電解設(shè)備和用于處理槽氣體的方法與流程

本發(fā)明涉及通過電解生產(chǎn)鋁的鋁還原設(shè)備以及一種用于處理在該鋁還原設(shè)備中進行電解反應(yīng)的過程中產(chǎn)生的槽氣體的方法。

通過電解生產(chǎn)鋁能將氧化鋁制成鋁金屬。電解反應(yīng)通常在電解池中進行。鋁還原設(shè)備通常包含一個系列或多個系列的電解池。各系列包含數(shù)百個彼此串聯(lián)電連接的電解池。電解池包含槽殼、位于槽殼底部的陰極、其中溶解氧化鋁的電解熔池以及浸沒在該電解熔池中的陽極。

根據(jù)電解的原理，連續(xù)的電流(稱為電解電流)在陽極和陰極之間流動并且所生產(chǎn)的鋁形成液態(tài)鋁層。

在電解過程中產(chǎn)生氣體(稱為槽氣體)。這些氣體含有氟化氫(hf)、二氧化硫(so2)、二氧化碳(co2)和包括氟的粉塵或固體顆粒。

槽氣體通常被收集在位于電解池頂部的吸氣罩中。這些罩通過通向氣體處理中心(gtc)的管道系統(tǒng)相互連接。

抽風(fēng)機從這些罩中吸取槽氣體，并將它們通過管道系統(tǒng)引導(dǎo)至氣體處理中心。這些風(fēng)機用于將所有電解池保持在負壓狀態(tài)，從而捕獲在電解反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體。這種抽風(fēng)機也參與冷卻電解池的內(nèi)部組件。

考慮到常規(guī)的罩式電解池的密封性不足，槽氣體的抽吸流率相對高且常規(guī)的鋁還原設(shè)備包括每系列電解池的一個或多個氣體處理中心，從而處理大量的氣體。

然而，這帶來了成本和空間的問題。

此外，現(xiàn)有鋁還原設(shè)備中的氣體處理中心通常僅適于處理氟化氫，而不能處理釋放到環(huán)境中的槽氣體中也存在的二氧化硫或二氧化碳。

存在設(shè)計為用于處理氟化氫和二氧化硫的氣體處理中心。例如，已知于專利文件wo96/15846和專利文件wo2013/093268。

在專利文件wo96/15846中，氣體處理中心具有兩個處理階段：第一處理階段，其包括用于處理氟化氫的單個反應(yīng)器；以及第二處理階段，其包括用于處理二氧化硫的單個反應(yīng)器。

然而，在文件wo96/15846中，形成第一處理階段的反應(yīng)器不足以處理含有高濃度氟化氫和二氧化硫的槽氣體。此外，該反應(yīng)器的尺寸被設(shè)計成可處理全部系列電解池的槽氣體。因此，該反應(yīng)器是笨重的。這表示該反應(yīng)器必須遠離電解池。因此，槽氣體在離開電解池和該反應(yīng)器之間行進很長的距離，在該過程中這些槽氣體損失了它們的熱量。氧化鋁(其在反應(yīng)器中已飽含氟)被引入至電解池且為此目的從離開反應(yīng)器到被引入電解池行進了很長的距離。因此，將氧化鋁從反應(yīng)器輸送至電解池花費相當(dāng)長的時間，數(shù)小時至數(shù)天，這包括在存儲倉(silo)的中間儲存階段，并且通過用室溫下的空氣吹掃氧化鋁的輸送管道來實現(xiàn)氧化鋁的輸送。另外，即使將反應(yīng)器中產(chǎn)生的熱量從槽氣體轉(zhuǎn)移到氧化鋁，氧化鋁在被引入至電解池之前也已重新回到接近室溫的相對低的溫度。

專利文件wo2013/093268公開了多個用于處理槽氣體中所含的氟化氫和二氧化硫的反應(yīng)器。這些反應(yīng)器相對彼此串聯(lián)設(shè)置。這有助于減少成本和雜亂以及滿足空間要求。

然而，這種串聯(lián)設(shè)置在對含高濃度氟化氫和二氧化硫的槽氣體的處理能力方面具有限制。此外，這種串聯(lián)設(shè)置意味著這些反應(yīng)器必須彼此相鄰布置；因此這些反應(yīng)器形成了不可分割的整體，并且因此，這些反應(yīng)器必須位于相對遠離電解池的位置。

還應(yīng)注意的是，現(xiàn)有技術(shù)的一些鋁還原設(shè)備包括配備有用于處理二氧化硫的濕式洗滌器的氣體處理中心。

然而，這些濕式洗滌器是昂貴的。

現(xiàn)有技術(shù)的鋁還原設(shè)備的這些缺點由于以下事實而變得更加嚴重：電解池傾向于排放這樣的槽氣體，該槽氣體的特征在于其顯著不同于先前存在的槽氣體。由本申請人開發(fā)的電解池傾向于改善電解池的整體密封性，從而顯著降低槽氣體的抽吸流率。這些流率從用于現(xiàn)有槽技術(shù)的70,000至120,000nm³/tal(nm³/生產(chǎn)一噸鋁)的典型值趨于降至15,000至50,000nm³/tal的值。

這種抽吸流率的顯著下降導(dǎo)致電解池中的氟化氫和二氧化硫的濃度顯著增加。對于氟化氫，其濃度從約[200-400]mg/nm³增加至約[1000-2000]mg/nm³。

抽吸流率的顯著降低還伴隨著槽氣體溫度的顯著增加。槽氣體的溫度傾向于將現(xiàn)有電解池的約130℃增加至對于新一代的電解池而言的超過200℃、300℃或甚至400℃。

溫度和氟化氫和二氧化硫的濃度的這些顯著增加影響了現(xiàn)有鋁還原設(shè)備中的氣體處理中心的性能并表明需要改進性能。

同時，環(huán)境法規(guī)越來越嚴格，考慮到槽氣體中氟化氫、二氧化硫和二氧化碳濃度的預(yù)期增加，表明需要比現(xiàn)今更高的效率。

最后，從效率經(jīng)濟的角度來看并為了保護環(huán)境資源，人們通常嘗試減少鋁還原設(shè)備、特別是電解池和氣體處理中心的總體能量消耗。

在本發(fā)明的上下文中，本發(fā)明旨在通過提出一種鋁還原設(shè)備以及槽氣體處理方法來克服上述缺點，所述鋁還原設(shè)備提供更加有效的槽氣體處理、更低的空間要求和提高的能量效率，所述槽氣體處理方法可更加有效地處理槽氣體并具有提高的能量效率。

為此，本發(fā)明涉及通過電解生產(chǎn)鋁的鋁還原設(shè)備，所述鋁還原設(shè)備包含一系列電解池和用于處理在電解反應(yīng)的過程中由該系列的電解池產(chǎn)生的槽氣體的氣體處理回路，

氣體處理回路包括第一處理階段，其被配置用于處理槽氣體中的氟化氫；第二處理階段，其被配置用于處理槽氣體中的二氧化硫；以及氧化鋁供應(yīng)回路，其被配置用于向第一處理階段和第二處理階段供應(yīng)氧化鋁，

所述鋁還原設(shè)備的特征在于，

鋁還原設(shè)備包括置于第一處理階段和第二處理階段之間的換熱器。

換言之，所述換熱器位于第一處理階段的下游和第二處理階段的上游，上游和下游應(yīng)理解為是相對于槽氣體在氣體處理回路中流動的方向。以此方式，將離開第一處理階段的槽氣體在于第二處理階段中進行處理之前進行冷卻。

在第二處理階段之前使用換熱器的優(yōu)點在于，槽氣體的溫度可降低至與在第二處理階段中二氧化硫在氧化鋁上的吸附相容的水平，例如降至小于或等于100℃或者小于或等于70℃的溫度，從而提高二氧化硫的處理效率。

在第二處理階段中待處理的氣體的體積也被最小化，與該處理相關(guān)的成本也被最小化，這種成本與待處理的氣體的體積密切相關(guān)。

與槽氣體相關(guān)聯(lián)的換熱器常規(guī)被設(shè)置在用于處理氟化氫的氣體處理中心的上游。這種常規(guī)的布置是因為以下原因：在換熱器中，希望槽氣體中所含的熱量在這些氣體與氧化鋁接觸之前得到充分利用，以及需要降低槽氣體的溫度以便能夠使用在氣體溫度過高下效率不高的常規(guī)的過濾系統(tǒng)過濾器。

相反，申請人發(fā)現(xiàn)將換熱器布置在第一處理階段之后和第二處理階段之前是特別有利的。

在第一氣體處理階段中，高溫氣體(尤其是高于150℃)的通過相比硫在氧化鋁上的吸附，使得氟在氧化鋁上的吸附具有更好的選擇性。以此方式，硫在第一氣體處理階段不會被吸附在氧化鋁上并且不會與第一氣體處理階段中氟化的氧化鋁一起返回至電解池。

另外，當(dāng)氣體溫度較高時，在第一氣體處理階段中用于預(yù)加熱氧化鋁的熱傳遞更加有效，并直接提高了來自氣體熱量的能量的利用，這與通過換熱器獲得的能量不同，這使得本發(fā)明的方案特別有利。此外，如果必要，當(dāng)?shù)谝惶幚黼A段的反應(yīng)器被配置用于分離槽氣體和由槽氣體攜帶的固體顆粒時，例如當(dāng)反應(yīng)器為旋風(fēng)反應(yīng)器時，粉塵已從流經(jīng)換熱器的氣體中除去，這使得熱交換器不會像常規(guī)布置的情況一樣被堵塞。

另外，申請人觀察到，在氣體進入第二氣體處理階段之前降低氣體溫度，特別是低于100℃，優(yōu)選低于70℃，有助于吸附在氧化鋁上的硫的解吸步驟。降低含硫氣體的溫度在損害二氧化硫通過化學(xué)吸附吸附在氧化鋁上的代價下促進了二氧化硫通過物理吸附吸附在氧化鋁上。然而，二氧化硫在氧化鋁上的物理吸附的解吸附相比于二氧化硫在氧化鋁上的化學(xué)吸附的解吸附需要更少的能量。溫度的這種降低，其價值除了體現(xiàn)在來自熱交換的能量之外，也有助于降低操作氣體處理中心和鋁還原設(shè)備所需的總能量。

此外，在氣體進入第二氣體處理階段之前降低它們的溫度確保了槽氣體中存留的殘余氟化氫在第一處理階段中處理之后被完全吸附，氟化氫本身的吸附在溫度降低時更加有效。

總之，從上述可以看出，將換熱器置于第一處理階段的下游和第二處理階段的上游顯著提高了槽氣體處理的能量效率和槽氣體處理的性能，因此該特征使得鋁還原設(shè)備適用于處理具有高濃度氟化氫和二氧化硫的槽氣體。

因此，鋁還原設(shè)備氣體處理回路尤其適于最新型的電解池，即，其中槽氣體溫度達到高水平(大于200℃且更具體而言在300-400℃，而不是較老一代電解池的100-150℃)、具有低的槽氣體抽吸流率(為15,000至50,000nm³/tal，而不是通常較老一代電解池的70,000至120,000nm³/tal)，和/或在這些電解池中具有高濃度的氟化氫、二氧化硫和粉塵(對于氟化氫而言，等于或大于1000-2000mg/nm³，而不是較老一代電解池的約200-400mg/nm³的濃度)的那些。

換熱器有利地被設(shè)計成將槽氣體的溫度從在換熱器入口處的400℃降低至在換熱器出口處的小于或等于100℃且優(yōu)選小于或等于70℃。

以此方式，本發(fā)明的鋁還原設(shè)備可有效地用于處理氣體溫度可達200℃和甚至300℃或甚至400℃的由最新電解池產(chǎn)生的槽氣體。

有利地，所述第二處理階段包括被配置用于通過吸附將二氧化硫固定在來自氧化鋁進料回路的氧化鋁上的反應(yīng)器。

應(yīng)注意的是，所述第二處理階段可包括這樣的反應(yīng)器，該反應(yīng)器被配置用于從已除去二氧化硫的槽氣體中分離硫化的氧化鋁(來自二氧化硫在新氧化鋁上的吸附)。為此，第二處理階段的反應(yīng)器可包括袋式過濾器。

