DE2236030A1 - METHOD AND DEVICE FOR DRY CLEANING OF GASES CONTAINING FLUORIDES FROM ELECTROLYTIC ALUMINUM PRODUCTION - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR DRY CLEANING OF GASES CONTAINING FLUORIDES FROM ELECTROLYTIC ALUMINUM PRODUCTIONInfo
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Description
Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN steinsdorfsfraee 10 Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN steinsdorfsfraee 10
Dr. rer, nat. W. KÖRBER Dipi.-lng. J. SCHMIDT-EVERSDr. rer, nat. W. KÖRBER Dipi.-lng. J. SCHMIDT-EVERS
A/S irdal og Sunndal Verk
Sjzirkedalsveien 6,A / S irdal and Sunndal Verk
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Oslo 5 / Norwegen Oslo 5 / Norway
Verfahren und Vorrichtung zur Trockenreinigung von bei der elektrolytischen Aluminitongewinnung entstehenden FluorideMethod and device for dry cleaning of the electrolytic aluminite extraction produces fluorides
enthaltenden Gasencontaining gases
Dämpfe aus den Zellen der elektrolytischen Aluminiumgewinnung enthalten beträchtliche Mengen Fluor in Form von Fluorwasserstoff und anderen Fluoriden, was eine starke Verschmutzung der Luft der Umgebung bedeuten kann. Eine Wiedergewinnung der Fluoride aus den Dämpfen ist nicht nur im Hinblick auf die Reinhaltung der Luft notwendig, sondern auch in ökonomischer Beziehung vorteilhaft.Vapors from electrolytic aluminum production cells contain significant amounts of fluorine in the form of Hydrogen fluoride and other fluorides, which can seriously pollute the surrounding air. One Recovery of the fluoride from the vapors is not only necessary to keep the air clean, but also advantageous from an economic point of view.
Es ist bekannt, dass Aluminiumoxid die Eigenschaft hat, Fluoride durch Absorption und Adsorption aufzunehmen und zu binden. Diese Eigenschaft kann zur Reinigung der Fluoride enthaltenden Gase aus den Zellen der elektrolytischen Aluminiumgewinnung mit Hilfe von Aluminiumoxid benutzt werden, worauf das die Fluoride.enthaltende Aluminiumoxid in die Elektrolysezellen zurückgeführt wird.It is known that aluminum oxide has the property of taking up fluoride by absorption and adsorption and to tie. This property can be used to purify the fluoride-containing gases from the cells of the electrolytic Used to extract aluminum with the help of aluminum oxide whereupon the aluminum oxide containing the fluoride is returned to the electrolysis cells.
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Praktisch erfolgt dies durch. Hindurchleiten der Gase durch, eine fluidisierte oder mechanisch getragene Schicht von Aluminium- N oxid, worauf das gereinigte Gas zusammen mit den Aluminiumoxidteilchen durch ein filter geführt wird. Sa es sich bei der Reinigung von Gas aus einer Aluminium-Reduktionsanlage um sehr grosse Gasvolumen handelt - im Falle von Gas aas Sodebergbehältern 10 bis 15,000 Nnr/Tonnen Metall - muss das Gas durch eine Zahl von Filtern bzw. Reinigungseinheiten in Parallel schaltung zur Abtrennung des Staubes geführt werden. Im Gas mitgeführte Aluminiumoxidteilchen haben einen sehr starken Yerschleisseffekt auf den restlichen Teil der Vorrichtung bis zu den Filtern. Infolgedessen müssen Vorrichtungsteile, insbesondere gekrümmte Teile, öfters ausgewechselt werden, was das Verfahren unrentabel macht.In practice, this is done through. Passing the gases through a fluidized or mechanically supported layer of aluminum N oxide, whereupon the purified gas is passed through a filter together with the aluminum oxide particles. Said the cleaning of gas from an aluminum reduction plant involves very large gas volumes - in the case of gas from Sodeberg containers 10 to 15,000 Nnr / tons of metal - the gas must pass through a number of filters or cleaning units in parallel to separate the Dust. Alumina particles entrained in the gas have a very strong wear effect on the remainder of the device up to the filters. As a result, device parts, in particular curved parts, have to be replaced frequently, which makes the method unprofitable.
