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铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法

阅读：981发布：2021-02-25

IPRDB可以提供铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法，是将铝电解槽的废槽衬进行分选，将分选出的碳素材料和耐火材料分别破碎后分别进行预浸出和堆浸；将碳素材料的预浸渣和预浸液、耐火材料的预浸渣和预浸液分别一并转移到后续的浸出槽继续堆浸，之后固液分离，将分离出的碳素材料和耐火材料的堆浸液混合后进行氧化除氰处理，之后过滤得到滤液；将电解铝烟气通入滤液进行碳分-中和处理；最后将经碳分-中和处理后的滤液经浓缩结晶回收钠盐，得到含氟NaHCO3、含氟Na2CO3、NaF的混合物。本发明可对铝电解烟气中的CO2进行回收利用，同时解决铝电解废槽衬堆浸处理工艺产生的含F废水的排放问题。，下面是铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法，其特征在于，方法如下：

A、将铝电解槽的废槽衬进行分选，分选出碳素材料和耐火材料，将碳素材料和耐火材料分别破碎至粒度0.15cm～1.5cm，然后分别进行预浸出和堆浸；预浸出是将碳素材料和耐火材料分别送入封闭的预浸出槽内采用NaOH溶液循环喷淋浸泡3天，堆浸是将碳素材料的预浸渣和预浸液一并转移到后续的浸出槽继续堆浸3天，将耐火材料的预浸渣和预浸液也一并转移到后续的浸出槽继续堆浸3天，之后固液分离，将分离出的碳素材料和耐火材料的堆浸液混合，采用质量浓度为25％～30％的双氧水进行氧化除氰处理，然后过滤得到滤液；

B、将电解铝烟气通入经氧化除氰处理后的滤液进行碳分-中和处理；所述电解铝烟气是铝电解槽内产生的含氟烟气经过脱氟、除尘处理后粉尘含量小于1mg/m3的过饱和电解铝烟气；所述的碳分-中和处理，反应温度不超过70℃，反应时间15～20min；

C、将经碳分-中和处理后的滤液经浓缩结晶回收钠盐，得到含氟NaHCO3、含氟Na2CO3、NaF的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法，其特征在于，步骤A所用NaOH溶液的质量浓度为2％～5％，预浸出时的堆比重为1.2～1.6吨/m3。

说明书全文

铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铝电解烟气的回收利用技术领域，具体涉及铝电解烟气中CO2的回收利用。

背景技术

[0002] 电解铝生产过程中，氧化铝和阳极炭块在电化学作用下生成铝和铝电解烟气，铝电解烟气中的主要成分是CO2，理论上，生产1吨铝要产生1.22吨CO2，实际生产中铝电解烟气中还有少量的CO、HF以及CF4气体。CO2作为温室效应的首要气体，已经成为全球变暖导致的越来越不可逆的气候变化的罪魁祸首。随着全社会对环保的日愈重视，电解铝行业节能减排和环保要求的日益提高，铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用已成为行业的重点工作。中国专利CN105801354A公开了一种将电解铝高温烟气中的二氧化碳转化为甲醇的装置及方法，该专利将电解铝高温烟气通入装有焦炭的气体转化炉中，使烟气中的CO2转化为CO，CO在甲醇合成塔中制备甲醇，可以将电解铝烟气中的CO2转化为甲醇，同时减少污染物排放，实现烟气余热利用。但该方法技术相对复杂，需要企业全部重新购置设备，投资成本高，在现有的铝电解企业难以实施，因此工程化实施较难。目前铝电解企业都是将铝电解过程中，在铝电解槽产生的含氟烟气经净化处理(脱氟处、除尘)后，将达到国家规定排放标准的达标烟气直接排放到大气，但达标烟气中含有大量的CO2，直接排放不仅对环境造成严重污染，且造成浪费。

发明内容

[0003] 本发明的目的是解决上述现有技术存在的问题，提供一种可以对铝电解烟气中的CO2进行回收利用，同时解决铝电解废槽衬堆浸处理工艺产生的含F废水的排放问题的铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法。

[0004] 本发明的目的通过以下技术方案实现：

[0005] 铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法，其特征在于，方法如下：

[0006] A、将铝电解槽的废槽衬进行分选，分选出碳素材料和耐火材料，将碳素材料和耐火材料分别破碎至粒度0.15cm～1.5cm，然后分别进行预浸出和堆浸；预浸出是将碳素材料和耐火材料分别送入封闭的预浸出槽内采用NaOH溶液循环喷淋浸泡3天，堆浸是将碳素材料的预浸渣和预浸液一并转移到后续的浸出槽继续堆浸3天，将耐火材料的预浸渣和预浸液也一并转移到后续的浸出槽继续堆浸3天，之后固液分离，将分离出的碳素材料和耐火材料的堆浸液混合，采用质量浓度为25％～30％的双氧水进行氧化除氰处理，然后过滤得到滤液；

[0007] B、将电解铝烟气通入经氧化除氰处理后的滤液进行碳分-中和处理；所述电解铝烟气是铝电解槽内产生的含氟烟气经过脱氟、除尘处理后粉尘含量小于1mg/m3的过饱和电解铝烟气；所述的碳分-中和处理，反应温度不超过70℃，反应时间15～20min；