以此方式，當(dāng)槽氣體離開第二處理階段時，它們不含二氧化硫(和氟化氫，經(jīng)過第二處理階段前的第一處理階段)。

有利地，第一處理階段可包括被配置用于通過吸附將氟化氫固定在來自該氧化鋁進料回路的氧化鋁上的反應(yīng)器。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方案，第一處理階段包含多個反應(yīng)器，各反應(yīng)器與一組電解池相關(guān)聯(lián)，各組電解池包括一個或多個來自所述系列電解池的電解池，且各反應(yīng)器包括：

-第一入口，其與相關(guān)的一組電解池相連，以收集由該組電解池產(chǎn)生的槽氣體，

-第二入口，其與向各反應(yīng)器供應(yīng)氧化鋁的氧化鋁供應(yīng)回路相連，以通過吸附將槽氣體中的氟化氫固定在所述氧化鋁上，和

-第一出口，其將在第一處理階段中處理過的槽氣體輸送至第二處理階段。

以此方式，本發(fā)明的鋁還原設(shè)備提供了在多個并聯(lián)的反應(yīng)器中處理氟化氫的優(yōu)點，各反應(yīng)器被分配用于處理來自一組電解池的槽氣體。

這比現(xiàn)有技術(shù)的處理更加有效，這使得可以處理具有高濃度氟化氫和二氧化硫的槽氣體。

這也降低了這些反應(yīng)器的尺寸，從而顯著地節(jié)省了鋁還原設(shè)備中的空間。在最近一代電解池的情況下，也可以將這些反應(yīng)器置于這些電解池的附近，以利用高溫的槽氣體。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，各反應(yīng)器被配置成通過熱傳遞預(yù)加熱將要供應(yīng)至與該反應(yīng)器相關(guān)聯(lián)的該組電解池的氧化鋁，所述熱傳遞在所述反應(yīng)器中流動的槽氣體和所述氧化鋁之間進行，且各反應(yīng)器包括第二出口，以用于向該組電解池供應(yīng)在反應(yīng)器中被槽氣體預(yù)加熱的氧化鋁。

該特征具有顯著降低各組電解池中電解池的能量消耗的優(yōu)點，這是因為通過預(yù)加熱進料至電解池的氧化鋁所提供的能量不是來自電解池本身——與現(xiàn)有技術(shù)不同——而是來自在槽氣體處理回路中流動的槽氣體。對于最新的電解池而言，這可顯著降低電解池的能量消耗：約50-100kwh/tal。

預(yù)加熱也可以“干燥”氧化鋁，即，除去氧化鋁中所含的部分水，由此可減少向槽中排放的氟化氫，氧化鋁中所含的水是在接觸電解熔池時排放的氟化氫的重要來源。因此，這產(chǎn)生了良性循環(huán)。

當(dāng)電解池為最新的電解池，其中槽氣體的溫度特別高(大于200℃且更具體而言為約300℃至400℃)時，該特征是特別有利的。在本發(fā)明的鋁還原設(shè)備中，最新的電解池中槽氣體的最高溫度開辟了一種更經(jīng)濟的使用這些煙氣中所含的大量能量(對于最新的電解池，約350kw/槽)的方式，而在現(xiàn)有技術(shù)中槽氣體的能量是被浪費的。

當(dāng)在反應(yīng)器中預(yù)加熱氧化鋁時，這表示可以使用緊湊型反應(yīng)器。更一般而言，可得到具有較低空間需求的鋁還原設(shè)備。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，各反應(yīng)器包括約束室，該約束室限定了其中來自相關(guān)的一組電解池的槽氣體和用于向該組電解池供應(yīng)的氧化鋁兩者流動的體積，該約束室被配置成可通過槽氣體和用于向相關(guān)的一組電解池供應(yīng)的氧化鋁之間的直接接觸進行熱傳遞。

這具有的優(yōu)點是，借助被設(shè)計用于進料至電解池的氧化鋁來處理槽氣體中所含的氟化氫，同時進行熱傳遞。另外，由該組電解池釋放的氣體氟化氫形式的氟，以氟化的氧化鋁的形式返回到相同組的電解池中，這能更好地控制電解熔池中氟化物的含量。

因此，向各組電解池供應(yīng)的氧化鋁還為氟化的氧化鋁，該氟化的氧化鋁來自與該組電解池相關(guān)聯(lián)的反應(yīng)器中的氧化鋁上氟化氫的吸附。這表示用于氣體處理回路的氧化鋁也為用于電解反應(yīng)的氧化鋁。

向電解池供應(yīng)的氧化鋁先經(jīng)過第一處理階段的反應(yīng)器：該氧化鋁通過反應(yīng)器第二入口進入，吸附反應(yīng)器中的氟并通過朝向電解池的第二出口排出反應(yīng)器。

這降低了運行成本，因為就原料而言，以這種方式運行的鋁還原設(shè)備更加經(jīng)濟。

這還得到了緊湊型鋁還原設(shè)備，因為用于電解池的氧化鋁進料回路也是第一處理階段的反應(yīng)器的氧化鋁進料回路。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，第一處理階段的各反應(yīng)器被配置用于分離槽氣體、由槽氣體輸送的固體顆粒和氟化的氧化鋁，所述氟化的氧化鋁來自通過第二入口注入反應(yīng)器的氧化鋁上氟的吸附。

當(dāng)該特征與以下特征結(jié)合使用時是特別有利的：各反應(yīng)器被配置成通過熱傳遞，特別是通過流經(jīng)反應(yīng)器的槽氣體和用于供應(yīng)與該反應(yīng)器相關(guān)聯(lián)的該組電解池的氧化鋁之間的直接接觸，來預(yù)加熱該氧化鋁。

該特征可得到提供多種功能的反應(yīng)器，由此有利于緊湊型裝置。這節(jié)省了本發(fā)明鋁還原設(shè)備的大量空間。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，第一處理階段的反應(yīng)器為旋風(fēng)反應(yīng)器。

因此，該特征提供了緊湊型反應(yīng)器可置于盡可能靠近電解池的位置的優(yōu)點，使得可以分離槽氣體、由這些槽氣體攜帶的固體顆粒和氟化的氧化鋁，所述氟化的氧化鋁來自通過第二入口注入反應(yīng)器的氧化鋁上氟的吸附。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，各反應(yīng)器被設(shè)置在距離與該反應(yīng)器相關(guān)聯(lián)的該組電解池的各電解池的小于40米，特別地小于20米，且優(yōu)選小于10米處。

這減少了熱量損失：在其中進行熱傳遞的反應(yīng)器與該反應(yīng)器相關(guān)聯(lián)的電解池越近，則槽氣體和預(yù)加熱氧化鋁必須冷卻的時間越短，因此換熱效率越高。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，各組電解池包括最多四個、優(yōu)選最多三個來自所述系列電解池的電解池。

這種特征的一個優(yōu)點是優(yōu)化了以降低成本為目的的最低數(shù)量的反應(yīng)器以及以降低電解池消耗為目的的有效處理和靠近各反應(yīng)器的電解池的位置之間的折中方案。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，各組電解池包括多個電解池，且來自各組電解池的電解池是來自所述系列電解池的相鄰電解池。

該特征確保了各反應(yīng)器盡可能位于靠近與該反應(yīng)器相關(guān)聯(lián)的最近的電解池的位置，這盡可能地保存并利用在該反應(yīng)器中循環(huán)的槽氣體的熱量，以預(yù)加熱進料至電解池的氧化鋁。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方案，各組電解池包括單個電解池。

單獨關(guān)聯(lián)電解池和反應(yīng)器的一個優(yōu)點是將由各電解池排出的氟進行單獨的再循環(huán)，這可以優(yōu)化電解池的運行。

以氟化氫的形式離開電解池的氟以氟化的氧化鋁的形式直接返回到電解池。各電解池各自“損失”的氟的量基本上等于返回到這些電解池中每一個電解池的氟的量，這確保了氟流的最佳平衡并簡化了進料至電解池的控制方法。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，氣體處理回路包括配置用于向第二處理階段供應(yīng)氧化鋁的氧化鋁進料回路，第二處理階段包括配置為通過吸附將二氧化硫固定在來自該氧化鋁進料回路的氧化鋁上的反應(yīng)器。

該特征使得可處理槽氣體中存在的二氧化硫而不用借助使用現(xiàn)有技術(shù)中的濕式洗滌器，從而大大降低了成本。第一處理階段可充分降低氣體中氟化氫的濃度，以便在第二處理階段中在氧化鋁上吸附二氧化硫能夠達到有效處理二氧化硫。如果氟化氫的濃度太高，則相對于二氧化硫在氧化鋁上的吸附，氟化氫在氧化鋁上的優(yōu)先吸附使得二氧化硫的處理效率低下。

該特征也提高了槽氣體的處理效率，因為在第二處理階段時，通過將槽氣體與新的氧化鋁接觸，以此方式使得可首先固定在第一階段處理反應(yīng)器中處理之后存留于槽氣體中的殘余氟化氫，其次固定相當(dāng)一部分的二氧化硫。氟化氫在兩個連續(xù)階段中進行處理以達到更高的效率。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，鋁還原設(shè)備包括解吸裝置，所述解吸裝置被配置成可以解吸固定在氧化鋁上的二氧化硫，所述解吸裝置包括與第二處理階段相連的入口，以收集硫化的氧化鋁，所述硫化的氧化鋁由在第二處理階段中通過二氧化硫在氧化鋁上的吸附來處理二氧化硫而獲得；和與第一處理階段反應(yīng)器的第二入口相連的出口，以使進料至第一處理階段反應(yīng)器的氧化鋁為來自解吸裝置的脫硫的氧化鋁。

該特征的一個優(yōu)點是，將用于處理氣體(二氧化硫和氟化氫)的氧化鋁通向電解池，以將所述氧化鋁進料至電解池中的電解反應(yīng)。這節(jié)約了原料并限制了空間需求。這種解吸附處理可有利地借助熱方法來進行，所述熱方法包括，利用從槽氣體回收的熱量，將硫化的氧化鋁暴露于可解吸附的溫度下。

此外，氧化鋁通過返回至槽氣體正流過的第一處理階段(其中槽氣體仍處于直接離開電解池時的高溫)，該氧化鋁在解吸附后被干燥，這作為良性循環(huán)降低了氟化氫的排放，如上所述。

這在解吸裝置中使用水蒸氣作為解吸附流體時是特別有利的。

應(yīng)注意的是，所述解吸裝置被配置成僅解吸附二氧化硫，而不是解吸附在第二處理階段中所吸附的殘余氟。

有利地，將在換熱器中回收的能量用于加熱被設(shè)計注入解吸裝置的解吸附流體。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述換熱器包括傳熱流體循環(huán)回路，所述傳熱流體循環(huán)回路被配置成通過加熱在該傳熱流體循環(huán)回路中循環(huán)的傳熱流體來降低離開第一處理階段的反應(yīng)器的槽氣體的溫度，并且所述傳熱流體循環(huán)回路被配置成將來自加熱的傳熱流體的熱量傳遞至待注入解吸裝置的解吸附流體。

這種特征還提高了離開第一處理階段的仍處于高溫的槽氣體的利用。這提高了總的能量效率。

所述傳熱流體例如為水。

優(yōu)選地，解吸附流體為水蒸氣。

這可在較低的成本下實現(xiàn)有效的解吸附。此外，解吸附的副產(chǎn)物為易于回收的硫酸。

或者，被注入解吸裝置的解吸附流體可為熱氣體(例如氮氣)或熱氣體的混合物。應(yīng)注意的是，熱氣體是表示溫度為至少等于350℃、優(yōu)選至少400℃的氣體。實際上將熱氣體的溫度設(shè)計為引起二氧化硫的解吸附的溫度。該溫度例如在400℃至700℃或甚至在400℃至1000℃范圍內(nèi)。

或者，所述換熱器包括傳熱流體循環(huán)回路，所述傳熱流體循環(huán)回路被配置成通過加熱在該傳熱流體循環(huán)回路中流動的傳熱流體來降低離開第一處理階段的反應(yīng)器的槽氣體的溫度，并且傳熱流體直接用作待注入解吸裝置的解吸附流體。