Für eine Anlage mit mehreren parallel geschalteten Filtereinheiten ist es für die Betriebssicherheit der Filter von grosser Bedeutung, dass Gas und Staubteilchen möglichst gleichmassig auf jedem Filter verteilt werden. Versuche haben gezeigt, dass es schwierig ist, eine Verteilungsführung (Verteilerrohr) aufzubauen, die das Gas gleichmässig auf jeder Filtereinheit verteilt. Mit den im Gasstrom mitgefühlten Staubmengen ist es aus s er et schwierig, wenn nicht unmöglich, die Verteilungsführung so zu gestalten, dass die Staubmenge gleichmässig auf jeder Filtereinheit verteilt wird, auch wenn das Aluminiumoxid in den Gasstrom geleitet wird, bevor dieser in die Verteilungsführung eintritt. Eine ungleichmässige Verteilung des Aluminiumoxid enthaltenden Gases führt zu einer Verstopfung einiger Filter und einen stärkeren Gasstrom durch andere Filter. Hierdurch ergeben sich häufig Betriebspausen und Reinigungsarbeiten.For a system with several filter units connected in parallel it is of great importance for the operational safety of the filters Meaning that gas and dust particles are as uniform as possible be distributed on each filter. Tests have shown that it is difficult to create a distribution guide (manifold) build up, which distributes the gas evenly on each filter unit. With the amount of dust that is compelled in the gas flow it is difficult, if not impossible, to design the distribution system in such a way that the amount of dust is uniform is distributed on each filter unit, even if the aluminum oxide is fed into the gas stream before it enters distribution occurs. An uneven distribution of the alumina-containing gas clogs some filters and increases the flow of gas other filters. This often results in breaks in operation and Cleaning work.
Um die Gase durch die Aluminiumoxidschicht und dann zu den Filtern zu leiten, ist ein starker Druckabfall nötig, gewöhnlich 50 bis 500 mm Wasser tropfen. Anwendung und Aufrechterhalten einer Druckdifferenz bedeuten grosse Unkosten.In order to get the gases through the aluminum oxide layer and then to the filters, a large pressure drop is required, usually Drip 50 to 500 mm of water. Applying and maintaining a Differential pressures mean great expense.
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Mn anderer erschwerender Faktor besteht darin, dass das Aluminiumoxid aüsser dem Binden von Fluoriden auch Schwefelverbindungen absorbiert. Die Bindung der Fluoride erfolgt sehr schnell, während die Schwefelverbindungen im wesentlichen sehr langsam gebunden werden. Obwohl die Eontaktzeit zwischen dem Aluminiumoxid und den Gasen sehr kurz ist} bleiben diese in Kontakt mit dem Aluminiumoxid bei der Führung in Leitungen bis zu den Filtern, so dass dann eine unerwünschte Bindung der Schwefelverbindungen erfolgt. Wenn das in die Zellen zurückgeführte Aluminiumoxid Schwefel enthält, wirkt sich dies sehr ungünstig auf den elektrolytischen Prozess aus, d. h., die Straomausbeute wird reduziert und der Anodenverbrauch gesteigert. Another aggravating factor is that the alumina In addition to binding fluorides, there are also sulfur compounds absorbed. The fluoride is bound very quickly, while the sulfur compounds are essentially very fast be tied slowly. Although the contact time between Aluminum oxide and the gases are very short} these stay in Contact with the aluminum oxide when it is led in lines up to the filters, so that there is then an undesirable binding of the Sulfur compounds takes place. If the alumina returned to the cells contains sulfur, it is very bad has an adverse effect on the electrolytic process, d. This means that the Straom yield is reduced and the anode consumption is increased.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile mit Hilfe eines Trockenreinigungsverfahrens für Fluoride enthaltende Gase aus den Elektrolytzellen für die Aluminiumgewinnung, bei denen die Gase in Ebntakt mit Aluminiumoxid gebracht und dann gefiltert werden, dadurch vermieden, dass ein für Fluoride hochreaktives Aluminiumoxid den Gasen angenähert unmittelbar und nicht mehr als einen Meter vor jeder Filtereinheit oder in der eigentlichen Filtereinheit zugegeben wird.According to the invention, these disadvantages with the help of a Dry cleaning process for fluoride-containing gases from the electrolyte cells for aluminum production, in which the gases brought into contact with aluminum oxide and then filtered are avoided by the fact that an aluminum oxide, which is highly reactive for fluorides, approaches the gases directly and not more than a meter in front of each filter unit or in the actual filter unit is added.
Venn ein Aluminiumoxid mit einem niedrigen Gehalt an α-Kristallen verwendet wird, kann es vorteilhaft unmittelbar vor der Filtereinheit den Gasen zugesetzt werden.Venn an alumina with a low content of α-crystals is used, it can advantageously be used immediately in front of the filter unit are added to the gases.
