DE2525089A1

DE2525089A1 - Verfahren und vorrichtung zur trockenwaesche von gasen bei der aluminiumherstellung

Info

Publication number: DE2525089A1
Application number: DE19752525089
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Thomas King
Original assignee: Hosokawa Micron Corp
Current assignee: Hosokawa Micron Corp
Priority date: 1974-06-06
Filing date: 1975-06-05
Publication date: 1975-12-11
Also published as: JPS5110110A; NL7506339A; FR2273882A1

Description

PATENTANWÄLTE . R. SPLANEMANN dipl.-chem.dr. B. REITZNER - dipl-ing. J. RICHTER

MÜNCHEN HAMBURG

eooo München 2 5· Juni 1975

Tal 13

Hosokawa Micromeretics Laboratory Telefon (089)220207/226209

Telegramme: Inventius Mönchen

Limited

No.5, 14-Ban, 2-ckome, Ichioka,

Minato-ku, Osaka, Japan unser, am.= 2534- - I - 9205

Ihr Zeichen:

Patentanmeldung

Verfahren und Vorrichtung zur Trockenwäsche von Gasen bei

der Aluminiumherstellung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trockenwäsche von Gasen bei der Aluminiumherstellung. Unter dem in der Beschreibung verwendeten Ausdruck "Trockenwäsche" ist ein Verfahren zur Behandlung der gasförmigen Produkte aus einem Ofen zur Aluminiumherstellung zu verstehen, um aus den gasförmigen Produkten die durch die Luft beförderten, abgegebenen Produkte zu entfernen.

Bei der Aluminiumherstellung unter Verwendung eines Schmelzofens werden gasförmige Produkte einschließlich Fluorwasserstoff und teilchenförmigen Verunreinigungen abgegeben. Das Jluorid ist ein verunreinigender Stoff und muß daher in einer solchen Weise behandelt werden, daß es rückgeführt oder sicher abgelagert werden kann.

Bekannte Prozesse zur Trockenwäsche umfassen das Injizieren von pulverförmigem Aluminiumoxid in die Strömung aus gasförmigen Produkten aus dem Ofen bzw. der Zelle. Es können dann chemische Reaktionen zwischen dem Aluminiumoxid und dem Fluorwasserstoff auftreten, und das entstandene Gemisch, welches Aluminiumoxid, Aluminiumfluorid und teilchenförmige Verunreinigungen einschließt, wird in einem Sackfilter gesammelt. Das

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Konten: Deutsche Bank AG, MOnchen, Konto-Nr. 20/14009 ■ Postscheck: München 60060-807

Aluminiumoxid und das Aluminiumfluorid werden dann in den Ofen bzw. die Zelle rückgeführt. Falls keine Abtrennungsarbeitsweise angewandt wird, enthält dieses rückgeführte Gemisch teilchenförmige Verunreinigungen, welche sich in dem Schmelzofen während einer bestimmten Zeitspanne ansammeln und dessen Leistungsfähigkeit beeinträchtigen. Um dieses Problem zu vermeiden, sind bereits Versuche unternommen worden, die Verunreinigungen aus dem Gemisch vor dessen Rückführung abzutrennen. Eine bekannte Methode zur Abtrennung der Verunreinigungen besteht darin, eine Pulver-Klassierapparatur zu verwenden, um das Gemisch in Fraktionen aufzuteilen. Dieses System besitzt jedoch den Nachteil, daß bei der Entfernung der Verunreinigungen ebenfalls ein geringer Anteil des Aluminiumoxides und des Aluminiumfluorides, die selbst wertvolle Produkte sind, entfernt und weggeworfen werden.

Die teilchenförmigen Verunreinigungen besitzen im allgemeinen eine geringe Größe, und falls daher die Verunreinigungen durch Klassieren des Gemisches zur Entfernung von Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe entfernt werden, gehen im allgemeinen die kleineren Teilchen von Aluminiumoxid und Aluminiumfluorid verloren.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Verlust zu reduzieren.