該熱傳遞和解吸附流體優(yōu)選為液體水和/或水蒸氣。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，鋁還原設(shè)備包括處理單元，所述處理單元被配置用于處理用于解吸附在硫化的氧化鋁中存在的二氧化硫的解吸附流體。

這限制了解吸附對環(huán)境的影響。

在這種情況下的解吸附表示從最初吸附二氧化硫的氧化鋁上分離二氧化硫。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，氣體處理回路包括位于第二處理階段上游的增濕裝置。

該特征提供了在第二處理階段中提高二氧化硫的處理效率的優(yōu)點。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，氣體處理回路包括被配置用于處理槽氣體中存在的二氧化碳的第三處理階段。

該特征的優(yōu)點在于降低了通過電解生產(chǎn)鋁對環(huán)境的影響。

本發(fā)明還涉及一種處理由鋁還原設(shè)備、特別是具有上述特征的鋁還原設(shè)備中的一系列電解池的電解池排出的槽氣體的方法，所述方法包括以下步驟：

-在第一處理階段中處理槽氣體中的氟化氫，

-在第二處理階段中處理槽氣體中的二氧化硫，

所述方法的特征在于，其包括以下步驟：在第一處理階段處理槽氣體之后并在第二處理階段處理槽氣體之前使用換熱器冷卻槽氣體。

該方法改善了處理性能和能量效率。

其優(yōu)點在于，將槽氣體的溫度降低至與第二處理階段中二氧化硫在氧化鋁上的吸附相容的水平，例如降至小于或等于100℃的溫度，從而提高了二氧化硫的處理效率。這也提供了將在第二處理階段處理的氣體的體積最小化的優(yōu)點，該處理的成本與待處理的氣體的體積非常密切相關(guān)。

氟化氫在第一處理階段中的處理可包括將氧化鋁注入該第一處理階段以通過吸附將氟化氫固定在注入的氧化鋁上。

二氧化硫在第二處理階段中的處理可包括將氧化鋁注入該第二處理階段以通過吸附將二氧化硫固定在注入的氧化鋁上。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在第一處理階段中處理槽氣體中的氟化氫的步驟包括在多個反應(yīng)器中并聯(lián)處理氟化氫，各反應(yīng)器與來自所述系列電解池的一組電解池相關(guān)聯(lián)，各組電解池包括一個或多個來自該系列電解池的電解池。

該方法能更加有效地處理氟化氫，這是因為是在一組電解池中并聯(lián)處理氟化氫。因此，該方法可處理具有高濃度氟化氫的槽氣體。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括以下步驟：通過熱傳遞預(yù)加熱進料至各組電解池的電解池的氧化鋁，所述熱傳遞在所述氧化鋁和由與相應(yīng)組的電解池相關(guān)聯(lián)的反應(yīng)器收集的槽氣體之間進行。

這種預(yù)加熱降低了電解池的單位能量消耗，還“干燥”了氧化鋁，如上所述，從而可降低氟化氫向電解池中排放。

預(yù)加熱可在第一處理階段的各反應(yīng)器中進行。有利地，將預(yù)加熱的氧化鋁直接引入至電解池中，而不用首先通過儲料器或在第一階段的反應(yīng)器和電解池之間的其他儲存裝置。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述熱傳遞通過所述氧化鋁和所述槽氣體之間的直接接觸來實現(xiàn)。

換言之，將進料至電解池的氧化鋁注入第一處理階段的反應(yīng)器中。

這提高了熱傳遞的效率。直接接觸也可使得將氟吸附在進料至電解反應(yīng)的氧化鋁上，即，使用相同的氧化鋁既用于處理氟化氫又用于向電解反應(yīng)進料。

因此，該特征的優(yōu)點還在于在原料的數(shù)量和類型方面消耗較少，這是因為用于處理氟化氫的氧化鋁被用于向電解池中的電解反應(yīng)進料。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在第一處理階段的各反應(yīng)器中，所述方法包括以下步驟：將槽氣體、由槽氣體輸送的固體顆粒和注入各反應(yīng)器的氧化鋁吸附氟之后的氟化的氧化鋁進行分離。

該特征可得到提供多種功能的反應(yīng)器，從而有利于緊湊型裝置。這在本發(fā)明的鋁還原設(shè)備中節(jié)省了大量的空間。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在第一處理階段中處理槽氣體中的氟化氫的步驟包括通過每個電解池的一個反應(yīng)器處理氟化氫。

因此，所述方法包括電解池的單獨處理。這種單獨處理的一個優(yōu)點在于，單獨再循環(huán)由各電解池排出的氟，這可簡化電解池中氟含量的控制并優(yōu)化電解池的運行。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括以下步驟：向電解池中僅供應(yīng)由注入第一處理階段的反應(yīng)器的氧化鋁吸附氟化氫而獲得的氟化的氧化鋁。

該特征的一個優(yōu)點在于，由各組電解池釋放的氣體氟化氫形式的氟，以氟化的氧化鋁的形式返回到相同組的電解池中，這可更好地控制電解熔池中氟的量。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括：

-在第二處理階段的反應(yīng)器中，通過吸附將二氧化硫固定在氧化鋁上，從而首先獲得不含二氧化硫的槽氣體，其次獲得硫化的氧化鋁，

-在解吸裝置中，通過解吸附分離硫化的氧化鋁中存在的二氧化硫，從而獲得脫硫的氧化鋁，

-將脫硫的氧化鋁注入第一處理階段的反應(yīng)器中以吸附槽氣體中存在的氟，獲得氟化的氧化鋁，

-將來自第一處理階段的反應(yīng)器的氟化的氧化鋁輸送至電解池中以向電解反應(yīng)供應(yīng)氧化鋁。

一個優(yōu)點是節(jié)省了在處理槽氣體時的原料，這是因為用于處理槽氣體的氧化鋁也為用于進料至電解池的氧化鋁。來自第二處理階段的脫硫的氧化鋁含有來自第一處理階段中未被吸附的氣體的殘余氟，加上在引入脫硫的氧化鋁的第一處理階段中吸附的氟。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，利用解吸附的分離通過所述硫化的氧化鋁和解吸附流體之間的直接接觸而進行，所述解吸附流體優(yōu)選為水蒸氣。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，槽氣體冷卻步驟通過槽氣體和傳熱流體之間的熱傳遞進行，從而加熱傳熱流體，所述方法還包括以下步驟：將來自加熱的傳熱流體的熱量傳遞至待注入解吸裝置以通過解吸附分離硫化的氧化鋁中存在的硫的解吸附流體。

以此方式，通過換熱器提供解吸附所需的能量，這提高了能量效率。

優(yōu)選地，解吸附流體為水蒸氣。

根據(jù)另一優(yōu)選的實施方案，所述槽氣體冷卻步驟通過槽氣體和解吸附流體之間的直接熱傳遞而進行，以加熱待注入解吸裝置以通過解吸附分離硫化的氧化鋁中存在的硫的解吸附流體。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括以下步驟：在第二處理階段中處理槽氣體中存在的二氧化硫的步驟之前潤濕槽氣體。

該特征提供了提高二氧化硫的處理效率的優(yōu)點。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括以下步驟：捕獲槽氣體中存在的二氧化碳。

該特征的一個優(yōu)點在于降低了通過電解生產(chǎn)鋁對環(huán)境且特別是對溫室氣體排放的影響。

本發(fā)明還涉及通過電解生產(chǎn)鋁的鋁還原設(shè)備，該鋁還原設(shè)備包括一系列電解池和用于處理在電解反應(yīng)的過程中由該系列電解池產(chǎn)生的槽氣體的氣體處理回路，

氣體處理回路包括第一處理階段，其被配置用于處理槽氣體中的氟化氫；第二處理階段，其被配置用于處理槽氣體中的二氧化硫；以及氧化鋁供應(yīng)回路，其被配置用于向第一處理階段供應(yīng)氧化鋁，

其特征在于，第一處理階段包括多個反應(yīng)器，各反應(yīng)器與一組電解池相關(guān)聯(lián)，各組電解池包括一個或多個來自所述系列電解池的電解池，且各反應(yīng)器包括：

-第一入口，其與相關(guān)的一組電解池相連，以收集由所述組電解池產(chǎn)生的槽氣體，

-第二入口，其與向各反應(yīng)器供應(yīng)氧化鋁的氧化鋁供應(yīng)回路相連，以通過吸附將槽氣體中的氟化氫固定在所述氧化鋁上，和

-第一出口，其將在第一處理階段中處理過的槽氣體輸送至第二處理階段。

以此方式，鋁還原設(shè)備提供了在多個并聯(lián)反應(yīng)器中處理氟化氫的優(yōu)點，各反應(yīng)器被分配用于處理來自一組電解池的槽氣體。

這比現(xiàn)有技術(shù)的處理更加有效，這使得可處理具有高濃度的氟化氫和二氧化硫的槽氣體。

這也降低了這些反應(yīng)器的尺寸，可節(jié)省鋁還原設(shè)備中的大量空間。在最近一代的電解池的情況下，也可以將這些反應(yīng)器置于這些電解池的附近，以利用高溫的槽氣體。

第二處理階段包括被配置成通過吸附將二氧化硫固定在來自氧化鋁進料回路的氧化鋁上的反應(yīng)器。

應(yīng)注意的是，第二處理階段可包括這樣的反應(yīng)器，該反應(yīng)器被配置成從已除去二氧化硫的槽氣體中分離硫化的氧化鋁(來自二氧化硫在新氧化鋁上的吸附)。為此，第二處理階段的反應(yīng)器可包括袋式過濾器。

以此方式，當(dāng)槽氣體離開第二處理階段時，它們不含二氧化硫(和氟化氫，經(jīng)過在第二處理階段前的第一處理階段)。

鋁還原設(shè)備還可包括先前提及的與上述鋁還原設(shè)備有關(guān)一些或全部特征和優(yōu)點。以此方式，所述鋁還原設(shè)備可包括以下有利的特征。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，各反應(yīng)器被配置成通過熱傳遞預(yù)加熱供應(yīng)至與該反應(yīng)器相關(guān)聯(lián)的該組電解池的氧化鋁，所述熱傳遞在所述反應(yīng)器中流動的槽氣體和所述氧化鋁之間進行，且各反應(yīng)器包括第二出口，以用于向該組電解池供應(yīng)在反應(yīng)器中被槽氣體預(yù)加熱的氧化鋁。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，各反應(yīng)器包括約束室，該約束室限定了其中來自相關(guān)的一組電解池的槽氣體和用于向該組電解池供應(yīng)的氧化鋁兩者流動的體積，該約束室被構(gòu)造成可通過槽氣體和用于向相關(guān)的一組電解池供應(yīng)的氧化鋁之間的直接接觸而進行熱傳遞。

因此，向各組電解池供應(yīng)的氧化鋁也為氟化的氧化鋁，該氟化的氧化鋁來自在與該組電解池相關(guān)聯(lián)的反應(yīng)器中氟化氫在氧化鋁上的吸附。這表示用于氣體處理回路的氧化鋁也為用于電解反應(yīng)的氧化鋁。

向電解池供應(yīng)的氧化鋁先經(jīng)過第一處理階段的反應(yīng)器：該氧化鋁通過反應(yīng)器第二入口進入，吸收反應(yīng)器中的氟并通過朝向電解池的第二出口排出反應(yīng)器。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，第一處理階段的各反應(yīng)器被配置成分離槽氣體、通過槽氣體輸送的固體顆粒和氟化的氧化鋁，所述氟化的氧化鋁來自通過第二入口注入反應(yīng)器的氧化鋁上氟的吸附。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，第一處理階段的反應(yīng)器為旋風(fēng)反應(yīng)器。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，各反應(yīng)器被設(shè)置在距離與該反應(yīng)器相關(guān)聯(lián)的該組電解池的各電解池的小于40米，特別地小于20米，且優(yōu)選小于10米處。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，各組電解池包括最大4個、優(yōu)選最大3個來自所述系列電解池的電解池。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，各組電解池包括多個電解池且來自各組電解池的電解池是來自所述系列電解池的相鄰電解池。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，各組電解池包括單個電解池。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，鋁還原設(shè)備包括解吸裝置，所述解吸裝置被設(shè)計能夠解吸固定在氧化鋁上的二氧化硫，所述解吸裝置包括與第二處理階段相連的入口，以收集硫化的氧化鋁，所述硫化的氧化鋁由在第二處理階段中通過二氧化硫在氧化鋁上的吸附來處理二氧化硫而獲得；以及與第一處理階段反應(yīng)器的第二入口相連的出口，以使進料至第一處理階段反應(yīng)器的氧化鋁為來自解吸裝置的脫硫的氧化鋁。

