоожиженном) слое или каком-нибудь другом реакторе контактирования, фтористьїй водород затем адсорбируется на оксиде алюминия. « й Оксид алюминия, которьій теперь содержит адсорбированнье фторидь, отделяется ниже по течению потока от -о реактора контактирования с помощью одного или более фильтров. Оксид алюминия затем подается к процессу с получения алюминия и фторидь! улавливаются. Однако, диоксид серьі в определенной степени (как правило 10 з - 3090) также адсорбируется в зтих процессах, и диоксид серьі, таким образом, сопровождает оксид алюминия обратно к процессу получения алюминия, где он вьіделяется в газьі процесса в печи. В реальной практике диоксид серьі, таким образом, не удаляется из газов, а вместо зтого нежелательньм образом циркулирует и їз 15 концентрируется в системе, включающей в себя печь для получения алюминия и оборудование для газоочистки, и затем приводит к увеличению содержания диоксида серьі в воздухе помещений. Если

Її желательно уменьшить риск вьіброса в окружающую среду диоксида серьі от производства алюминия, то -1 диоксид серьії должен бьїіть отделен от отходящих газов с помощью сепараторов влаги, расположенньїх ниже по течению опотока от предшествующих процессов сухой адсорбции. Однако, такие сепараторь! влаги,

Її 50 используемье для отделения диоксида серьі от газов, представляют собой очень дорогое решение, так как с включенное количество газа является значительньі!м, и концентрация диоксида серь! в нем низка, например, в сравнений с отходящими газами из злектростанции, сжигающей ископаемьсе (теплозлектростанции). В связи с зтим большинство из алюминиевьх фабрик в мире до сих пор вьіпускают весь диоксид серьі в окружающую атмосферу.

Найболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ отделения при

ГФ) очистке газа, вьіделенного из процесса получения алюминия, фторсодержащих веществ от газа посредством т адсорбции на твердом оксиде алюминия в виде частиц в процессе сухой адсорбции, при котором оксид алюминия проходит противотоком к газу и в виде частиц с адсорбированньми фторсодержащими веществами отделяют от газа, при зтом часть отделенного оксида алюминия в виде частиц с адсорбированньми бо фторсодержащими веществами удаляют из процесса адсорбции для возвращения фторсодержащих веществ в процесс получения алюминия, а остаток отделенного оксида алюминия возвращают на адсорбцию (ОЕ 205609682, 28.09.1978).

Недостаток описанного решения состоит в недостаточной зффективности отделения диоксида серь, что приводит к загрязнению окружающей средь! газом, вьіделенньім в процессе получения алюминия, бо Одной задачей настоящего изобретения является создание такого способа отделения при очистке газа,

вьіделенного из процесса получения алюминия, которьій позволил бьі повьісить зффективность отделения диоксида серьі, что предохранило бьі окружающую среду от газа, вьіделенного в процессе получения алюминия.

Другой задачей настоящего изобретения являєтся предложение способа, посредством которого диоксид серии в определенной степени также другие нежелательнье примеси на адсорбенте могут бьіть удалень! из него перед тем, как адсорбент повторно используєтся в процессе производства алюминия, посредством зтого избегая циркуляции и накопления зтих веществ в системе.

Следующей задачей, которая решаєтся настоящим изобретением является предложение способа, которьй в сравнений с предшествующими способами газоочистки, приводит к поддержанию (на том же уровне) или 7/0 улучшению отделения и улавливания фторсодержащих веществ, в то же время поддерживая или улучшая благоприятньій к окружающей среде характер процесса (низкие вьібрось) по сравнению с известньми способами, упоминаємьми вьіше.

Поставленньюе задачи решаются за счет создания условий для удаления фторсодержащих веществ с помощью сухой адсорбции от газа, вбіделенного из процесса получения алюминия.