Die Erfindung betrifft daher ein Trockenwaschverfahren zur Entfernung von durch Luft beförderten, abgegebenen Produkten aus gasförmigen Nebenprodukten eines Aluminiumherstellungsprozesses, wobei der Trockenwaschprozeß folgende Stufen umfaßt: a) Verarbeitung von pulverförmigem Aluminiumoxid zur Entfernung von Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe,

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b) Injizieren des verarbeiteten Aluminiumoxides in die Strömung von gasförmigen Nebenprodukten,

c) Sammeln des aus der Reaktion des gepulverten Aluminiumoxides und der gasförmigen Produkte erhaltenen Gemisches in einem Filter,

d) Verarbeiten des durch das Filter gesammelten Gemisches zum Heraustrennen von Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe, und

e) Rückführung des verarbeiteten Gemisches zu einem Schmelzofen, in welchem der Aluminiumherstellungsprozeß stattfindet .

Vorzugsweise wird das pulverförmige Aluminiumoxid durch Klassieren durch Entfernung von Teilchen von einer geringeren als einer vorbestimmten Größe verarbeitet, und vorzugsweise umfaßt der Abtrennprozeß das Klassieren der Inhalte des Filters zur Entfernung von Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe.

Das pulverförmige Aluminiumoxid kann ein zweites Hai klassiert werden, bevor es in die Strömung von gasförmigen Nebenprodukten injiziert wird, um Teilchen oberhalb einer dritten, vorbestimmten Größe zu entfernen. Diese zweite Klassierung des pulverförmigen Aluminiumoxides erhöht die spezifische Oberfläche des gepulverten Aluminiumoxides und steigert die Leistungsfähigkeit des Trockenwaschverfahrens.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Trockenwäsche zur Entfernung von durch Luft beförderten, abgegebenen Stoffen aus gasförmigen Produkten eines Aluminiumherstellungsprozesses, wobei die Vorrichtung Einrichtungen zur Verarbeitung von pulverförmigen Aluminiumoxid zur Entfernung von Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe, Einrichtungen

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zum Injizieren von verarbeitetem Aluminiumoxid in die Strömung aus gasförmigen Nebenprodukten, PiItereinrichtungen zum Sammeln des aus der Reaktion des gepulverten Aluminiumoxides und der gasförmigen Nebenprodukte entstandenen Gemisches, Abtrenneinrichtungen zum Heraustrennen von !Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe aus dem Gemisch und Einrichtungen zur Rückführung des verarbeiteten Gemisches zu einem Schmelzofen, in welchem der Aluminiumherstellungsprozeß stattfindet, umfaßt.

Vorzugsweise umfaßt die Verarbeitungseinrichtung eine Pulver-Klassierapparatur zur Entfernung von Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe, und vorzugsweise umfaßt die Abtrenneinrichtung eine weitere Pulver-Klassierapparatur zur Entfernung von Teilchen mit einer geringeren als einer zweiten, vorbestimmten Größe.

Weiterhin umfaßt die Vorrichtung vorzugsweise eine zusätzliche Pulver-Klassierapparatur zur Entfernung von Teilchen oberhalb einer dritten, vorbestimmten Größe aus dem Aluminiumoxid, bevor dieses in die Strömung aus gasförmigen Nebenprodukten injiziert wird.

Die Filtereinrichtung ist vorzugsweise ein Sack- bzw. Beutelfilter.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Beispieles eines Trockenwaschverfahrens, wobei das Verfahren mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert wird, die ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Trockenwaschverfahrens wiedergibt.

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Die Aluminiumherstellung erfolgt in einem Schmelzofen 10, und ein Gasstrom, welcher teilchenförmige Verunreinigungen und abgegebene Gase einschließt, wird bei 11 abgegeben.