應(yīng)注意的是，解吸裝置被配置成僅解吸附二氧化硫，而不解吸附在第二處理階段吸附的殘余氟。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，氣體處理回路包括置于第一處理階段和第二處理階段之間的換熱器。

該特征的一個優(yōu)點在于，將槽氣體的溫度降低至與第二處理階段中二氧化硫在氧化鋁上的吸附相容的水平，例如降至小于或等于100℃或小于或等于70℃的溫度，從而提高了二氧化硫的處理效率。

該特征也提供了將在第二處理階段中處理的氣體體積最小化的優(yōu)點，該處理的成本與待處理的氣體的體積非常密切相關(guān)。

與槽氣體相關(guān)聯(lián)的換熱器常規(guī)被設(shè)置在用于處理氟化氫的氣體處理中心的上游。這種常規(guī)的布置是因為以下原因：在換熱器中，希望槽氣體中所含的熱量在這些氣體與氧化鋁接觸之前得到充分利用，以及需要降低槽氣體的溫度以便能夠使用在氣體溫度過高下效率不高的常規(guī)的過濾系統(tǒng)過濾器。

相反，申請人發(fā)現(xiàn)將換熱器布置在第一處理階段之后和第二處理階段之前是特別有利的。

在第一氣體處理階段中，高溫氣體(尤其是高于150℃)的通過相比二氧化硫在氧化鋁上的吸附，使得氟在氧化鋁上的吸附具有更好的選擇性。以此方式，二氧化硫在第一氣體處理階段不會被吸附在氧化鋁上并且不會與在第一氣體處理階段中的氟化的氧化鋁一起返回至電解池。

另外，當(dāng)氣體溫度較高時，在第一氣體處理階段中用于預(yù)加熱氧化鋁的上述熱傳遞更加有效，并直接提高了來自氣體熱量的能量的利用，這與通過換熱器獲得的能量不同，這使得本發(fā)明的方法特別有利。

此外，如果必要，當(dāng)?shù)谝惶幚黼A段的反應(yīng)器被配置用于分離槽氣體和由槽氣體攜帶的固體顆粒時，例如當(dāng)反應(yīng)器為旋風(fēng)反應(yīng)器時，粉塵已從流經(jīng)換熱器的氣體中除去，這使得熱交換器不會像常規(guī)布置的情況一樣被堵塞。

另外，申請人觀察到，在氣體進入第二氣體處理階段之前降低氣體溫度，特別是低于100℃，優(yōu)選低于70℃，有助于吸附在氧化鋁上的二氧化硫的解吸步驟。降低含硫氣體的溫度在損害二氧化硫通過化學(xué)吸附吸附在氧化鋁上的代價下促進了二氧化硫通過物理吸附吸附在氧化鋁上。然而，二氧化硫在氧化鋁上的物理吸附的解吸附相比于二氧化硫在氧化鋁上的化學(xué)吸附的解吸附需要更少的能量。溫度的這種降低，其價值除了來自熱交換的能量之外，也有助于降低操作氣體處理中心和鋁還原設(shè)備所需的總能量。

此外，在氣體進入第二氣體處理階段之前降低它們的溫度確保了槽氣體中存留的殘余氟化氫在第一處理階段中處理之后被完全吸附，氟化氫本身的吸附在溫度降低時更加有效。

總之，從上述可以看出，將換熱器置于第一處理階段的下游和第二處理階段的上游顯著提高了槽氣體處理的能量效率和槽氣體處理的性能，因此該特征使得鋁還原設(shè)備適用于處理具有高濃度氟化氫和二氧化硫的槽氣體。

因此，鋁還原設(shè)備氣體處理回路尤其適于最新型的電解池，即，其中槽氣體溫度達到高水平(大于200℃且更具體而言在300-400℃，而不是較老一代電解池的100-150℃)、具有低的槽氣體抽吸流率(為15,000至50,000nm³/tal，而不是在較老一代電解池中使用的通常為70,000至120,000nm³/tal的現(xiàn)有技術(shù))，和/或在這些電解池中具有高濃度的氟化氫、二氧化硫和粉塵(對于氟化氫而言，等于或大于1000-2000mg/nm³，而不是較老一代電解池的約200-400mg/nm³的濃度)的那些。

換熱器有利地被設(shè)計成將槽氣體的溫度從在換熱器入口處的400℃降低至在換熱器出口處的小于或等于100℃且優(yōu)選小于或等于70℃。

以此方式，本發(fā)明的鋁還原設(shè)備可有效地用于處理氣體溫度可達200℃和甚至300℃或甚至400℃的由最新電解池產(chǎn)生的槽氣體。

換熱器有利地被設(shè)計成將槽氣體的溫度從在換熱器入口處的400℃降低至在換熱器出口處的小于或等于100℃且優(yōu)選小于或等于70℃。

有利地，將在換熱器中回收的能量用于加熱被設(shè)計注入解吸裝置的解吸附流體。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述換熱器包括傳熱流體循環(huán)回路，所述傳熱流體循環(huán)回路被配置成通過加熱在該傳熱流體循環(huán)回路中循環(huán)的傳熱流體來降低離開第一處理階段的反應(yīng)器的槽氣體的溫度，并且所述傳熱流體循環(huán)回路被配置成將來自加熱的傳熱流體的熱量傳遞至待注入解吸裝置的解吸附流體。

所述傳熱流體例如為水。

優(yōu)選地，解吸附流體為水蒸氣。

或者，被注入解吸裝置的解吸附流體可為熱氣體或熱氣體(例如氮氣)的混合物。應(yīng)注意的是，熱氣體是表示溫度為至少等于350℃、優(yōu)選至少400℃的氣體。實際上將熱氣體的溫度設(shè)計為引起二氧化硫的解吸附的溫度；該溫度例如在400℃至700℃或甚至在400℃至1000℃范圍內(nèi)。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方案，鋁還原設(shè)備包括處理單元，所述處理單元被配置用于處理用于解吸附硫化的氧化鋁中存在的二氧化硫的解吸附流體。

或者，所述換熱器包括傳熱流體循環(huán)回路，所述傳熱流體循環(huán)回路被配置成通過加熱在該傳熱流體循環(huán)回路中循環(huán)的傳熱流體來降低離開第一處理階段的反應(yīng)器的槽氣體的溫度，且將傳熱流體直接用作待注入解吸裝置的解吸附流體。

該熱傳遞和解吸附流體優(yōu)選為液體水和/或水蒸氣。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，氣體處理回路包括位于第二處理階段上游的增濕裝置。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，氣體處理回路包括被配置用于處理槽氣體中存在的二氧化碳的第三處理階段。

本發(fā)明還涉及一種處理由鋁還原設(shè)備中的一系列電解池的電解池排出的槽氣體的方法，所述方法包括以下步驟：

-在第一處理階段中處理槽氣體中的氟化氫，

-在第二處理階段中處理槽氣體中的二氧化硫，

所述方法的特征在于，其包括在第一處理階段中處理槽氣體中的氟化氫的步驟，該步驟包括在多個反應(yīng)器中并聯(lián)處理氟化氫，各反應(yīng)器與來自所述系列電解池的一組電解池相關(guān)聯(lián)，各組電解池包括一個或多個來自該系列電解池的電解池。

該方法能更加有效地處理氟化氫，這是因為是在一組電解池中并聯(lián)處理氟化氫。因此，該方法可處理具有高濃度氟化氫的槽氣體。

氟化氫在第一處理階段中的處理可包括將氧化鋁注入該第一處理階段中以通過吸附將氟化氫固定在所注入的氧化鋁上。

二氧化硫在第二處理階段中的處理可包括將氧化鋁注入該第二處理階段中以通過吸附將二氧化硫固定在所注入的氧化鋁上。

該方法還可包括先前提及的與上述方法有關(guān)的一些或全部特征和優(yōu)點。以此方式，所述方法可包括以下有利的特征。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括以下步驟：通過熱傳遞預(yù)加熱進料至各組電解池的電解池的氧化鋁，所述熱傳遞在所述氧化鋁和由與相應(yīng)組的電解池相關(guān)聯(lián)的反應(yīng)器收集的槽氣體之間進行。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述熱傳遞通過所述氧化鋁和所述槽氣體之間的直接接觸來實現(xiàn)。

換言之，將進料至電解池的氧化鋁注入第一處理階段的反應(yīng)器中。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在第一處理階段的各反應(yīng)器中，所述方法包括以下步驟：將槽氣體、由槽氣體輸送的固體顆粒和在注入各反應(yīng)器的氧化鋁吸附氟之后的氟化的氧化鋁進行分離。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在第一處理階段中處理槽氣體中的氟化氫的步驟包括通過每個電解池的一個反應(yīng)器處理氟化氫。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括以下步驟：向電解池中僅供應(yīng)由注入第一處理階段的反應(yīng)器的氧化鋁吸附氟化氫而獲得的氟化的氧化鋁。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括以下步驟：

-在第二處理階段的反應(yīng)器中，通過吸附將二氧化硫固定在氧化鋁上，從而首先獲得不含二氧化硫的槽氣體，其次獲得硫化的氧化鋁，

-在解吸裝置中，通過解吸附分離硫化的氧化鋁中存在的二氧化硫，從而獲得脫硫的氧化鋁，

-將脫硫的氧化鋁注入第一處理階段的反應(yīng)器中以吸附槽氣體中存在的氟，獲得氟化的氧化鋁，

-將來自第一處理階段的反應(yīng)器的氟化的氧化鋁輸送至電解池以向電解反應(yīng)供應(yīng)氧化鋁。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括以下步驟：將槽氣體在進入第二處理階段之前進行冷卻。

該特征的一個優(yōu)點在于，將槽氣體的溫度降低至與在第二處理階段中二氧化硫在氧化鋁上的吸附相容的水平，例如降至小于或等于100℃的溫度，從而提高了二氧化硫的處理效率。該特征也提供了將在第二處理階段處理的氣體的體積最小化的優(yōu)點，該處理的成本與待處理的氣體的體積非常密切相關(guān)。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，槽氣體冷卻步驟通過槽氣體和傳熱流體之間的熱傳遞進行，從而加熱傳熱流體，所述方法還包括以下步驟：將來自加熱的傳熱流體的熱量傳遞至待注入解吸裝置以通過解吸附分離硫化的氧化鋁中存在的硫的解吸附流體。

優(yōu)選地，解吸附流體為水蒸氣。

根據(jù)另一優(yōu)選實施方案，槽氣體冷卻步驟通過槽氣體和解吸附流體之間的直接熱傳遞進行，從而加熱待注入解吸裝置以通過解吸附分離硫化的氧化鋁中存在的硫的解吸附流體。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括以下步驟：在第二處理階段中處理槽氣體中存在的二氧化硫的步驟之前潤濕槽氣體。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括以下步驟：捕獲槽氣體中存在的二氧化碳。

根據(jù)下文中通過參考附圖的非限制性實施例所提供的實施方案的詳細描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將顯而易見，其中：

-圖1為本發(fā)明的鋁還原設(shè)備的一個實施方案的示意圖，

-圖2為現(xiàn)有技術(shù)的電解池的示意截面圖，

-圖3為本發(fā)明的鋁還原設(shè)備的一個實施方案的第一或第二處理階段的反應(yīng)器的示意圖。

圖1示出了已知的鋁還原設(shè)備1。鋁還原設(shè)備1被設(shè)計用于通過電解生產(chǎn)鋁并且更具體而言為鋁運轉(zhuǎn)機構(gòu)(aluminumworks)。

鋁還原設(shè)備1包括通過電解生產(chǎn)鋁的一系列電解池2。一系列的電解池旨在表示包括一組彼此串聯(lián)電連接的電解池。該系列電解池2被設(shè)計成被最高達幾十萬安培的電解電流穿過。