Bei .der praktischen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, insbesondere bei der Zugabe des Aluminiumoxids zu den Gasen direkt vor der Filtereinheit, ist die Abnutzung der Vorrichtung wesentlich reduziert, insbesondere wenn die Gase nach der Zugabe des Aluminiumoxids in gerader Linie zu den Filtern oder Staubsammlern strömen. Ausserdem ist beim erfindungsgemässen Verfahren kein Druckabfall notwendig, mit Ausnahme eines Druckabfalls im Filter, was eine beträchtliche Einsparung bedeutet. Bei Abkürzung der Kontaktzeit zwischenIn the practical implementation of the method according to the invention, especially when adding the aluminum oxide to the gases directly in front of the filter unit, the wear and tear is the Apparatus significantly reduced, especially if the gases after the addition of the alumina in a straight line to the filters or dust collectors flock. In addition, no pressure drop is necessary in the process according to the invention, with one exception a pressure drop in the filter, which means a considerable saving. When shortening the contact time between
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Aluminiumoxid und dem Gas wird die gewünschte Bindung der , Fluoride erreicht, jedoch die Bindung der Schwefelverbindungen vermieden. Auf diese Weise wird ein Fluoride enthaltendes Aluminiumoxid erhalten, das nach Rückführung für den elektrolytischen Prozess geeigneter ist, als das bei den bisherigen bekannten Beinig längsverfahren anfallende Aluminiumoxid. Die Differenz zwischen dem Aufnahmepunkt des Aluminiumoxids im Gas und dem Filter beträgt vorzugsweise weniger als einen Meter. Die zweckmässige Differenz hängt jedoch von der Reaktionsfähigkeit des verwendeten Aluminiumoxids ab. Venn ein Aluminiumoxid mit einem niedrigen Gehalt an Alpha-Kristallen und vermutlich hohen Gehalt an Gamma- rietallen verwendet wird, ist eine kürzere Reaktionszeit ergeben, als wenn der Gehalt an Alpha-Kristallen höher liegt. Bei der Herstellung des Aluminiumoxids führt eine niedrigere Brenntemperatur zu einem Produkt, das Fluoridgase besser und schneller bindet. Für ein derartiges Produkt genügen daher sehr kurze Kontakt zeit; en, normalerweise weniger als 0,5 Sekunden, für eine ausreichende Bindung der Fluoride.Aluminum oxide and the gas will bond the, Reached fluoride, but avoided the binding of the sulfur compounds. In this way, a fluoride-containing Obtain aluminum oxide, which is more suitable after recycling for the electrolytic process than that of the Previously known Beinig longitudinal process accumulating aluminum oxide. The difference between the pick-up point of the alumina in the gas and the filter is preferably less than one meter. The appropriate difference, however, depends on the reactivity of the aluminum oxide used. Venn an aluminum oxide with a low content of alpha crystals and presumably high gamma-rietallic content is used, a shorter reaction time is obtained than when the alpha crystal content is higher. A lower firing temperature results in the manufacture of the aluminum oxide to a product that binds fluoride gases better and faster. For such a product, therefore, are sufficient very short contact time; en, usually less than 0.5 seconds, for sufficient binding of the fluoride.
Mit den meisten reaktionsfähigen Aluminiumoxidarten ist eine ausreichende Kontaktzeit gegeben, wenn das Aluminiumoxid durch den Kopf der Filtereinheit selbst, z. B. einer Beutelfiltereinheit, geleitet wird, wobei es entlang der Beutelwand gegen den Gasstrom fällt.With most reactive alumina species, there is sufficient contact time when the alumina is through the head of the filter unit itself, e.g. B. a bag filter unit, with it along the bag wall against the gas flow falls.
Die zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass Verteiler für die Zugabe des Aluminiumoxids zu den Gasen annähernd direkt vor jeder Filtereinheit angeordnet sind.The device used to carry out the method is characterized according to the invention in that distributors for the addition of the aluminum oxide to the gases are arranged approximately directly in front of each filter unit.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung mit einer Hauptl·*· eitung 1 für die Einführung der Gase an dem einen Ende 2, einer Reihe von seitlichen Abzweigungen 3 von der Hauptleitung, Filtereinheiten 4 am jeweiligen Ende der Abzweigungen und Verteiler 5 für die Zugabe von Aluminiumoxid zu den Abzweigungen. Vorzugsweise sind die Verteiler in einer Entfernung von weniger1 shows a device with a main line 1 for the introduction of the gases at one end 2, a series of lateral branches 3 from the main line, filter units 4 at the respective end of the branches and distributor 5 for the addition of aluminum oxide to the branches. Preferably are the distributors at a distance of less
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als i m vor den Jlltereinlieiten # angeordnet.arranged as i m in front of the inlet #.
Mg. 2 zeigt eine Beutelflltereinheit mi* .2iafS3a3?iarigsoifnmig für die Gase, Beutel 7, Verteiler 8 zwischen den Beuteln, ATalassöifaüiig 9 jEür das Aluaiiiimttoicid oiid ÄlslassöflSiuiig ΊΟ für das gereinigte Gas. im Betrieb wird das Aliaainiumomd zwischen den Beuteln 7 aaaeh unten gespiüht und reagiert so mit dem Gas im Gegenstrom.Mg. 2 shows a bag filler unit with a * .2iafS3a3? Iarigsoifnmig for the gases, bag 7, distributor 8 between the bags, ATalassöifaüiig 9 for the Aluaiiiimttoicid oiid ÄlslassöflSiuiig ΊΟ for the cleaned gas. in operation the Aliaainiumomd sprayed between the bags 7 aaaeh below and reacts so with the gas in countercurrent.
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