Pulverförmiges Aluminiumoxid 12 wird in eine Pulver-Klassierapparatur 15 eingeführt, welche das Aluminiumoxid in zwei Fraktionen auftrennt. Feines, klassiertes Aluminiumoxid wird in einem Sackfilter 14 gesammelt und dann in den Schmelzofen 10 über die Leitung 15 rückgeführt. Grobes, klassiertes Aluminiumoxid aus dem Austritt 16 der Pulver-Klassierapparatur 13 wird bei 17 in die Strömung der Produkte 11 aus dem Schmelzofen injiziert. Das Aluminiumoxid reagiert mit dem Fluorwasserstoff in der Gasströmung, und die Produkte werden in einem Sackfilter 18 gesammelt. Ein Gebläse 19 entfernt die zurückbleibenden, gasförmigen Produkte aus dem Filter 18, und die festen Produkte werden in eine weitere Pulver-Klassierapparatur eingespeist. Diese festen Produkte bestehen aus Aluminiumoxid, aus Aluminiumfluorid, welches aus der Reaktion des groben, klassierten Aluminiumoxides und des Fluorwasserstoffes herrührt, und aus teilchenförmigen Verunreinigungen.

Die festen Produkte werden dann in der Pulver-Klassierapparatur 20 in zwei Fraktionen klassiert. Die feinen Produkte werden in einem Sackfilter 21 gesammelt und aus dem System entfernt, während die groben Produkte über eine Verbindungsleitung 22 zu dem Schmelzofen 10 rückgeführt werden.

Die in der Strömung der Produkte 11 aus dem Schmelzofen vorhandenen, teilchenförmigen Verunreinigungen besitzen im allgemeinen eine ziemlich geringe Größe. Typische Werte sind: 90 % unterhalb einer Größe von 40 Mikron und 80 % unterhalb etwa 25 Mikron.

Das pulverf örmige Aluminiumoxid 12 wird klassiert, um die kleinsten Teilchen hieraus zu entfernen. Das klassierte Pulver

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kann so behandelt werden, daß Teilchen unterhalb jeder beliebigen, vorgegebenen Größe entfernt werden, ein typischer Wert ist es jedoch, Teilchen unterhalb von 40 Mikron Größe zu entfernen. Auf diese Weise besteht das grobe, pulverförmige Aluminiumoxid, welches bei 17 injiziert wird, aus Teilchen von im allgemein größeren Abmessungen als die teilchenförmigen Verunreinigungen in dem Produktstrom. Wenn die festen, aus der Reaktion zwischen dem groben, klassierten Aluminiumoxid und dem Produktstrom herrührenden Produkte in der Pulver-Klassierapparatur 20 aufgetrennt werden, kann die Klassier-Apparatur typischerweise so eingestellt werden, daß sie eine feine Fraktion liefert, welche aus Teilchen unterhalb von etwa 30 Mikron Größe besteht.

Da das Aluminiumfluorid in den festen Produkten aus einer Reaktion entsteht, welche pulverförmiges Aluminiumoxid einschließt, besteht es ebenfalls aus Teilchen mit im allgemeinen oberhalb von 40 Mikron Größe.

Auf diese Weise besteht die feine Fraktion aus der KIassierapparatur 20 hauptsächlich aus teilchenförmigen Verunreinigungen, und es geht nur ein sehr geringer Anteil des Aluminiumoxides und des Aluminiumfluorides verloren, während die gröbere Fraktion, welche rückgeführt wird, hauptsächlich aus Aluminiumoxid und Aluminiumfluorid mit nur einem sehr geringen Prozentsatz von Verunreinigungen besteht.

Damit das grobe, klassierte, pulverförmige Aluminiumoxid und der Fluorwasserstoff vollständig miteinander reagieren, so daß praktisch kein Fluorwasserstoff in die Atmosphäre ausgestoßen wird, wird es bevorzugt, daß das pulverförmige Aluminiumoxid eine große, spezifische Oberfläche besitzen sollte. Das Klassieren des Aluminiumoxides zur Entfernung der kleinsten Teilchen setzt die spezifische Oberfläche herab, und um dieser Herabsetzung

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entgegenzuwirken, kann eine weitere Klassierapparatur in das System eingeführt werden, um die größten Teilchen aus dem pulverförmigen Aluminiumoxid zu entfernen und auf diese Weise die spezifische Oberfläche zu erhöhen, bevor das pulverförmige Aluminiumoxid in die Strömung der Produkte aus dem Schmelzofen injiziert wird.