圖2示出了通過電解生產(chǎn)鋁的電解池2的一個實例。如圖2所示，電解池2通常包括槽殼4、被設(shè)置在槽殼4的底部的陰極塊6以及陽極塊8，陰極塊6由被設(shè)計成收集電解電流從而將電解電流引導(dǎo)到下一個串聯(lián)電解池的導(dǎo)電棒穿過，陽極塊8部分地浸入電解熔池10中，處在陰極塊6之上。隨著反應(yīng)進行，形成了覆蓋陰極塊的液體鋁層12。電解池2還可包括進料儲料器14，通過進料儲料器14向電解池2供應(yīng)氧化鋁。一組罩16封閉了槽殼4，以限制在電解反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量的損失和槽氣體的泄漏。

電解池2還可為較早一代的電解池。

優(yōu)選地，電解池2為最近一代的電解池。鋁還原設(shè)備1特別適用于最新一代的電解池2。最新型的電解池2應(yīng)理解為表示這樣的電解池，在正常運行時，其具有高的槽氣體溫度(大于200℃，且更具體而言為300-400℃)、低的槽氣體抽吸流率([15000-50000]nm³/tal)，和/或在這些電解池內(nèi)具有高濃度的氟化氫、二氧化硫和粉塵(等于或大于1000-2000mg/nm³)。最新型的電解池可具有高的密封性能，特別是就它們的一組罩而言，這解釋了低的抽吸流率和其結(jié)果，即高的槽氣體溫度和濃度。這些最新的電解池例如為由本申請人開發(fā)的那些。

如圖1所示，鋁還原設(shè)備1還包括氣體處理回路，所述氣體處理回路被設(shè)計成用于處理在電解反應(yīng)過程中由所述系列電解池2產(chǎn)生的槽氣體。

在下文的描述中，上游和下游應(yīng)理解為相對于在氣體處理回路中氣體移動的方向。

氣體處理回路包括第一處理階段100，所述第一處理階段100被配置用于處理槽氣體中的氟化氫；以及第二處理階段102，所述第二處理階段102被配置用于處理槽氣體中的二氧化硫。

氣體處理回路包括氧化鋁進料回路，所述氧化鋁進料回路被配置用于向第一處理階段100進料氧化鋁。以此方式，通過在該氧化鋁上吸附氟來處理槽氣體中的氟化氫。

第一處理階段100包括多個并聯(lián)的反應(yīng)器104。各反應(yīng)器104與一組電解池2相關(guān)聯(lián)，即，與系列電解池的至少一個電解池2相關(guān)聯(lián)。

各反應(yīng)器104與不同組的電解池2相關(guān)聯(lián)。換言之，與各組電解池2一起工作的是不同的反應(yīng)器104。

如圖1或圖3所示，來自第一處理階段100的反應(yīng)器104包括：

-第一入口106，其與相關(guān)的一組電解池2相連，以收集在電解反應(yīng)過程中由該組電解池2產(chǎn)生的槽氣體，

-第二入口108，其與向各反應(yīng)器104提供氧化鋁的氧化鋁供應(yīng)回路相連，以通過吸附將槽氣體中的氟化氫固定在氧化鋁上，和

-第一出口110，其將在第一處理階段100中處理過的槽氣體輸送至第二處理階段102，如箭頭20所示。

反應(yīng)器104相對彼此并聯(lián)設(shè)置。因此，各反應(yīng)器104僅處理部分由所述系列的電解池2產(chǎn)生的槽氣體。更具體而言，各反應(yīng)器104僅處理來自與該反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的槽氣體，因此，各反應(yīng)器104可被設(shè)置在靠近相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的位置。

使用包括與不同組的電解池2相關(guān)聯(lián)的多個并聯(lián)反應(yīng)器104的第一處理階段100，然后使用第二處理階段102，這使得在氣體處理回路的出口處可以獲得約[0.5-1.0]mg/nm³的氟化氫濃度和小于400mg/nm³的二氧化硫濃度。

該氣體處理回路可包括在出口處的排氣管105。

將各反應(yīng)器104有利地進行配置以對進料至與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的氧化鋁進行預(yù)加熱。

這種預(yù)加熱在各反應(yīng)器104中通過熱傳遞進行，所述熱傳遞在各反應(yīng)器104中循環(huán)的槽氣體和用于進料至與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的氧化鋁之間進行。

各反應(yīng)器104還包括第二出口112，該第二出口112用于向一組電解池2中進料在反應(yīng)器104中通過槽氣體預(yù)加熱的氧化鋁，如圖1中的箭頭22所示。

因此，可使用反應(yīng)器104將氧化鋁預(yù)加熱至最高達槽氣體的溫度，即，當(dāng)所用電解池為最新型電解池時尤其為最高達200℃或甚至為300-400℃。

這顯著地降低了電解池2的能量消耗，這是因為預(yù)加熱進料至電解池2的氧化鋁所需的能量不是從電解池2本身獲取——與現(xiàn)有技術(shù)不同——而是從在槽氣體處理回路中流動的槽氣體獲取。例如，電解池2的單位消耗量因此可降低約100kwh/tal(每生產(chǎn)一噸鋁100kwh)。借助于槽氣體預(yù)加熱氧化鋁能最大限度地提高在現(xiàn)有技術(shù)中通常浪費的能量的利用。

預(yù)加熱也可以“干燥”氧化鋁，即，除去氧化鋁中所含的部分水，從而可以減少向槽中排放的氟化氫，氧化鋁中所含的水是在接觸電解熔池時排放的氟化氫的重要來源。

更具體而言，各反應(yīng)器104包括約束室114，如圖3所示，該約束室114限定了其中來自與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組池2的槽氣體和用于進料至該組電解池2的氧化鋁兩者循環(huán)的體積。約束室114被配置成可通過槽氣體和被設(shè)計用于進料至相應(yīng)組的電解池2的氧化鋁之間的直接接觸進行熱傳遞。

以此方式，借助于被設(shè)計用于進料至電解池的氧化鋁來處理槽氣體中所含的氟化氫，同時進行熱傳遞。因此，供應(yīng)各組電解池的氧化鋁還為氟化的氧化鋁，該氟化的氧化鋁得自與該組電解池相關(guān)聯(lián)的反應(yīng)器中的氧化鋁吸附氟化氫。

由各組電解池2釋放的氣體氟化氫形式的氟，以氟化的氧化鋁的形式返回到相同組的電解池2中，這可更好地控制電解熔池中氟的量。

為優(yōu)化預(yù)加熱的性能，將反應(yīng)器104置于靠近與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的位置。具體而言，將反應(yīng)器104置于與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的一個或多個電解池2的出口處。

各反應(yīng)器104被設(shè)置在距離與該反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的各電解池2的小于40米，特別地小于20米，且優(yōu)選小于10米處。

其中進行熱傳遞的反應(yīng)器104越靠近與反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的電解池2，則槽氣體和預(yù)加熱氧化鋁在電解池2和反應(yīng)器104(對于槽氣體而言)之間以及在反應(yīng)器104和電解池2(對于氟化的氧化鋁)之間冷卻的時間越短。從而提高了效率。

有利地，各反應(yīng)器104被配置成用于分離槽氣體、通過槽氣體輸送的固體顆粒和氟化的氧化鋁，所述氟化的氧化鋁來自通過第二入口108注入反應(yīng)器的氧化鋁上氟的吸附。

特別地，將反應(yīng)器104進行調(diào)整以高效地(通常大于90％)分離不含氟化氫的槽氣體、氧化鋁和粉塵，從而防止沉積的風(fēng)險。

反應(yīng)器104可因此包括袋式過濾器以過濾粉塵。

反應(yīng)器104可為標(biāo)準的文丘里(venturi)反應(yīng)器。

優(yōu)選地，反應(yīng)器104為旋風(fēng)反應(yīng)器，如圖3所示。這提供了有效的過濾，同時得到了緊湊型反應(yīng)器104，首先，這使得反應(yīng)器104可置于更靠近電解池2的位置，從而改善預(yù)加熱，其次，減少了鋁還原設(shè)備1所需的空間。

箭頭24表示氧化鋁(優(yōu)選如下文所述脫硫的氧化鋁)通過第二入口108進入反應(yīng)器104的入口。氧化鋁通過多個噴嘴116進行分散以形成顆粒流。

箭頭26表示由與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2產(chǎn)生的槽氣體經(jīng)第一入口106的入口。

箭頭20表示不含氟化氫的槽氣體經(jīng)第一出口110排出并被輸送至第二處理階段102。

第一入口108在這里被設(shè)置在高度低于第一出口110的位置。以此方式，在反應(yīng)器104的約束室114內(nèi)，槽氣體向上流動，與氧化鋁的流動相反，所述氧化鋁從設(shè)置在反應(yīng)器104頂部的多個噴嘴116由于重力落入第二出口112。

約束室114被做成能夠產(chǎn)生旋風(fēng)的形狀，所述旋風(fēng)能從槽氣體中分離粉塵。約束室114包括漏斗形的壁118，從而導(dǎo)向第二出口112。

在第二出口112處，箭頭28表示氟化的氧化鋁和粉塵的出口。氟化的氧化鋁被注入相關(guān)聯(lián)的電解池2中以向電解反應(yīng)進料。

應(yīng)注意的是，各組電解池2包括來自所述系列電解池的最多4個，優(yōu)選最多3個電解池2。因此，第一處理階段100包括用于最高達4個或3個電解池2的反應(yīng)器104。

這在以降低成本為目的的最低數(shù)量的反應(yīng)器104、以及以降低電解池消耗為目的的有效處理和靠近各反應(yīng)器的電解池的位置之間提供了有利的折中方案。

在各組電解池2包括多個電解池2并且將反應(yīng)器104被置于盡可能靠近與這些反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的電解池2的位置時，來自各組電解池2的電解池2是來自所述系列電解池2的相鄰電解池。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方案，各組電解池2包括單個電解池2。換言之，鋁還原設(shè)備1包括與電解池2一樣多的反應(yīng)器104，且各反應(yīng)器104與不同的電解池2相關(guān)聯(lián)。

這使得由各電解池2排出的氟進行單獨的再循環(huán)，從而可優(yōu)化各電解池2的運行。

如圖1所示，氣體處理回路包括被配置用于向第二處理階段102進料氧化鋁的氧化鋁進料回路。以此方式，通過將二氧化硫吸附在這種氧化鋁上來處理槽氣體中的二氧化硫。

為此，所述第二處理階段102包括被配置為通過吸附將二氧化硫固定在來自氧化鋁進料回路的氧化鋁上的反應(yīng)器120。

所述第二處理階段102，且更準確地說為反應(yīng)器120，包括第一入口122，其與第一處理階段100相連，以讓預(yù)先在第一處理階段100處理過的槽氣體進入第二處理階段102；第二入口124，其與氧化鋁進料回路相連，以將氧化鋁進料至第二階段102，通過吸附將二氧化硫固定在所述氧化鋁上；第一出口126，其用于排出在第二處理階段102中處理過的槽氣體，即，不含氟化氫和二氧化硫的槽氣體；以及第二出口128，其用于排出硫化的氧化鋁，所述硫化的氧化鋁來自進料至第二處理階段102的氧化鋁上二氧化硫的吸附。

第二處理階段102在第一處理階段100之后，即，第二處理階段102位于第一處理階段100的下游。槽氣體在到達第二處理階段102之前必須經(jīng)過第一處理階段100的反應(yīng)器104。

第一處理階段100——由于其多個并聯(lián)的反應(yīng)器104——可充分降低氣體中氟化氫的濃度，以使在氧化鋁上吸附二氧化硫，實現(xiàn)在第二處理階段102中有效地處理二氧化硫。如果氟化氫的濃度太高，則相對于二氧化硫在氧化鋁上的吸附，氟化氫在氧化鋁上的優(yōu)先吸附使得二氧化硫的處理效率低下。

反應(yīng)器120可有利地被配置成從已除去二氧化硫的槽氣體中分離硫化的氧化鋁(來自二氧化硫在新氧化鋁上的吸附)。為此，第二處理階段102的反應(yīng)器可為旋風(fēng)反應(yīng)器，如圖3中的反應(yīng)器104。