Поставленнье задачи решаются предлагаємь!м способом, которьй, как и известньій способ отделения при очистке газа, вьіделенного из процесса получения алюминия, фторсодержащих веществ от газа посредством адсорбции на твердом оксиде алюминия в виде частиц в процессе сухой адсорбции, при котором оксид алюминия проходит противотоком к газу и в виде частиц с адсорбированньми фторсодержащими веществами отделяют от газа, при зтом часть отделенного оксида алюминия в виде частиц с адсорбированньми фторсодержащими веществами удаляют из процесса адсорбции для возвращения фторсодержащих веществ в процесс получения алюминия, а остаток отделенного оксида алюминия возвращают на адсорбцию, а, согласно изобретению, газ очищают с оксидом алюминия, по меньшей мере, в две стадии, на первой из которьїх газ очищают с оксидом алюминия, которьій частично отработан, при зтом частицьй оксида алюминия с адсорбированньми фторсодержащими веществами отделяют от газа ниже по течению потока от указанной с ов первой стадий адсорбции перед тем, как газ перемещают ко второй стадий адсорбции, возврат остатка отделенного оксида алюминия осуществляют на первую стадию адсорбцию, а после отделения оксида о алюминия газ подают ко второй стадии сухой адсорбции и там очищают в сущности неотработанньім химически активньїм оксидом алюминия в виде частиц, после чего оксид алюминия в виде частиц отделяют от газа ниже по течению потока от второй стадии сухой адсорбции перед тем, как газ вьіделяют в окружающую атмосферу, и по ду зо Меньшей мере, часть оксида алюминия, отделенную ниже по течению потока от второй стадии адсорбции, перемещают к первой стадии адсорбции. «

Особенностью предлагаеємого способа являєтся и то, что частично отработанньій оксид алюминия ча возвращают в первую стадию адсорбции, и количество возвращенного оксида алюминия управляєтся и таким образом контролируеєтся, чтобьї оптимизировать адсорбцию фторсодержащих веществ и десорбцию диоксида « з5 серь в первой стадии адсорбции. «г

Особенностью предлагаємого способа являєтся и то, что оксид алюминия, которьій отделяют ниже по течению потока от второй стадии адсорбции и загрязнен адсорбированньім диоксидом серьї, очищают на стадий десорбции, где оксид алюминия нагревают, и газ-носитель течет через него.

Особенностью предлагаємого способа является и то, что часть оксида алюминия, очищенного в стадий « десорбции, возвращают ко второй стадии адсорбции. в с Особенностью предлагаемого способа является и то, что водяной пар, газообразньй азот или другой неокисляющий газ течет через оксид алюминия в стадии десорбции. з В соответствии с изобретением поставленнье задачи решаются способом адсорбции, которьій содержит по меньшей мере две стадии сухой адсорбции, где газ, которьій образован в процессе получения алюминия, и Загрязненньй по меньшей мере фторсодержащими веществами, которье могут бьть газообразньми или в виде ї» частиц, перемешиваєтся и приводится в контакт с оксидом алюминия в виде частиц, посредством зтого отделяя по меньшей мере фторсодержащие вещества от газа. Стадии адсорбции организуются в виде одного или более ве реакторов контактирования, в которьїх газ очищаєтся посредством смешивания и контактирования с оксидом -І алюминия в виде частиц.

В способе адсорбции в соответствии с изобретением ве - газ очищаєтся на первой стадии сухой адсорбции с по меньшей мере частично отработанньім оксидом

Ге алюминия в виде частиц так, чтобьі значительная часть газообразньх фторидов, обнаруженньїх в газе, адсорбировалась на адсорбенте; - оксид алюминия с адсорбированньми фторсодержащими веществами отделяется от газа ниже по течению ов потока от первой стадии адсорбции, после чего часть отделенного оксида алюминия с адсорбированньми фторсодержащими соединениями удаляєтся из процесса адсорбции, и остаток оксида алюминия возвращаєтся

Ф) в первую стадию адсорбции, в то же время газ перемещаеєтся ко второй стадии сухой адсорбции, находящейся ко ниже по течению потока от, первой стадии адсорбции; - газ, теперь имеющий в основном уменьшенное содержание фторсодержащих веществ, затем во второй бо Сстадии сухой адсорбции очищаєтся по существу неотработанньм химически активньім оксидом алюминия в виде частиц таким образом, чтобьї адсорбировать любье фторсодержащие вещества, остающиеся в газе после первой стадийи адсорбции и чтобьї адсорбировать другие газьї, такие как диоксид серьї; - оксид алюминия в виде частиц затем удаляют из газа ниже по течению потока от второй стадии адсорбции перед тем, как газ вьіпускаєтся в окружающую атмосферу, или подвергаєтся дополнительной очистке ниже по бд5 Течению потока, и по меньшей мере часть оксида алюминия, отделенная от газа ниже по течению потока от реактора контактирования, включенного во вторую стадию адсорбции, перемещаєтся к реактору контактирования, включенного в первую стадию адсорбции.