[0008] C、将经碳分-中和处理后的滤液经浓缩结晶回收钠盐，得到含氟NaHCO3、含氟Na2CO3、NaF的混合物。

[0009] 本发明步骤A所用NaOH溶液的质量浓度为2％～5％，预浸出时的堆比重为1.2～1.6吨/m3。

[0010] 本发明与现有技术相比，具有下列有益效果：

[0011] (1)对铝电解烟气中CO2进行综合回收利用，不仅有效减少了铝电解生产过程烟气中CO2的排放，大幅度减少温室气体的排放。还避免了铝电解废槽衬可能造成的环境污染，并实现了铝电解废弃物的“不出工厂，就地消耗”闭路循环资源化应用，减轻企业环保压力，降低生产成本。

[0012] (2)本发明方法投资小，工艺简单，是目前世界上唯一可实现工程化推广应用的铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法。

具体实施方式

[0013] 实施例1

[0014] 铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法，方法如下：

[0015] A、将铝电解槽的废槽衬进行分选，分选出碳素材料和耐火材料，将碳素材料和耐火材料分别破碎至粒度0.15cm～0.6cm，然后分别进行预浸出和堆浸；预浸出是将碳素材料和耐火材料分别送入封闭的预浸出槽内采用质量浓度3％的NaOH溶液循环喷淋浸泡3天，预浸出时的堆比重为1.5吨/m3。堆浸是将碳素材料的预浸渣和预浸液一并转移到后续的浸出槽继续堆浸3天，将耐火材料的预浸渣和预浸液也一并转移到后续的另一个浸出槽继续堆浸3天。之后固液分离，将分离出的碳素材料和耐火材料的堆浸液混合，将混合堆浸液引入V＝40m3的破氰反应槽，采用质量浓度为30％的双氧水进行氧化除氰处理120min，然后用F＝100m2厢式压滤机压滤得到滤液；

[0016] B、将电解铝烟气通入经氧化除氰处理后的滤液进行碳分-中和处理；所述电解铝烟气是铝电解槽内产生的含氟烟气经过脱氟、除尘处理后粉尘含量小于1mg/m3的过饱和电解铝烟气；所述的碳分-中和处理，反应温度不超过70℃，反应时间15～20min；

[0017] C、将经碳分-中和处理后的滤液采用MVR机械蒸汽再压缩工艺浓缩结晶回收钠盐，得到含氟NaHCO3、含氟Na2CO3、NaF的混合物。钠盐可作为铝电解槽焙烧启动物料及打渣剂配料返回铝电解及铝合金生产使用。

[0018] 实施例2

[0019] 铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法，方法如下：

[0020] A、将铝电解槽的废槽衬进行分选，分选出碳素材料和耐火材料，将碳素材料和耐火材料分别破碎至粒度0.5cm～1.0cm，然后分别进行预浸出和堆浸；预浸出是将碳素材料和耐火材料分别送入封闭的预浸出槽内采用质量浓度2％的NaOH溶液循环喷淋浸泡3天，预浸出时的堆比重为1.2吨/m3。堆浸是将碳素材料的预浸渣和预浸液一并转移到后续的浸出槽继续堆浸3天，将耐火材料的预浸渣和预浸液也一并转移到后续的另一个浸出槽继续堆浸3天。之后固液分离，将分离出的碳素材料和耐火材料的堆浸液混合，将混合堆浸液引入V＝40m3的破氰反应槽，采用质量浓度为28％的双氧水进行氧化除氰处理100min，然后用F＝100m2厢式压滤机压滤得到滤液；

[0021] B、将电解铝烟气通入经氧化除氰处理后的滤液进行碳分-中和处理；所述电解铝烟气是铝电解槽内产生的含氟烟气经过脱氟、除尘处理后粉尘含量小于1mg/m3的过饱和电解铝烟气；所述的碳分-中和处理，反应温度不超过70℃，反应时间15～20min；

[0022] C、将经碳分-中和处理后的滤液采用MVR机械蒸汽再压缩工艺浓缩结晶回收钠盐，得到含氟NaHCO3、含氟Na2CO3、NaF的混合物。钠盐可作为铝电解槽焙烧启动物料及打渣剂配料返回铝电解及铝合金生产使用。

[0023] 实施例3

[0024] 铝电解烟气中CO2的资源综合回收利用方法，方法如下：

[0025] A、将铝电解槽的废槽衬进行分选，分选出碳素材料和耐火材料，将碳素材料和耐火材料分别破碎至粒度1.0cm～1.5cm，然后分别进行预浸出和堆浸；预浸出是将碳素材料和耐火材料分别送入封闭的预浸出槽内采用质量浓度5％的NaOH溶液循环喷淋浸泡3天，预浸出时的堆比重为1.6吨/m3。堆浸是将碳素材料的预浸渣和预浸液一并转移到后续的浸出槽继续堆浸3天，将耐火材料的预浸渣和预浸液也一并转移到后续的另一个浸出槽继续堆浸3天。之后固液分离，将分离出的碳素材料和耐火材料的堆浸液混合，将混合堆浸液引入V＝40m3的破氰反应槽，采用质量浓度为25％的双氧水进行氧化除氰处理90min，然后用F＝100m2厢式压滤机压滤得到滤液；

[0026] B、将电解铝烟气通入经氧化除氰处理后的滤液进行碳分-中和处理；所述电解铝烟气是铝电解槽内产生的含氟烟气经过脱氟、除尘处理后粉尘含量小于1mg/m3的过饱和电解铝烟气；所述的碳分-中和处理，反应温度不超过70℃，反应时间15～20min；

[0027] C、将经碳分-中和处理后的滤液采用MVR机械蒸汽再压缩工艺浓缩结晶回收钠盐，得到含氟NaHCO3、含氟Na2CO3、NaF的混合物。钠盐可作为铝电解槽焙烧启动物料及打渣剂配料返回铝电解及铝合金生产使用。

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