優(yōu)選地，第二處理階段102包括單個的反應(yīng)器120，或并排設(shè)置的多個反應(yīng)器120，這對于緊湊性而言是有利的。

箭頭24表示氧化鋁通過第二入口124進入反應(yīng)器120的入口。氧化鋁通過多個噴嘴130進行分散以形成顆粒流。

箭頭26表示預(yù)先經(jīng)第一處理階段100處理過的槽氣體通過第一入口122的入口。

箭頭20表示不含二氧化硫和氟化氫的槽氣體通過第一出口126排出。

第一入口122被設(shè)置在高度低于第一出口126的位置。以此方式，在反應(yīng)器120的約束室132內(nèi)，槽氣體向上流動，與氧化鋁的流動相反，所述氧化鋁從設(shè)置在反應(yīng)器120頂部的多個噴嘴130由于重力落入第二出口128。

約束室132被做成能夠產(chǎn)生旋風(fēng)的形狀，所述旋風(fēng)從槽氣體中分離硫化的氧化鋁。約束室132包括漏斗形的壁134，從而導(dǎo)向第二出口128。

在第二出口128處，箭頭28表示硫化的氧化鋁的出口，所述硫化的氧化鋁來自進料至第二處理階段102的氧化鋁上二氧化硫的吸附。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，鋁還原設(shè)備1包括解吸裝置136。所述解吸裝置136被配置成可以解吸固定在離開第二處理階段102的硫化的氧化鋁上的硫。

所述解吸裝置136包括與第二處理階段102相連的入口138，以收集硫化的氧化鋁，所述硫化的氧化鋁由在第二處理階段中通過二氧化硫在氧化鋁上的吸附處理來處理二氧化硫而獲得；以及與第一處理階段100的反應(yīng)器104的第二入口108相連的出口140。

以此方式，進料至第一處理階段的反應(yīng)器104中的氧化鋁為來自解吸裝置136的脫硫氧化鋁。

將解吸裝置136進行調(diào)整以解吸附至少80％的在第二處理階段102中被氧化鋁吸附的二氧化硫。

解吸裝置136被配置成僅解吸附二氧化硫，而不解吸附在第二處理階段102中可能被吸附的殘余氟。

優(yōu)選地，當(dāng)鋁還原設(shè)備1包括最新型的電解池2且因此反應(yīng)器104內(nèi)部溫度高(大于200℃，且更具體而言為300-400℃)時，氣體處理回路還可包括增濕設(shè)備121，其設(shè)置在解吸裝置136和反應(yīng)器104之間，以將來自解吸裝置136的脫硫氧化鋁在該氧化鋁進入第一處理階段100的反應(yīng)器104之前潤濕。

鋁還原設(shè)備1的氧化鋁循環(huán)回路既可以處理槽氣體，又可以將氧化鋁進料至電解池2。這種氧化鋁進料回路包括：

-用于儲存新氧化鋁的任選裝置，例如通向第二處理階段102的第二入口124的儲料器139，

-第二處理階段102，

-解吸裝置136，

-可能的增濕設(shè)備121，以潤濕離開解吸裝置136的脫硫氧化鋁

-第一處理階段的反應(yīng)器104，

-電解池2。

如圖1所示，首先將新氧化鋁注入第二處理階段102，其中新氧化鋁用于吸附二氧化硫。然后將離開第二處理階段102的氧化鋁硫化物輸送至解吸裝置136?？蓪㈦x開解吸裝置136的脫硫氧化鋁進行潤濕，然后將脫硫氧化鋁分布在第一處理階段100的反應(yīng)器104中，其中這種氧化鋁吸附槽氣體中的氟，同時充分與槽氣體接觸而升溫。最后，將離開反應(yīng)器104的氟化并預(yù)加熱的氧化鋁輸送至與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2或多組電解池2，以向電解反應(yīng)進料。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，氣體處理回路包括置于第一處理階段100和第二處理階段102之間的換熱器142。

換熱器142優(yōu)選被設(shè)計成將槽氣體的溫度從在換熱器入口處的400℃降低至在換熱器出口處的小于或等于100℃且優(yōu)選小于或等于70℃。

優(yōu)選地，鋁還原設(shè)備1包括單個換熱器142，以提高緊湊性。

換熱器142可有利地包括傳熱流體循環(huán)回路。該傳熱流體循環(huán)回路被配置成通過加熱在傳熱流體循環(huán)回路中循環(huán)的傳熱流體來降低離開第一處理階段100的反應(yīng)器104的槽氣體的溫度。將來自槽氣體的熱量傳遞至傳熱流體。另外，所述傳熱流體循環(huán)回路被配置成將來自預(yù)先被槽氣體加熱的傳熱流體的熱量傳遞至解吸附流體，這種解吸附流體被設(shè)計成通過解吸裝置136的第二入口143注入到解吸裝置136中以進行解吸附。

這提高了解吸附效率，同時提高了槽氣體的熱能的利用，因此這也提高了能量效率。

傳熱流體例如為水。

通過解吸附的分離可優(yōu)選通過將硫化的氧化鋁和解吸附流體直接接觸而進行。

優(yōu)選地，解吸附流體為水蒸氣。以此方式，解吸附步驟通過將硫化的氧化鋁暴露于過熱蒸汽(即，溫度大于或等于120℃的水蒸氣)而進行。

圖1中的箭頭30表示冷的解吸附流體流入換熱器142的入口。箭頭32表示已被傳熱流體加熱的解吸附流體(例如過熱蒸汽)，所述傳熱流體本身已被換熱器142中流動的槽氣體加熱。如箭頭32所示，解吸附流體流入解吸裝置136。

或者，被注入解吸裝置136的解吸附流體可為熱氣體(例如氮氣)或熱氣體的混合物。應(yīng)注意的是，熱氣體是表示溫度為至少等于350℃、且優(yōu)選至少400℃的氣體。實際上是將熱氣體的溫度調(diào)節(jié)至引起二氧化硫的解吸附的溫度。該溫度高于二氧化硫的解吸附溫度，即，高于200℃；該溫度例如在400℃至700℃或甚至在400℃至1000℃范圍內(nèi)。

鋁還原設(shè)備1可包括處理單元144，所述處理單元144被配置為用于處理用于解吸附在硫化的氧化鋁中存在的二氧化硫的解吸附流體。為此，解吸裝置136包括將解吸附的副產(chǎn)物輸送至處理單元144的出口146。例如，在水蒸氣的情況下，處理單元144有利地為硫酸收集設(shè)備，從而收集通過水蒸氣進行解吸附而得到的硫酸，以提高該硫酸的利用。

氣體處理回路有利地包括位于第二處理階段102上游的增濕設(shè)備148，以提高二氧化硫在第二處理階段102中的處理效率。

如圖1所示，氣體處理回路優(yōu)選包括第三處理階段150。第三處理階段150被配置用于處理槽氣體中存在的二氧化碳。

第三處理階段150包括入口152，其與第二處理階段102的第一出口126相連，用于接收已被第二處理階段102預(yù)處理的槽氣體；和出口154，其用于將不含二氧化碳、二氧化硫和氟化氫的槽氣體排放至排氣管105。

第三處理階段150包括例如吸收塔。

下文描述了一種用于處理由鋁還原設(shè)備1、特別是具有一些或全部上述特征的鋁還原設(shè)備1中的一系列電解池的電解池2排出的槽氣體的方法。因此，相同部件在下文中由相同的附圖標(biāo)記表示。

所述方法包括以下步驟：

-在第一處理階段100中處理槽氣體中的氟化氫，和

-在第二處理階段102中處理槽氣體中的二氧化硫。

此外，在第一處理階段100中處理槽氣體中的氟化氫的步驟包括在多個反應(yīng)器104中并聯(lián)處理氟化氫，各反應(yīng)器與來自所述系列電解池的一組電解池2相關(guān)聯(lián)，各組電解池2包括來自該系列電解池的一個或多個電解池2。

各反應(yīng)器104與一組電解池2相關(guān)聯(lián)，即，與所述系列的至少一個電解池2相關(guān)聯(lián)。

各反應(yīng)器104與不同組的電解池2相關(guān)聯(lián)。換言之，與各組電解池2一起工作的是不同的反應(yīng)器104。

所述方法還可包括以下步驟：將進料至各組電解池2的電解池2的氧化鋁通過該氧化鋁和槽氣體之間的熱傳遞進行預(yù)加熱，所述槽氣體通過與相應(yīng)組的電解池2相關(guān)聯(lián)的反應(yīng)器104收集。

如上所述，這種預(yù)加熱降低了電解池的單位能量消耗，并且還“干燥”了氧化鋁，從而可降低氟化氫向電解池中排放。

預(yù)加熱可在第一處理階段100的各反應(yīng)器104中進行。

應(yīng)注意的是，熱傳遞優(yōu)選通過將用于進料至電解池2的氧化鋁和在反應(yīng)器104中流動的槽氣體直接接觸來完成。

以此方式，將用于供應(yīng)至電解池2的氧化鋁注入第一處理階段100的反應(yīng)器104中，其中該氧化鋁吸附槽氣體中的氟。

在第一處理階段的各反應(yīng)器104中，所述方法有利地包括以下步驟：將槽氣體、通過槽氣體輸送的固體顆粒和注入各反應(yīng)器104的氧化鋁吸附氟后的氟化的氧化鋁進行分離。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在第一處理階段100中處理槽氣體中的氟化氫的步驟包括通過每個電解池2的一個反應(yīng)器104處理氟化氫。

因此，所述方法包括電解池2的單獨處理。換言之，各組電解池2包括單個電解池2；第一處理階段100的每個電解池2存在一個反應(yīng)器104。

所述方法可包括以下步驟：向電解池2中僅進料由氧化鋁吸附氟化氫而獲得的氟化的氧化鋁。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所述方法包括：

-在第二處理階段102的反應(yīng)器120中，通過吸附將二氧化硫固定在氧化鋁上，從而首先獲得不含二氧化硫的槽氣體，其次獲得硫化的氧化鋁，

-在解吸裝置136中，通過解吸附來分離硫化的氧化鋁中存在的二氧化硫，從而獲得脫硫的氧化鋁，

-將脫硫的氧化鋁注入第一處理階段100的反應(yīng)器104中以吸附槽氣體中存在的氟，獲得氟化的氧化鋁，

-將來自第一處理階段100的反應(yīng)器104的氟化的氧化鋁輸送至電解池2，以向電解反應(yīng)供應(yīng)氧化鋁。

通過解吸附的分離可優(yōu)選通過硫化的氧化鋁和解吸附流體之間的直接接觸而進行。

所述方法有利地包括以下步驟：在槽氣體進入第二處理階段102之前，在第一處理階段100和第二處理階段102之間通過換熱器142對槽氣體進行冷卻。

該槽氣體冷卻步驟可通過槽氣體和傳熱流體之間的熱傳遞進行，從而加熱傳熱流體，所述方法還包括以下步驟：將來自加熱的傳熱流體的熱量傳遞至待注入解吸裝置136的解吸附流體，以通過解吸附來分離硫化的氧化鋁中存在的硫。

以此方式，通過換熱器142來提供解吸附所需的能量，這提高了能量效率。

優(yōu)選地，解吸附流體為水蒸氣。

所述方法可包括以下步驟：在第二處理階段102中處理槽氣體中的二氧化硫的階段之前，特別地通過位于第一處理階段100和第二處理階段102之間的增濕設(shè)備148，潤濕處理槽氣體，該增濕設(shè)備148可位于換熱器142的下游。

所述方法可包括以下步驟：將設(shè)計用于進料至第一處理階段100的反應(yīng)器104的脫硫的氧化鋁進行潤濕。該潤濕步驟可借助位于解吸裝置136(解吸裝置136的下游)和第一處理階段100的反應(yīng)器104之間的增濕設(shè)備121來進行。

有利地，所述方法包括以下步驟：捕獲在槽氣體中存在的二氧化碳，特別是在可包括吸收塔的第三處理階段150中。

所述方法還可以包括在鋁還原設(shè)備1的上文詳細描述中提到的任何其他步驟。

本發(fā)明涉及通過電解生產(chǎn)鋁的第二種鋁還原設(shè)備1000，特別是鋁運轉(zhuǎn)機構(gòu)。在上述鋁還原設(shè)備1和下述第二種鋁還原設(shè)備1000之間的相似部件由相同的附圖標(biāo)記表示。