Как видно из ранее изложенного, оксид алюминия в виде частиц проходит через стадии процесса адсорбции противотоком к газу. Неотработанньій оксид алюминия сначала подается к реактору контактирования, которьй Включен во вторую стадию сухой адсорбции, и где оксид алюминия перемешивается и приходит в контакт с газом. Из реактора контактирования, включенного во вторую стадию адсорбции, по меньшей мере некоторое количество теперь частично отработанного оксида алюминия, переносится к реактору контактирования, включенного в первую стадию адсорбции. При подаче к реактору контактирования, включенного в первую стадию сухой адсорбции, оксид алюминия из второй стадии адсорбции перемешивается и приводится в контакт 7/0 с газом в зтой первой стадии адсорбции. После прохождения через реактор контактирования, включенного в первую стадию адсорбции, часть сухого оксида алюминия в виде частиц отделяется, оксид алюминия теперь существенно насьщаєтся по меньшей мере фторсодержащими веществами и удаляется из процесса таким образом, чтобьї возвратить фторсодержащие вещества в процесс для производства алюминия, остаток оксида алюминия возвращается в первую стадию адсорбции.

Зта циркуляция мотивируется двумя причинами. Во-первьїх, она нужна для контроля и оптимизации адсорбции газообразньхх фторидов из газа процесса в первой стадиий адсорбции. Во-вторьїх, она нужна для получения требуемой десорбции таких веществ, как диоксид серь), которьій бьіл адсорбирован на оксиде алюминия во второй стадии адсорбции, таким образом предотвращая любое значительное возвращение зтих веществ в злектролитический процесс. Если сера (диоксид серьї) или фосфор (фосфорньй ангидрид) повторно будет возвращаться в злектролитический процесс, зто может оказьівать неблагоприятное воздействие на вьіход зтого процесса.

Так как оксид алюминия имеет более вьісокое сродство к фтористому водороду, чем к таким газам, как диоксид серьі, то представляется возможньім частичное возвращение адсорбента по меньшей мере в первую стадию адсорбции для того, чтобьі контролировать, какие вещества возвращаются в злектролитический с об процесс вместе с адсорбентом, перенесенньм к злектролизной печи, таким образом предотвращая нежелательньм веществам, таким как диоксид о серь и фосфорньй ангидрид, циркулировать и і) концентрироваться в системе, включающей злектролизную печь и оборудование для газоочистки. Все такие газьї адсорбируются и молекулярно связьіваются с активированной поверхностью частиц оксида в процессе сухой адсорбции. Так как, однако, фтористьй водород имеет более вьісокое сродство к оксиду, чем кдиоксиду ду зо сСерьі, уже адсорбированньй диоксид серьі будет десорбироваться, в то время как фтористьй водород доставляет диоксид серьі к активированной поверхности. При условиях отличного контакта между газом - процесса и адсорбентом, процесс адсорбции стремится к состоянию равновесия с очень вьісокой частью ї- фтористого водорода, адсорбированного на поверхности оксида, где имеет место только адсорбированньй диоксид серь, если есть избьток активированной поверхности адсорбента по отношению к количеству - з5 фтористого водорода, присутствующего в процессе. Вследствие факта, что адсорбент возвращается в первую «г стадию адсорбции, процесс приближается к равновесному состоянию. В результате, адсорбция нежелательньх веществ может управляться и минимизироваться так, что только минимум зтих веществ возвращаются в злектролизную печь вместе с адсорбентом.

