[发明专利]用于改进电解池气体中SO2的获取的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于获取产生于电解池的气体中出现的SO₂的方法以及装置，所述电解池通过火成电解用于铝的工业生产。本方法通过一组至少两个并联的且有气流通过的反应器来实施，并且至少部分串联地提供粉状材料类型的吸附药剂，特别是氧化铝颗粒，其能够通过使吸附药剂与气流接触而吸附存在于气流中的流出物。

背景技术

氧化铝颗粒在气体处理反应器中的使用是知名而且有效的技术，反应器用于吸附出现在通过火成电解进行铝的工业生产的电解池所释放出的气体中的氢氟酸(HF)。众所周知的是，带有大吸附表面积(达到82m²/g)的氧化铝在某些情况下也能够吸附电解池气体中也出现的二氧化硫(SO₂)。

尽管氧化铝很容易吸收SO₂，但是获取在产生于电解池的气体中出现的SO₂并不容易，因为氧化铝相对于SO₂会优先吸附HF。当HF和SO₂出现在即将处理的气体中时，为了能够获取SO₂，必须使用足够量的氧化铝以便后者在吸附了HF之后还没有饱和。倘若在处理了不含有HF的气体之后氧化铝饱和了SO₂，如果氧化铝与含有HF的气体接触，则SO₂将被解离出去，HF替代了氧化铝颗粒上的SO₂。

此外，众所周知的是，SO₂从氧化铝中的解离发生在大约200℃的温度，相反HF只在大约400℃时解离。

实际上，注入到气体处理反应器中的氧化铝的量通常比吸附HF所需的量多10％。产生于气体处理中的氧化铝的量也是电解池所需的量，所以在那里便被消耗尽而且不需要为电解池提供新的氧化铝。由于氧化铝在获取HF之后也吸附SO₂，所以必须向反应器中注入更多的氧化铝，大约为吸附HF所需量的两倍。这将导致在反应器的输出中有额外数量的氧化铝不会在电解池中被消耗。

专利EP0793527提出了两个处理阶段在一个单独的反应器-过滤器中的使用，以便相继地获取HF，然后获取SO₂。待处理的充满HF和SO₂的气体穿过由反应器构成的第一阶段，在此其碰到了再生的氧化铝。在离开反应器的时候，HF被完全吸附在氧化铝上。然后气体被送到一个用于将氟化的氧化铝从气体中分离的机械装置。在离开第一阶段时，气体己经分离出了HF。之后它们被送到第二阶段，即过滤器，在此，新的氧化铝被注入过滤器，用以获取SO₂。充满SO₂的氧化铝最终被送到解离单元中，SO₂在此从氧化铝中被提取出来。通过这种方式，再生的氧化铝回到处理的第一阶段并且浓缩的SO₂被送到升级回收系统。这种解决方案并非完全符合要求，因为它需要庞大而且昂贵的装置来分离处理的第一阶段中被氟化的氧化铝。

发明内容

为了克服这些缺陷，本发明包括用于获取通过火成电解用于铝的工业生产的电解池中产生的气体中出现的SO₂的方法，其通过一组至少两个并联的且有气流通过的反应器来实施，并且提供粉状材料类型的吸附剂，所述吸附剂能够通过使吸附剂与气流接触而吸附气流中的流出物，所述至少两个反应器每个都有在与所述气流接触之后搜集所述吸附剂的工具，所述反应器中至少一个反应器具有在其与所述气流接触后释放所述吸附剂的工具，其将吸附剂释放到注入所述反应器中至少另一个反应器中的工具，其特征在于，在释放工具与注入工具之间，在吸附剂到达所述释放工具之前，被所述吸附剂吸附的SO₂通过与所述气流至少接触一次而被解离。

为了解离SO₂，所述吸附剂，例如，被调至接近200℃的温度，且无论如何都保持在400℃以下以不解离HF。基于相同的目的，吸附剂也可以同一载体体气体接触。载体气体也能够促进SO₂从系统中释放。加热吸附剂以及用载体气体冲洗后者是两种有利地结合起来提高效率的解离吸附剂的方法。

根据本发明的一个优选以及有利的实施例，吸附剂为氧化铝Al₂O₃。

载体气体例如可以是氮。

根据本发明的一个实施例，载体气体被加热到至少达到200℃的温度，但是在接触吸附剂之前，保持接近200℃。