如同鋁還原設(shè)備1，第二種鋁還原設(shè)備1000包括通過電解生產(chǎn)鋁的一系列電解池2。該系列電解池2被設(shè)計成被最高達幾十萬安培的電解電流穿過。

圖2表示如上所述的通過電解生產(chǎn)鋁的電解池2的實例。

電解池2可為較早一代的電解池。

優(yōu)選地，如與上述鋁還原設(shè)備1相關(guān)論述的，電解池2為最近一代的電解池。這些最新的電解池例如為由本申請人開發(fā)的那些。鋁還原設(shè)備1000特別適用于最新一代的電解池2。

如同上述鋁還原設(shè)備1，如圖1所示，鋁還原設(shè)備1000還包括氣體處理回路，所述氣體處理回路被設(shè)計用于處理在電解反應(yīng)過程中由所述系列電解池2產(chǎn)生的槽氣體。

所述氣體處理回路包括第一處理階段100，其被配置用于處理槽氣體中的氟化氫；和第二處理階段102，其被配置用于處理槽氣體中的二氧化硫。

所述氣體處理回路包括被配置用于向第一處理階段100進料氧化鋁的氧化鋁進料回路。以此方式，通過在該氧化鋁上吸附氟來處理槽氣體中的氟化氫。

進料回路還被配置用于向第二處理階段102供應(yīng)氧化鋁且所述第二種鋁還原設(shè)備1000包括設(shè)置在第一處理階段100和第二處理階段102之間的換熱器142。

如上文所詳述的，將換熱器置于第一處理階段100的下游和第二處理階段102的上游顯著地改善了槽氣體處理的性能并提高了該處理的能量效率。

第二種鋁還原設(shè)備1000還可包括上述鋁還原設(shè)備1的一些或所有特征和優(yōu)點。

第一處理階段100可包括多個并聯(lián)的反應(yīng)器104。各反應(yīng)器104與一組電解池2(即，所述系列的一個或多個電解池2)相關(guān)聯(lián)。

各反應(yīng)器104與不同組的電解池2相關(guān)聯(lián)。換言之，與各組電解池2一起工作的是不同的反應(yīng)器104。

如圖1或圖3所示，來自第一處理階段100的反應(yīng)器104包括：

-第一入口106，其與相關(guān)一組電解池2相連，以收集由該組電解池2產(chǎn)生的槽氣體，

-第二入口108，其與向各反應(yīng)器104提供氧化鋁的氧化鋁供應(yīng)回路相連，以通過吸附將槽氣體中的氟化氫固定在所述氧化鋁上，和

-第一出口110，其將在第一處理階段100處理過的槽氣體輸送至第二處理階段102，如箭頭20所示。

反應(yīng)器104相對彼此并聯(lián)設(shè)置。因此，各反應(yīng)器104僅處理部分由所述系列的電解池2產(chǎn)生的槽氣體。更具體而言，各反應(yīng)器104僅處理來自與該反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的槽氣體，因此，各反應(yīng)器104可被設(shè)置在靠近相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的位置。

使用包括與不同組的電解池2相關(guān)聯(lián)的多個并聯(lián)反應(yīng)器104的第一處理階段100，然后使用第二處理階段102，這使得在氣體處理回路的出口處可獲得約[0.5-1.0]mg/nm³的氟化氫濃度和小于400mg/nm³的二氧化硫濃度。

氣體處理回路可包括位于出口處的排氣管105。

將各反應(yīng)器104有利地配置以將進料至與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的氧化鋁進行預(yù)加熱。

這種預(yù)加熱在各反應(yīng)器104中通過熱傳遞進行，所述熱傳遞在各反應(yīng)器104循環(huán)的槽氣體與用于進料至與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的氧化鋁之間進行。

各反應(yīng)器104還包括第二出口112，其用于向一組電解池2中進料在反應(yīng)器104內(nèi)通過槽氣體預(yù)加熱的氧化鋁，如圖1中的箭頭22所示。

因此，反應(yīng)器104可用于將氧化鋁預(yù)加熱至最高達槽氣體的溫度，即，當(dāng)所用電解池為最新型的電解池時尤其為最高達200℃或甚至為300-400℃。

這顯著地降低了電解池2的能量消耗，這是因為預(yù)加熱進料至電解池2的氧化鋁所需的能量不是從電解池2本身獲取——與現(xiàn)有技術(shù)不同——而是從在槽氣體處理回路中流動的槽氣體獲取。因此，例如，電解池2的單位消耗量可降低約100kwh/tal(每生產(chǎn)一噸鋁100kwh)。借助于槽氣體預(yù)加熱氧化鋁能最大限度地提高在現(xiàn)有技術(shù)中通常浪費的能量的利用。

預(yù)加熱也可以“干燥”氧化鋁，即，除去氧化鋁中所含的部分水，從而可以減少向槽中排放的氟化氫，氧化鋁中所含的水是在接觸電解熔池時排放的氟化氫的重要來源。

更具體而言，各反應(yīng)器104包括約束室114，如圖3所示，該約束室114限定了其中來自與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組池2的槽氣體和用于進料至一組電解池2的氧化鋁兩者循環(huán)的體積。約束室114被配置成可通過槽氣體和被設(shè)計用于進料至相應(yīng)組的電解池2的氧化鋁之間的直接接觸進行熱傳遞。

以此方式，借助于被設(shè)計用于進料至電解池的氧化鋁來處理槽氣體中所含的氟化氫，同時進行熱傳遞。因此，向各組電解池供應(yīng)的氧化鋁還為氟化的氧化鋁，所述氟化的氧化鋁得自與該組電解池相關(guān)聯(lián)的反應(yīng)器中的氧化鋁吸附氟化氫。

由各組電解池2釋放的氣體氟化氫形式的氟，以氟化的氧化鋁的形式返回到相同組的電解池2中，這可更好地控制電解熔池中氟的量。

為優(yōu)化預(yù)加熱的性能，將反應(yīng)器104置于靠近與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的位置。具體而言，將反應(yīng)器104置于與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的一個或多個電解池2的出口處。

各反應(yīng)器104被設(shè)置在距離與該反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2的各電解池2的小于40米，特別地小于20米，且優(yōu)選小于10米處。

其中進行熱傳遞的反應(yīng)器104越靠近與反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的電解池2，則槽氣體和預(yù)加熱氧化鋁在電解池2和反應(yīng)器104(對于槽氣體而言)之間以及在反應(yīng)器104和電解池2(對于氟化的氧化鋁)之間冷卻的時間越短。從而提高了效率。

有利地，用于將氧化鋁由反應(yīng)器輸送至電解池的輸送管是隔熱的，尤其通過用絕熱層包圍管道。這些輸送管有利地不包括任何的儲料器或其他儲存裝置。

有利地，各反應(yīng)器104被配置成用于分離槽氣體、通過槽氣體輸送的固體顆粒和氟化的氧化鋁，所述氟化的氧化鋁來自通過第二入口108注入反應(yīng)器的氧化鋁上氟的吸附。

特別地，將反應(yīng)器104進行調(diào)整以高效地(通常大于90％)分離不含氟化氫的槽氣體、氧化鋁和粉塵，從而防止沉積的風(fēng)險。

反應(yīng)器104可因此包括袋式過濾器以過濾粉塵。

反應(yīng)器104可為標(biāo)準的文丘里反應(yīng)器。

優(yōu)選地，反應(yīng)器104為旋風(fēng)反應(yīng)器，如圖3所示。這提供了有效的過濾，同時得到了緊湊型反應(yīng)器104，首先，這使得反應(yīng)器104可置于更靠近電解池2的位置，從而改善預(yù)加熱，其次，減少了第二種鋁還原設(shè)備1000所需的空間。

箭頭24表示氧化鋁(優(yōu)選如下文所述脫硫的氧化鋁)通過第二入口108進入反應(yīng)器104的入口。氧化鋁通過多個噴嘴116進行分散以形成顆粒流。

箭頭26表示由與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2產(chǎn)生的槽氣體經(jīng)第一入口106的入口。

箭頭20表示不含氟化氫的槽氣體經(jīng)第一出口110的排出并被輸送至第二處理階段102。

第一入口108在這里被設(shè)置在高度低于第一出口110的位置。以此方式，在反應(yīng)器104的約束室114內(nèi)，槽氣體向上流動，與氧化鋁的流動相反，所述氧化鋁從設(shè)置在反應(yīng)器104頂部的多個噴嘴116由于重力落入第二出口112。

約束室114被做成能夠產(chǎn)生旋風(fēng)的形狀，所述旋風(fēng)能從槽氣體中分離粉塵。約束室114包括漏斗形的壁118，從而導(dǎo)向第二出口112。

在第二出口112處，箭頭28表示氟化的氧化鋁和粉塵的出口。氟化的氧化鋁被注入相關(guān)聯(lián)的電解池2中以向電解反應(yīng)進料。

應(yīng)注意的是，各組電解池2包括來自所述系列電解池的最多4個、優(yōu)選最多3個電解池2。因此，第一處理階段100包括用于最高達4個或3個電解池2的反應(yīng)器104。

這在以降低成本為目的的最低數(shù)量的反應(yīng)器104，以及以降低電解池消耗為目的的有效處理和靠近各反應(yīng)器的電解池的位置之間提供了有利的折中方案。

在各組電解池2包括多個電解池2并且將反應(yīng)器104置于盡可能靠近與這些反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的電解池2的位置時，來自各組電解池2的電解池2是來自所述系列電解池2的相鄰電解池。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方案，各組電解池2包括單個電解池2。換言之，第二種鋁還原設(shè)備1000包括與電解池2一樣多的反應(yīng)器104，且各反應(yīng)器104與單獨的電解池2相關(guān)聯(lián)。

這使得由各電解池2排出的氟進行單獨的再循環(huán)，從而可優(yōu)化各電解池2的運行。

如圖1所示，氣體處理回路包括被配置用于向第二處理階段102進料氧化鋁的氧化鋁進料回路。以此方式，通過將二氧化硫吸附在這種氧化鋁上來處理槽氣體中的二氧化硫。

為此，所述第二處理階段102包括被配置為通過吸附將二氧化硫固定在來自氧化鋁進料回路的氧化鋁上的反應(yīng)器120。

所述第二處理階段102，更準確地說為反應(yīng)器120，包括第一入口122，其與第一處理階段100相連，以讓預(yù)先在第一處理階段100處理過的槽氣體進入第二處理階段102；第二入口124，其與氧化鋁進料回路相連，以將氧化鋁進料至第二階段102，從而通過吸附將二氧化硫固定在所述氧化鋁上；第一出口126，其用于排出在第二處理階段102中處理的槽氣體，即，不含氟化氫和二氧化硫的槽氣體；以及第二出口128，其用于排出硫化的氧化鋁，所述硫化的氧化鋁來自進料至第二處理階段102的氧化鋁上二氧化硫的吸附。

第二處理階段102在第一處理階段100之后，即，第二處理階段102位于第一處理階段100的下游。槽氣體在到達第二處理階段102之前必須經(jīng)過第一處理階段100的反應(yīng)器104。

第一處理階段100——由于其多個并聯(lián)的反應(yīng)器104——可充分降低氣體中氟化氫的濃度，以使在氧化鋁上吸附二氧化硫，實現(xiàn)在第二處理階段102中有效地處理二氧化硫。如果氟化氫的濃度太高，則相對于二氧化硫在氧化鋁上的吸附，氟化氫在氧化鋁上的優(yōu)先吸附使得二氧化硫的處理效率低下。

反應(yīng)器120可有利地被配置成從已除去二氧化硫的槽氣體中分離硫化的氧化鋁(來自二氧化硫在新氧化鋁上的吸附)。為此，第二處理階段102的反應(yīng)器可為旋風(fēng)反應(yīng)器，如圖3中的反應(yīng)器104。