В одном воплощений изобретения, предназначенном для применения, при котором необходимо избежать, « чтобьі зти нежелательнье вещества, такие как диоксид серь, которне должньі адсорбироваться на адсорбенте, 7) с возвращались в злектролизную печь, но тем не менее может позволить зтим веществам вьібрасьваться в

Й окружающую атмосферу, адсорбент (оксид алюминия) перемещаєется из второй стадии адсорбции а непосредственно к первой стадии адсорбции, где он повторно используется в то время, как диоксид серь десорбируется. Десорбция приводит к состоянию равновесия. Диоксид серьі вьіделяется из злектролизного процесса и поступает с газом процесса к первой стадии адсорбции. Однако, адсорбция диоксида серь! в зтой ї5» первой стадии контролируется и минимизируеєется возвращением адсорбента в зту стадию. В результате диоксид серьї будет концентрироваться в цикле между первой и второй стадиями адсорбции, тогда как по о существу никакого диоксида серьі не будет циркулировать между злектролизной печью и первой стадией -І адсорбции. При устойчивом состоянийи, окончательно самостоятельно устанавливаєется состояние равновесия, 5о при котором количество диоксида серь), вьбрасьваємого в окружающую атмосферу, равно количеству о диоксида серьї, вбіделенного в газ процесса в злектролизной печи.

Ге В дальнейшем изобретение поясняется более детально с помощью предпочтительньїх вариантов воплощений, со ссьілками на сопроводительньй чертеж.

В способе Холла-Херольда алюминий получают восстановлением оксида алюминия, которьій растворен (расплавлен) в расплаве фторсодержащих веществ, с помощью злектролиза в злектро-восстановительной печи 1. Злектролиз происходит при температуре приблизительно 9607"С. Расплав частично разлагаєтся в течение (Ф, процесса, и летучие компоненть! остаются в газообразном состоянии. В результате газ, вьіделяемьй из ка процесса, содержит соединения фтора, такие как фтористьій водород (НЕ), и фторсодержащую пьіль. Будучи чрезвьчайно вредньми для окружающей средь, зти вещества должнь отделяться от газов процесса перед тем, бо Как они могут вьіделиться в окружающую атмосферу. В то же время, однако, зти фторсодержащие вещества представляют собой значительнье потери стоимости. Независимо от фторсодержащих соединений присутствуют определеннье продукть! горения, такие как диоксид серьі от графитовьїх анодов, которне сгорают в течение процесса. Диоксид серьі! должен бьіть удален из адсорбента не только для того, чтобь! избежать его возвращения в процесс, но также потому, что для окружающей средь! требуется уменьшить вьіброс диоксида 65 сСерьі из процесса без воздвижения огромньх и дорогих установок для очистки больших количеств газа, имеющего низкое содержание диоксида серні.

Когда изобретение применяєется для очистки газа 2, вьіделенного из процесса 1 для производства алюминия, фторсодержащие вещества отделяются от газа в противоточном адсорбционном процессе, содержащем по меньшей мере две стадии 3, 4 сухой адсорбции. Газ, загрязненньій фторсодержащими Веществами, очищаеєтся в первой стадиий З сухой адсорбции, которая показана на чертеже как реактор контактирования 3. В зтом реакторе контактирования З газ перемешивается и приходит в контакт с частично отработанньми частицами адсорбента в виде оксида алюминия, которьій подаєтся с током газа в реактор контактирования З, причем содержание фторсодержащих веществ в газе процесса уменьшается. Адсорбция диоксида серь! в процессе очистки в первой стадии З адсорбции, когда содержание фторсодержащих веществ в /о газе является наивьісшим, подавляется, поскольку такие вещества, как фтористьій водород, имеют значительно большее сродство к оксиду алюминия, чем к диоксиду серьі. В зтой первой стадии адсорбции диоксид серь, таким образом, только адсорбируется на избьточной поверхности оксида алюминия, которая не покрьта, к примеру, фтористьїм водородом. Если оксид алюминия, на которьй диоксид серьі адсорбировался, приходит в достаточно интенсивньій контакт с газом, содержащим фтористьй водород, диоксид серьі будет освобожден и /5 заменен фтористьім водородом. После очистки в первой стадии З адсорбции, оксид алюминия в виде частиц отделяется от газа перед второй стадией, теперь имея очень низкое содержание фтористого водорода, перемещается ко второй стадии 4 сухой адсорбции для очистки там. Оксид алюминия в виде частиц, которьй имеет вьсокое содержание адсорбированньх фторсодержащих веществ, таких как фтористьй водород, отделяется от газа вместе с основной частью частиц соединений фтора ниже по течению потока от первой го стадии З адсорбции с помощью известньїх устройств для механического разделения, таких как циклоннье сепараторьі. Некоторое количество оксида алюминия 33, которое соответствует количеству неотработанного оксида алюминия, подаваемого ко второй стадии 4 адсорбции адсорбционного процесса и которое загрязнено адсорбированньми фторсодержащими веществами, возвращается (по 33) к процессу 1 в то время, как остаток оксида алюминия циркулирует (по 32) в первой стадии З адсорбции. Из-за достаточной циркуляции и благодаря с г разпичию в сродстве оксида алюминия к соответственно фтористому водороду и диоксиду серь! следует, что основная часть фторсодержащих веществ в газе адсорбируется даже при первой стадии З адсорбции, тогда как і) не происходит существенной адсорбции диоксида серьі. Вместо зтого основное количество диоксида серь! 1, адсорбированное на оксиде алюминия, десорбируется. В результате, в сущности весь диоксид серьі будет сопровождать газ так, что фторсодержащие вещества, необходимье для процесса 1, могут бьіть возвращень с ду зо Хорошим вьіходом по 33, в то же время избегая циркулирования и концентрирования диоксида серь! в процессе.