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Claims

Pat entansprüche

Verfahren zur Trockenwäsche zur Entfernung von durch. Luft beförderten, abgegebenen Stoffen aus gasförmigen Nebenprodukten eines Aluminiumherstellungsprozesses, wobei das Trockenwaschverfahren folgende Stufen umfaßt:

a) Injizieren von pulverförmigem Aluminiumoxid in die Strömung von gasförmigen Nebenprodukten,

b) Sammeln des aus der !Reaktion des pulverförmigen Aluminiumoxides und der gasförmigen Nebenprodukte herrührenden Gemisches in einem Filter,

c) Verarbeiten des von dem Filter gesammelten Gemisches zur Heraus trennung von Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe, und

d) Rückführen des verarbeiteten Gemisches zu einem Schmelzofen, in welchem der Aluminiumherstellungsprozeß stattfindet , ·

dadurch gekennz eichnet, daß das pulverförmige Aluminiumoxid zur Entfernung von Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe verarbeitet wird, bevor es in den Strom von gasförmigen Nebenprodukten injiziert wird.
2. Verfahren zur Trockenwäsche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Aluminiumoxid durch Klassieren des gepulverten Aluminiumoxides zur Entfernung der Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe verarbeitet wird.
3. Verfahren zur Trockenwäsche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrennprozeß das Klassieren der Inhalte des Filters zur Entfernung der Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe umfaßt.

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4-. Verfahren zur Trockenwäsche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiterhin die Stufe der Klassierung des pulverförmigen Aluminiumoxides zum zweiten Male vor dem Injizieren in den Strom aus gasförmigen Nebenprodukten zur Entfernung von Teilchen oberhalb einer dritten, vorbestimmten Größe umfaßt.
5>. Vorrichtung zur Trockenwäsche zur Entfernung von durch Luft beförderten, abgegebenen Stoffen aus gasförmigen Produkten eines Aluminiumherstellungsprozesses, wobei die Vorrichtung Einrichtungen zum Injizieren von pulverförmigem Aluminiumoxid in den Strom aus gasförmigen Nebenprodukten, Filtereinrichtungen zum Sammeln des aus der Reaktion des pulverförmigen Aluminiumoxides und der gasförmigen Nebenprodukte entstandenen Gemisches, Abtrenneinrichtungen zum Heraustrennen von Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe aus dem Gemisch, sowie Einrichtungen zur Rückführung des verarbeiteten Gemisches zu einem Schmelzofen, in welchem der Aluminiumherstellungsprozeß stattfindet, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß Verarbeitungseinrichtungen (13) vorgesehen sind, um das pulverförmige Aluminiumoxid (12) vor seinem Injizieren in den Strom aus gasförmigen Nebenprodukten (11) zur Entfernung von Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe zu verarbeiten.
6. Vorrichtung zur Trockenwäsche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Pulver-Klassierapparatur (13) zur Entfernung der Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe umfaßt.
7· Vorrichtung zur Trockenwäsche nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrenneinrichtung eine weitere Pulver-Klassierapparatur (20) zur Entfernung der Teilchen mit einer geringeren als einer vorbestimmten Größe umfaßt.

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8. Vorrichtung zur Trockenwäsche nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zusätzliche Pulver-Klassiereinrichtung zur Entfernung von Teilchen oberhalb einer dritten, vorbestimmten Größe aus dem Aluminiumoxid (12) umfaßt, bevor dieses in den Strom aus gasförmigen Nebenprodukten (11) injiziert wird.

9· Vorrichtung zur Trockenwäsche nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die FiItereinrichtung ein Sackfilter (18) umfaßt.

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