一种基于无碳无固废的铝电解槽氧气回收装置-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36173142发布日期:2023-11-24 16:24阅读:33来源:国知局
一种基于无碳无固废的铝电解槽氧气回收装置
一种基于无碳无固废的铝电解槽氧气回收装置、回收方法
技术领域
1.本发明涉及电解设备技术领域,具体涉及一种基于无碳无固废的铝电解槽氧气回收装置

回收方法



背景技术:

2.电解是将电流通过电解质溶液或熔融态电解质,在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程,电化学电池在外加直流电压时可发生电解过程,在进行电解反应时,需要使用电解槽

传统
hall-herout
铝电解槽采用消耗性碳素阳极,不仅容易产生大量的温室效应气体和强温室气体碳氟化合物,还会因为需要频繁更换阳极材料而导致生产效率低下

采用惰性阳极实现氧气与原铝联产电解新工艺,不仅可以减少材料消耗量和更换频率,提高电解槽产能,而且在产生的烟气中富含了大量可回收的氧气

不过烟气中的其它成分,例如
hf
气体

粉尘等阻碍了对氧气的回收

因此,目前急需一种铝电解槽氧气回收装置来回收电解过程产生的氧气,使它可以用于医疗,工业,实验等方面



技术实现要素:

3.针对难以回收电解过程产生的氧气的问题,本发明提供了一种基于无碳无固废的铝电解槽氧气回收装置和回收方法,将铝电解槽中产生的氧气通过气体净化处理进行回收,将氧气作为铝电解工艺的一个副产物

不仅能够回收纯度达到
95
%以上的氧气,同时还能够得到副产品氢氟酸,提高了铝电解过程的经济效益,还解决了环保问题

4.本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的

5.一种基于无碳无固废的铝电解槽氧气回收装置,其特征在于,包括沿气流方向依次管路连通的电解槽

净气装置和储气装置;所述电解槽由槽体

安置在槽体内的电解槽阳极和固定在槽体上的盖板组成;所述盖板上开设有出气孔;所述净气装置与盖板上的出气孔通过第一管道实现连通,所述净气装置用于过滤掉废气中的
hf
气体,并将过滤后的气体通入第二管道;所述储气装置包括第一真空储气瓶和第二真空储气瓶;所述第一真空储气瓶与第二管道连通;所述第二管道上沿气流方向依次设有第一截止阀

碱性干燥剂

气体过滤器和第二截止阀;所述第一截止阀与净气装置间的第二管道通过延伸管道连通大气,所述延伸管道上设有第三截止阀;所述气体过滤器与第二截止阀间的第二管道通过交替管道与第二真空储气瓶连通,所述交替管道上设有第四截止阀;所述第一真空储气瓶和第二真空储气瓶内均设有气压表

6.进一步地,所述净气装置包括若干个注有水源的水箱,以及用于将上游水箱内输出的气体通入下游水箱的水源内的净气管道;沿气流方向设置的第一个水箱与盖板上的出气孔通过第一管道实现连通,所述第一管道伸入对应水箱的水源内;沿气流方向设置的最后一个水箱与第二管道连通,用于将过滤后的气体通入第二管道内

7.进一步地,所述水箱上设有注水口和排水门,所述排水门内设有
ph
检测仪

8.进一步地,所述盖板由两个通过铰链连接的板块组成,所述两个板块的夹角范围

60
°

180
°

9.进一步地,所述盖板与槽体间设有一层用于密封的耐高温橡胶垫

10.进一步地,所述第一管道上沿气流方向依次设有过滤网

单向阀和调速阀

11.进一步地,所述第一管道部分伸入地下,伸入长度为
30

50cm
;所述第一管道靠近电解槽的一端沿着出气孔伸入电解槽内,伸入长度为
30

50cm
;所述第一管道与出气孔的连接方式为橡胶圈过盈配合

12.进一步地,所述水箱的数量不少于3个;水箱内的水位高度为水箱总高度的
2/3。
13.上述任一项所述的铝电解槽氧气回收装置的回收方法,其特征在于,包括以下步骤:
14.采用所述过滤网过滤掉电解槽阳极产生的废气中的粉末;接着利用净气装置中的若干个水箱除去废气中的
hf
气体;然后利用碱性干燥剂除去废气中残余的
hf
气体和水,最后通过气体过滤器除去废气中的杂质,通过储气装置回收剩余气体

15.进一步地,还包括对水箱内
ph
检测仪的监测,当水箱内水源的
ph
值为1~2时,通过排水门将水源排尽,随后通过注水口注入水源至指定高度

16.本发明的有益效果如下:
17.本发明中的铝电解槽氧气回收装置在净气装置

碱性干燥剂和气体过滤器的多重过滤作用下能够回收得到纯度在百分之
95
%以上的氧气,整个回收装置结构简单,回收成本低廉,占地面积小

除了回收氧气外,还能够回收经净气装置过滤后得到的氢氟酸,符合绿色环保可回收概念

附图说明
18.图1为本发明所述铝电解槽氧气回收装置的结构示意图

19.附图标记如下:
20.1-电解槽阳极;
2-槽体;
3-盖板;
4-铰链;
5-第一管道;
6-过滤网;
7-单向阀;
8-调速阀;
9-水箱;
10-净气管道;
11-注水口;
12-排水门;
13-第二管道;
14-延伸管道;
15-第一截止阀;
16-第二截止阀;
17-第三截止阀;
18-第四截止阀;
19-碱性干燥剂;
20-气体过滤器;
21-交替管道;
22-第一真空储气瓶;
23-第二真空储气瓶;
24-气压表