Также вторая стадия 4 адсорбции проводится в одном или более реакторах 4 контактирования, расположенньх - ниже по течению потока от первой стадии З адсорбции. Из первой стадии З адсорбции и следующего за ней М сепаратора 31 газ перемещается по 30 к реактору 4 контактирования, где он перемешивается и приводится в контакт со свежим химически активньмм и, в сущности, неотработанньм оксидом алюминия. В реакторе 4 - з5 Контактирования любой остающийся газообразньй фтор, так же как и диоксид серьі, адсорбируется в «г количестве, зависящем от степени, с которой адсорбционная способность свежего адсорбента (оксида алюминия) позволяет адсорбироваться газу с низким сродством. После очистки на второй стадии 4 адсорбции адсорбент отделяется от газа с помощью фильтра 41 такого, как мешочньій фильтр, вследствие чего газ, которьій зффективно очищен от всех фторсодержащих веществ, может вьіделяться в окружающую атмосферу « по 5, тогда как оксид алюминия, загрязненньй значительньм количеством диоксида серьі, адсорбированного во С) с второй стадии 4 адсорбции, в соответствии с изобретением перемещаєтся к первой стадии З адсорбции.

Й Посредством подходящей циркуляции оксида алюминия 32 в адсорбционной стадии 3, значительное а количество диоксида серьї, адсорбированного на оксиде алюминия при контактировании с газом процесса, имеющим вьісокое содержание фтористого водорода, будет десорбироваться в адсорбционной стадий 3. Освобожденньй диоксид серьі затем перемещается вместе с газом процесса ко второй стадии 4 адсорбции. ї5» Благодаря десорбции диоксида серь), происходит увеличение активированной поверхности на оксиде алюминия, что способствует адсорбции фтористого водорода, приводя к вьісокозффективной адсорбции о фтористого водорода так, что достигается очень вьісокая степень адсорбции газообразного фтора на первой -І стадии З адсорбции.

Посредством оксида алюминия 33, которьій перемещается к восстановительному процессу 1 от первой о стадии З адсорбции, почти все фторсодержащие вещества, вьіделеннье из восстановительного процесса 1 к

Ге газу 2 процесса, возвращаются в восстановительньій процесс 1. Однако, по существу никакого количества диоксида серьі не возвращаєтся в восстановительньй процесс 1 вместе с оксидом алюминия 33, перемещенньм из первой стадии З адсорбции к восстановительному процессу 1. 5Б Благодаря тому факту, что диоксид серьі десорбируется в первой стадии, частично очищенньй газ 30 процесса, перемещенньй ко второй стадии 4 адсорбции, будет иметь повьішенное содержание диоксида серь, (Ф, которое в некоторой степени уменьшаєется во второй стадиий 4 адсорбции. При устойчивом состояний ка устанавливается состояние равновесия, что касается циркуляции концентрированного диоксида серь! между двумя стадиями З и 4 адсорбции, причем количество диоксида серьі, вьіделяемого вместе с очищенньм газом 5 бо процесса, равно количеству диоксида серьі, поданного вместе с еще неочищенньм газом процесса.

