铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统、方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111909728A(43)申请公布日2020.11.10(21)申请号202010814055.1F23L7/00(2006.01)(22)申请日2020.08.13B01D53/00(2006.01)(71)申请人山东魏桥铝电有限公司地址256200山东省滨州市邹平县经济开发区工业六路(72)发明人王景坤刘维红李英杰张继刚牛钰赵立刚(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人郑平(51)Int.Cl.C10J3/00(2006.01)C10J3/56(2006.01)C10J3/66(2006.01)F23C5/08(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统、方法与应用(57)摘要本发明涉及铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统、方法与应用，将煤粉炉富氧燃烧产生的部分高温烟气送入循环流化床气化炉，铝电解槽废旧阴极炭块在气化炉与高温烟气发生气化反应，生成气化气，同时在气化炉中加入钙基吸收剂，脱除氟化氢，生成氟化钙，这是一级固氟；含有少量氟化氢的气化气进入循环流化床二级固氟反应器，氧化铝颗粒加入到该反应器中脱除气化气中氟化氢，生成氟化铝，这是二级固氟；净化的气化气进入煤粉炉与煤粉一起进行富氧燃烧，形成含有高浓度CO2的烟气，可进行封存或资源化利用。本发明把铝电解槽废旧阴极炭块转化成了可燃气体，并实现了CO2捕集和氟化氢等多种污染物的协同脱除，降低煤耗，具有良好应用前景。CN111909728ACN111909728A权利要求书1/1页1.一种铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统，其特征在于，包括：煤粉炉(1)、循环流化床气化炉(3)、循环流化床二级固氟反应器(4)；所述煤粉炉(1)尾部低温过热器区域的烟道与循环流化床气化炉(3)的高温烟气入口，所述循环流化床气化炉(3)的气体出口与循环流化床二级固氟反应器(4)气化气入口连接，所述循环流化床二级固氟反应器(4)的净化合成气出口与煤粉炉(1)连接。2.如权利要求1所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统，其特征在于，所述煤粉炉(1)的烟气出口与烟气脱硝/除尘/脱硫处理装置(2)相连。3.如权利要求2所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统，其特征在于，所述烟气脱硝/除尘/脱硫处理装置(2)的再循环烟气F管道与煤粉炉(1)烟气入口相连。4.一种铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，包括：使高温烟气X与铝电解槽废旧阴极炭块在钙基吸收剂存在的条件下发生气化反应，生成气化气，并进行一级固氟；对所述气化气进行二级固氟，生成氟化铝和净化的气化气；所述净化的气化气与煤粉一起进行富氧燃烧，形成高浓度CO2的高温烟气；所述高浓度CO2的高温烟气一部分用于与铝电解槽废旧阴极炭块进行气化反应，记为高温烟气X，一部分经冷凝、压缩后进行封存或资源化利用。5.如权利要求4所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，所述铝电解槽废旧阴极炭块颗粒粒径小于1mm。6.如权利要求4所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，所述高温烟气X占整个富氧燃烧烟气量的5％-15％。7.如权利要求4所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，所述铝电解槽废旧阴极炭块中碳元素摩尔数与高温烟气X中CO2与水蒸气摩尔数之和的比例为1:1.10-1:1.20。8.如权利要求4所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，所述气化反应的温度为800-950℃。9.如权利要求4所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的方法，其特征在于，所述钙基吸收剂中CaO与氟化氢的摩尔比为2:1～4:1。10.权利要求1-3任一项所述的铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统在环境污染物防治与清洁燃烧领域中的应用。2CN111909728A说明书1/7页铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统、方法与应用技术领域[0001]本发明属于环境污染物防治与清洁燃烧技术领域，具体涉及一种铝电解槽废旧阴极炭块气化处理协同煤富氧燃烧的系统和方法。背景技术[0002]公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。[0003]我国是电解铝生产大国，铝电解槽废旧阴极炭块是电解铝生产过程中的主要废物，其原始组成为无烟煤和沥青粘结剂。在电解过程中，需要加入氟化铝、冰晶石、氟化钠等作为电解质，铝电解槽中的阴极炭块使用