優(yōu)選地，第二處理階段102包括單個的反應(yīng)器120，或并排設(shè)置的多個反應(yīng)器120，這對于緊湊性而言是有利的。

箭頭24表示氧化鋁通過第二入口124進入反應(yīng)器120的入口。氧化鋁通過多個噴嘴130進行分散以形成顆粒流。

箭頭26表示預(yù)先經(jīng)第一處理階段100處理過的槽氣體通過第一入口122的入口。

箭頭20表示不含二氧化硫和氟化氫的槽氣體通過第一出口126的排出。

第一入口122被設(shè)置在高度低于第一出口126的位置。以此方式，在反應(yīng)器120的約束室132內(nèi)，槽氣體向上流動，與氧化鋁的流動相反，所述氧化鋁從設(shè)置在反應(yīng)器120頂部的多個噴嘴130由于重力落入第二出口128。

約束室132被做成能夠產(chǎn)生旋風(fēng)的形狀，所述旋風(fēng)從槽氣體中分離硫化的氧化鋁。約束室132包括漏斗形的壁134，從而導(dǎo)向第二出口128。

在第二出口128處，箭頭28表示硫化的氧化鋁的出口，所述硫化的氧化鋁來自進料至第二處理階段102的氧化鋁上二氧化硫的吸附。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，第二種鋁還原設(shè)備1000包括解吸裝置136。所述解吸裝置136被配置成可以解吸固定在離開第二處理階段102的硫化的氧化鋁上的硫。

所述解吸裝置136包括與第二處理階段102相連的入口138，以收集硫化的氧化鋁，所述硫化的氧化鋁由在第二處理階段中通過二氧化硫在氧化鋁上的吸附處理來處理二氧化硫而獲得；以及與第一處理階段100的反應(yīng)器104的第二入口108相連的出口140。

以此方式，進料至第一處理階段的反應(yīng)器104中的氧化鋁為來自解吸裝置136的脫硫的氧化鋁。

將解吸裝置136進行調(diào)整以解吸附至少80％的在第二處理階段102中被氧化鋁吸附的二氧化硫。

解吸裝置136被配置成僅解吸附二氧化硫，而不解吸附在第二處理階段102中吸附的殘余氟。

優(yōu)選地，當(dāng)?shù)诙N鋁還原設(shè)備1000包括最新型的電解池2且因此反應(yīng)器104內(nèi)部溫度高時，氣體處理回路可還包括增濕設(shè)備121，其設(shè)置在解吸裝置136和反應(yīng)器104之間，以將來自解吸裝置136的脫硫氧化鋁在該氧化鋁進入第一處理階段100的反應(yīng)器104之前潤濕。

第二種鋁還原設(shè)備1000的氧化鋁循環(huán)回路既可以處理槽氣體，又可以將氧化鋁進料至電解池2。這種氧化鋁進料回路包括：

-用于儲存新氧化鋁的任選裝置，例如通向第二處理階段102的第二入口124的儲料器139，

-第二處理階段102，

-解吸裝置136，

-可能的增濕設(shè)備121，以潤濕離開解吸裝置136的脫硫氧化鋁

-第一處理階段的反應(yīng)器104，

-電解池2。

如圖1所示，首先將新氧化鋁注入第二處理階段102，其中新氧化鋁用于吸附二氧化硫。然后將離開第二處理階段102的氧化鋁硫化物輸送至解吸裝置136?？蓪㈦x開解吸裝置136的脫硫氧化鋁進行潤濕，然后將脫硫氧化鋁分布在第一處理階段100的反應(yīng)器104中，其中這種氧化鋁吸附槽氣體中的氟，同時充分與槽氣體接觸而升溫。最后，將離開反應(yīng)器104的氟化并預(yù)加熱的氧化鋁輸送至與各反應(yīng)器104相關(guān)聯(lián)的該組電解池2或多組電解池2，以向電解反應(yīng)進料。

換熱器142優(yōu)選被設(shè)計成將槽氣體的溫度從在換熱器入口處的400℃降低至在換熱器出口處的小于或等于100℃且優(yōu)選小于或等于70℃。

優(yōu)選地，第二種鋁還原設(shè)備1000包括單個換熱器142，以提高緊湊性。

換熱器142可有利地包括傳熱流體循環(huán)回路。該傳熱流體循環(huán)回路被配置成通過加熱在傳熱流體循環(huán)回路中循環(huán)的傳熱流體來降低離開第一處理階段100的反應(yīng)器104的槽氣體的溫度。將來自槽氣體的熱量傳遞至傳熱流體。另外，所述傳熱流體循環(huán)回路被配置成將來自預(yù)先被槽氣體加熱的傳熱流體的熱量傳遞至解吸附流體，這種解吸附流體被設(shè)計成通過解吸裝置136的第二入口143注入到解吸裝置136中以進行解吸附。

這提高了解吸附效率，同時提高了槽氣體的熱能的利用，因此這也提高了能量效率。

傳熱流體例如為水。

通過解吸附的分離可優(yōu)選通過將硫化的氧化鋁和解吸附流體直接接觸而進行。

優(yōu)選地，解吸附流體為水蒸氣。以此方式，解吸附步驟通過將硫化的氧化鋁暴露于過熱蒸汽(即，溫度大于或等于120℃的水蒸氣)而進行。

圖1中的箭頭30表示冷的解吸附流體流入換熱器142的入口。箭頭32表示已被傳熱流體加熱的解吸附流體(例如過熱蒸汽)，所述傳熱流體本身已被換熱器142中流動的槽氣體加熱。如箭頭32所示，解吸附流體流入解吸裝置136。

或者，被注入解吸裝置136的解吸附流體可為熱氣體(例如氮氣)或熱氣體的混合物。應(yīng)注意的是，熱氣體是表示溫度為至少等于350℃、且優(yōu)選至少400℃的氣體。實際上是將熱氣體的溫度調(diào)節(jié)至引起二氧化硫的解吸附的溫度。該溫度高于二氧化硫的解吸附溫度，即，高于200℃；該溫度例如在400℃至700℃或甚至在400℃至1000℃范圍內(nèi)。

第二種鋁還原設(shè)備1000可包括處理單元144，所述處理單元144被配置為用于處理用于解吸附在硫化的氧化鋁中存在的二氧化硫的解吸附流體。為此，解吸裝置136包括將解吸附的副產(chǎn)物輸送至處理單元144的出口146。例如，在水蒸氣的情況下，處理單元144有利地為硫酸收集設(shè)備，從而收集通過水蒸氣進行解吸附而得到的硫酸，以提高該硫酸的利用。

氣體處理回路有利地包括位于第二處理階段102上游的增濕設(shè)備148，以提高二氧化硫在第二處理階段102中處理的效率。

如圖1所示，氣體處理回路優(yōu)選包括第三處理階段150。第三處理階段150被配置用于處理槽氣體中存在的二氧化碳。

第三處理階段150包括入口152，其與第二處理階段102的第一出口126相連，用于接收已被第二處理階段102預(yù)處理的槽氣體；和出口154，其用于將不含二氧化碳、二氧化硫和氟化氫的槽氣體排放至排氣管105。

第三處理階段150包括例如吸收塔。

本發(fā)明還涉及一種用于處理由第二種鋁還原設(shè)備1000、特別是具有上述特征的鋁還原設(shè)備1000中的一系列電解池的電解池2排出的槽氣體的方法。因此，相同部件在下文中由相同的附圖標(biāo)記表示。

如上文所述方法，該第二種方法包括以下步驟：

-在第一處理階段100中處理槽氣體中的氟化氫，和

-在第二處理階段102中處理槽氣體中的二氧化硫。

第二種方法的特征在于，所述第二種方法包括以下步驟：在第一處理階段中處理槽氣體之后和在第二處理階段中處理槽氣體之前使用換熱器冷卻槽氣體。

該冷卻步驟可借助于換熱器142進行。

該第二種方法還包括上述方法的一些或所有特征和優(yōu)點。

在第一處理階段100中處理槽氣體中的氟化氫的步驟可有利地包括在多個反應(yīng)器104中并聯(lián)處理氟化氫，各反應(yīng)器與來自所述系列電解池的一組電解池2相關(guān)聯(lián)，各組電解池2包括來自該系列電解池的一個或多個電解池2。

各反應(yīng)器104與一組電解池2相關(guān)聯(lián)，即，與該系列的至少一個電解池2相關(guān)聯(lián)。

各反應(yīng)器104與不同組的電解池2相關(guān)聯(lián)。換言之，與各組電解池2一起工作的是不同的反應(yīng)器104。

第二種方法還可包括以下步驟：將進料至各組電解池2的電解池2的氧化鋁通過在該氧化鋁和槽氣體之間的熱傳遞進行預(yù)加熱，所述槽氣體通過與相應(yīng)組的電解池2相關(guān)聯(lián)的反應(yīng)器104收集。

如上所述，這種預(yù)加熱降低了電解池的單位能量消耗，并且還“干燥”了氧化鋁，從而可降低氟化氫向電解池中排放。

預(yù)加熱可在第一處理階段100的各反應(yīng)器104中進行。

應(yīng)注意的是，熱傳遞優(yōu)選通過將用于進料至電解池2的氧化鋁和在反應(yīng)器104中流動的槽氣體直接接觸來完成。

以此方式，將用于進料至電解池2的氧化鋁注入第一處理階段100的反應(yīng)器104中，其中該氧化鋁吸附槽氣體中的氟。

在第一處理階段的各反應(yīng)器104中，第二種方法有利地包括以下步驟：將槽氣體、通過槽氣體輸送的固體顆粒和注入各反應(yīng)器104的氧化鋁吸附氟后的氟化的氧化鋁進行分離。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，在第一處理階段100中處理槽氣體中的氟化氫的步驟包括通過每個電解池2的一個反應(yīng)器104處理氟化氫。

因此，第二種方法包括電解池2的單獨處理。換言之，各組電解池2包括單個電解池2；第一處理階段100的每個電解池2存在一個反應(yīng)器104。

第二種方法可包括以下步驟：向電解池2僅進料由氧化鋁吸附氟化氫而獲得的氟化的氧化鋁。

根據(jù)優(yōu)選的實施方案，第二種方法包括：

-在第二處理階段102的反應(yīng)器120中，通過吸附將二氧化硫固定在氧化鋁上，從而首先獲得不含二氧化硫的槽氣體，其次獲得硫化的氧化鋁，

-在解吸裝置136中，通過解吸附來分離硫化的氧化鋁中存在的二氧化硫，從而獲得脫硫的氧化鋁，

-將脫硫的氧化鋁注入第一處理階段100的反應(yīng)器104中以吸附槽氣體中存在的氟，獲得氟化的氧化鋁

-將來自第一處理階段100的反應(yīng)器104的氟化的氧化鋁輸送至電解池2，以向電解反應(yīng)供應(yīng)氧化鋁。

該槽氣體冷卻步驟可通過槽氣體和傳熱流體之間的熱傳遞進行，從而加熱傳熱流體，所述方法還包括以下步驟：將來自加熱的傳熱流體的熱量傳遞至待注入解吸裝置136的解吸附流體，以通過解吸附來分離硫化的氧化鋁中存在的硫。

以此方式，通過換熱器142來提供解吸附所需的能量，這提高了能量效率。

通過解吸附的分離可優(yōu)選通過將硫化的氧化鋁和解吸附流體直接接觸而進行。

優(yōu)選地，解吸附流體為水蒸氣。

第二種方法可包括以下步驟：在第二處理階段102中處理槽氣體中的二氧化硫的階段之前，特別地通過位于第一處理階段100和第二處理階段102之間的增濕設(shè)備148潤濕處理槽氣體，該增濕設(shè)備148位于換熱器142的下游。

第二種方法可包括以下步驟：將設(shè)計用于進料至第一處理階段100的反應(yīng)器104的脫硫的氧化鋁進行潤濕。該潤濕步驟可借助位于解吸裝置136(解吸附裝置136的下游)和第一處理階段100的反應(yīng)器104之間的增濕設(shè)備121來進行。

有利地，第二種方法包括以下步驟：捕獲在槽氣體中存在的二氧化碳，特別是在可包括吸收塔的第三處理階段150中。

第二種方法還可以包括在本發(fā)明鋁還原設(shè)備1000的上文詳細描述中提到的任何其他步驟。

本發(fā)明當(dāng)然不以任何方式限于上述實施方案，該實施方案僅通過舉例的方式提供。特別是從各構(gòu)件的組成來看，可對本發(fā)明進行修改或通過技術(shù)等同物進行替代，只要不超出本發(fā)明的保護范圍。