В одном воплощении изобретения, также количество диоксида серь, вьіделенного в окружающую атмосферу вместе с очищенньїм газом 5 процесса, уменьшается посредством очистки загрязненного диоксидом серьі оксида алюминия из второй стадии 7 адсорбции в стадии 8 десорбции. В зтой стадии 8 десорбции в сущности весь адсорбированньій диоксид серьі десорбируется нагреваниегм и смешиванием со сквозньм б5 ПОТОКОМ газа-носителя 81. Так как газ-носитель 82, покидающий стадию 8 десорбции, будет затем иметь вьісокую концентрацию диоксида серь, то почти весь диоксид серьі вьіделится из оксида алюминия посредством десорбции.

Благодаря низкому сродству диоксида серь к оксиду алюминия, оксид алюминия имеет вполне ограниченную способность к адсорбции диоксида серьі. Таким образом получаеєтся, что даже при таком низком содержаний газообразного фторида в газе 30 процесса, перемещенного ко второй стадии 4 адсорбции, которьй имеет в сущности незначительное влияние на адсорбцию диоксида серьі в течение стадии 4 адсорбции, то наблюдаєтся плохое отделение диоксида серьі от газа процесса, если качество адсорбента низкое и/или если содержание диоксида серь! в газе процесса, подаваемом к зтой второй стадии 4 адсорбции, является вьІсоким.

В одном воплощений изобретения способность к отделению диоксида серьі поднимаєтся до заданного уровня 7/0 посредством циркулирования (по 83) части оксида алюминия, очищенного в стадии 8 десорбции, ко второй стадии 4 адсорбции, где он способствует повьішению количества активированного адсорбента. Количество оксида алюминия, очищенное в стадии 8 десорбции, будет, таким образом, увеличиваться пропорционально количеству оксида алюминия, возвращенного по 83 из стадии 8 десорбции ко второй стадии 4 адсорбции.

В стадии 8 десорбции диоксид серьі десорбируется благодаря зффекту нагревания и сквозному потоку /5 газа-носителя 81, захватьвающему диоксид серьі с собой по своему пути из системь). Если десорбционная очистка в стадии 8 точно вьіполнена, требуется только малое количество газа-носителя 81, в то же время получаєтся вьісокая концентрация диоксида серь в газе-носителе 82, покидающем стадию десорбции. Диоксид серь в газе-носителе при разумной стоимости может бьть очищен промьвкой или преобразован в коммерческий продукт такой, как жидкий диоксид серьі, серная кислота или сера применением хорошо го известньїх процессов, так как существует только небольшое количество включенного газа-носителя 82, по зтой причине оборудование для очистки может бьть маленького размера. Легкий нагрев оксида алюминия, требуемьй для десорбции диоксида серь в стадии 8 десорбции, не приводит к десорбции небольшого количества фтористого водорода, которьій адсорбирован во второй стадий 4 адсорбции. После стадии 8 десорбции оксид алюминия подводится к первой стадии З адсорбции, как описано вьіше. с

После прохождения таким образом двухстадийного процесса 3, 4 адсорбции противотоком к газу и адсорбированием по существу всего фтористого водорода и других фторсодержащих веществ из газа, оксид і) алюминия подается к процессу 1 для получения алюминия. Содержание диоксида серьі в оксиде алюминия является очень низким и сильно ограничено по отношению к количеству, которое адсорбировано и должно остаться во время очистки в первой стадии З адсорбции. Ф зо Некоторье другие вещества, такие как фосфор, которье захватьвшваются газом из процесса 1 получения алюминия и которье снижают вьход по току в злектролитическом процессе, оказьвают неблагоприятное - воздействие на процесс и следовательно должнь! бьіть удаленьі. Фосфор в виде частиц фосфорного ангидрида (М. удаляется из газа процесса стадией 41 заключительной фильтрации и может таким образом концентрироваться в системе, включающей злектролизную печь и оборудование для газоочистки. Обнаружено, что очистка для - з5 уменьшения диоксида серьі 8 таюке удаляет некотороє количество фосфора, таким образом уменьшая « накопление его в системе.