具体实施方式
21.下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此

22.本实施例所述基于无碳无固废的铝电解槽氧气回收装置,包括沿气流方向依次管路连通的电解槽

净气装置和储气装置,具体结构如图1所示

23.所述电解槽由槽体
2、
安置在槽体2内的电解槽阳极1和固定在槽体2上的盖板3组成,所述盖板3由两个通过铰链4连接的板块组成,所述两个板块的夹角为
120
°

所述板块高度的
1/2
处开设有出气孔,电解槽阳极1产生的气体只能通过出气孔流出

所述两个板块与槽体2间设有一层用于密封的耐高温橡胶垫,防止电解槽产生的烟气从两个板块与槽体2接触的间隙中流出,起密封作用

24.所述净气装置包括3个注有水源的水箱9,以及用于将上游水箱9内输出的气体通
入下游水箱9的水源内的净气管道
10。
所述水箱9内高
3m
,水箱9内的水位高度为
2m
,水箱9上设有注水口
11
和排水门
12
,所述排水门
12
内设有
ph
检测仪

沿气流方向设置的第一个水箱9与盖板3上的出气孔通过第一管道5实现连通

沿气流方向设置的最后一个水箱9与第二管道
13
连通,用于将过滤后的气体通入第二管道
13


25.进一步地,所述第一管道5为圆形管道,内部半径为
20cm
,外部半径为
22cm。
所述第一管道5一端伸入沿气流方向设置的第一个水箱9的水源内,下端部距离水箱9底部
20cm
,另一端沿着出气孔伸入电解槽内,伸入长度为
50cm。
第一管道5与出气孔的连接方式为橡胶圈过盈配合

第一管道5上沿气流方向依次设有过滤网
6、
单向阀7和调速阀8,所述过滤网6设置在第一管道5的端口处,负责把烟气中的粉末过滤掉,只允许氧气
、hf
等气体通入第一管道5中,所述单向阀7只允许电解槽阳极1产生的烟气进入第一管道5,不能使第一管道5中的气体回流到电解槽中,所述调速阀8调节烟气进入第一管道5中的流速,使得烟气缓慢进入第一管道5中

为了减少占地面积,第一管道5部分伸入地下,伸入长度为
30cm。
26.所述储气装置包括第一真空储气瓶
22
和第二真空储气瓶
23。
所述第一真空储气瓶
22
与第二管道
13
连通

所述第二管道
13
上沿气流方向依次设有第一截止阀
15、
碱性干燥剂
19、
气体过滤器
20
和第二截止阀
16。
所述第一截止阀
15
与净气装置间的第二管道
13
通过延伸管道
14
连通大气,所述延伸管道
14
上设有第三截止阀
17。
所述气体过滤器
20
与第二截止阀
16
间的第二管道
13
通过交替管道
21
与第二真空储气瓶
23
连通,所述交替管道
21
上设有第四截止阀
18。
所述第一真空储气瓶
22
和第二真空储气瓶
23
内均设有气压表
24。
27.本实施例所述基于无碳无固废的铝电解槽氧气回收装置的使用方法如下:
28.s1
:开启电解槽阳极1,随后关闭第一截止阀
15
,开启第三截止阀
17
,利用电解槽阳极1产生的废气将电解槽

净气装置和第一管道5内的大气通过延伸管道
14
排出,排气过程持续1~
3h
,排气期间通过调速阀8调节第一管道5内的废气流速;随后关闭第三截止阀
17
,开启第一截止阀
15。
29.s2
:关闭延伸管道
14(
关闭第四截止阀
18
,开启第二截止阀
16)
,借助过滤网
6、
净气装置

碱性干燥剂
19
和气体过滤器
20
过滤废气后利用第一真空储气瓶
22
收集剩余的气体

30.s3
:当第一真空储气瓶
22
内的气压表
24
读数为
12

15mpa
时关闭第一真空储气瓶
22(
关闭第二截止阀
16
,开启第四截止阀
18)
,利用第二真空储气瓶
23
收集剩余的气体并回收第一真空储气瓶
22
内的气体

31.s4
:当第二真空储气瓶
23
内的气压表
24
读数为
12

15mpa
时关闭第二真空储气瓶
23(
关闭第四截止阀
18
,开启第二截止阀
16)
,利用第一真空储气瓶
(22)
收集剩余的气体并回收第二真空储气瓶
(23)
内的气体

32.s5
:重复步骤
s3
,同时观察每个水箱9内的
ph
检测仪读数,当水箱9内水源的
ph
值为1~2时,通过排水门
12
将水源排尽,随后通过注水口
11
注入水源至指定高度

33.本实施例所述基于无碳无固废的铝电解槽氧气回收装置的回收方法如下:
34.采用所述过滤网6过滤掉电解槽阳极1产生的废气中的粉末;接着利用净气装置中的若干个水箱9除去废气中的
hf
气体;然后利用碱性干燥剂
19
除去废气中残余的
hf
气体和水,最后通过气体过滤器
20
除去废气中的杂质,通过储气装置回收剩余气体

35.进一步地,还包括对水箱9内
ph
检测仪的监测,当水箱9内水源的
ph
值为1~2时,通过排水门
12
将水源排尽,随后通过注水口
11
注入水源至指定高度

36.所述实施例为本发明的优选的实施方式,但本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进

替换或变型均属于本发明的保护范围

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