Поскольку, в соответствий с заявленньім способом, адсорбент в виде частиц (оксид алюминия) проходит две стадии 3, 4 процесса адсорбции противотоком к газу, несмотря на то, что газ и адсорбент совместно подаются с течением в стадиях 3, 4 адсорбции, адсорбент зффективно расходуется, и в сущности весь фтористьій водород « Отделяется в первой стадий З адсорбции и возвращаєтся вместе с адсорбентом к процессу 1 получения -о с алюминия, в то время как диоксид серьі отделяеєтся во второй стадии 4 адсорбции и удаляется от адсорбента в стадий 8 десорбции. Отделение диоксида серьі может бьть управляемо до заданной зффективности ;» посредством циркуляции по 83 адсорбента из стадии 8 десорбции ко второй стадии 4 адсорбции. Зтот двухстадийньій процесс приводит к рециркулированию с вьісоким вьіїходом фторсодержащих веществ, которье требуется рециркулировать из процесса, в то время как диоксид серьі может бьіть отделен сам по себе или ї» может бьіть нейтрализован в щелочном скруббере или регенерацией в виде коммерчески полезньїх продуктов.

Поскольку способ, в соответствии с изобретением, в зтой простейшей форме уменьшаєт возвращение и о накопление диоксида серь, и в зтом более тщательно разработанном виде также уменьшаєтся возвращениє и -І накопление таких загрязняющих веществ, как фосфор, в процессе получения алюминия, достигаєтся повьішение зффективности в злектролитическом процессе получения алюминия, поскольку иначе зтот процесс о будет неблагоприятно подвержен увеличению содержания зтих веществ. Поскольку сера может бьіть отделена

Ге в одном воплощений изобретения, неблагоприятное воздействие на окружающую среду получения алюминия в целом может бьіть улучшено.

Claims (5)

1. Формула винаходу Ф)

   г 1. Способ отделения при очистке газа, вбіделенного из процесса получения алюминия, фторсодержащих веществ от газа посредством адсорбции на твердом оксиде алюминия в виде частиц в процессе сухой во адсорбции, при котором оксид алюминия проходит противотоком к газу и в виде частиц с адсорбированньми фторсодержащими веществами отделяют от газа, при зтом часть отделенного оксида алюминия в виде частиц с адсорбированньми фторсодержащими веществами удаляют из процесса адсорбции для возвращения фторсодержащих веществ в процесс получения алюминия, а остаток отделенного оксида алюминия возвращают на адсорбцию, отличающийся тем, что газ очищают с оксидом алюминия, по меньшей мере в две б5 стадии, на первой из которьїх газ очищают с оксидом алюминия, которьій частично отработан, при зтом частиць! оксида алюминия с адсорбированньми фторсодержащими веществами отделяют от газа ниже по течению потока от указанной первой стадиий адсорбции перед тем как газ перемещают ко второй стадии адсорбции, возврат остатка отделенного оксида алюминия осуществляют на первую стадию адсорбции, а после отделения оксида алюминия газ подают ко второй стадии сухой-адсорбции и там очищают, в сущности, неотработанньм Химически активньім оксидом алюминия в виде частиц, после чего оксид алюминия в виде частиц отделяют от газа ниже по течению потока от второй стадии сухой адсорбции перед тем как газ вьіделяют в окружающую атмосферу, и по меньшей мере часть оксида алюминия, отделенную ниже по течению потока от второй стадий адсорбции, перемещают к первой стадии адсорбции.
2. 2 Способ по п. 1, отличающийся тем, что частично отработанньй оксид алюминия возвращают в первую 7/0 стадию адсорбции и количество возвращенного оксида алюминия управляется и таким образом контролируется, чтобьї оптимизировать адсорбцию фторсодержащих веществ и десорбцию диоксида серь! в первой стадии адсорбции.
3. З Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что оксид алюминия, которьій отделяют ниже по течению потока от второй стадии адсорбции и загрязнен адсорбированньім диоксидом серьі, очищают на стадийи десорбции, где /5 оксид алюминия нагревают и газ-носитель течет через него.
4. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что часть оксида алюминия, очищенного в стадии десорбции, возвращают ко второй стадии адсорбции.
5. 5 Способ по пункту З или 4, отличающийся тем, что водяной пар, газообразньй азот или другой неокисляющий газ течет через оксид алюминия в стадии десорбции. с щі 6) (о) « у « «

   - . и? г» г» -і г» 3е) іме) 60 б5