173490. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fluorhidrogén leválasztására aluminiumelektrolízis hulladékgázaiból
3 173490 4 koncentrációjú hulladékgázt egy szabályos időközökben eltávolítandó, 1,5-10% izzítási veszteséggel rendelkező timföldrétegen 1 másodpercnél kisebb tartózkodási idő mellett áramoltatnak keresztül. A fluoriddal dúsított oxidot közvetlenül az elektrolizáló cellákba viszik, mimellett a fürdőbe adagolt oxid 3-20%-a adszorbeáló szerként szolgál. Ennek az eljárásnak egy előnyös kiviteli módjánál az oxidot egy haladó gázáramba viszik és ezzel egy porszűrőhöz szállítják, ahol az áteresztő réteget a fluorhidrogén eltávolításához egy por rét eg alakjában hordják fel, amelyet szabályos időközökben eltávolítanak. Ez az eljárás gyakorlatilag az előzőleg leírt eljáráshoz hasonló hátrányokkal rendelkezik. Az 1 091 994 lajstromszámú NSZK-beli közzétételi iratból ismert, hogy olyan aktív timfölddel, amelynek fajlagos felülete több, mint 150m2/g, szobahőmérséklettől 650 C°-ig terjedő hőmérsékleten, előnyösen 100-450 C°-on, 1 térfogat %-nál kisebb fluor hidrogéntartalmú gázokat tisztítanak. Előnyösen 1 térfogatrész aktív timföldet kell 800 rész gázra használni és a körülbelül 3—12 mm szemcseméretű aktív oxidot a gázzal ellenáramban kell vezetni. A gázok tisztítása ezzel 30—40 mg/m3 tisztagáztartalomra elvégezhető. Hátrányos ennél az eljárásnál az, hogy aktív timföldszemcséket kell előállítani. Az alkalmazható gáz sebesség ennél az eljárásnál a timföldrétegben 0,1—0,3 m/mp-nél van, amely gyakorlati alkalmazásra nagy készülékkeresztmetszeteket igényel. A 3 503 183 lajstromszámú USA-beli szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek, amelynél az elektrolizáló cellák kevesebb, mint 1240 mg HF/m3 koncentrációjú hulladékgázait 65-85 C°-on egy 5-30 cm ágymagasságú tömör fluidizációs rétegben kezelik. Ennél az eljárásnál a gázban levő 1 kg fluorhidrogénre számítva 25—75 kg oxigénmennyiséget használnak. A gáz tartózkodási ideje a fluidizációs ágyban 0,2—1,5 másodperc. A gáz által elragadott finom por leválasztására egy szűrő szolgál. Ennél az eljárásnál csak csekély, mintegy 0,3 m/mp. gázsebességek alkalmazhatók, mivel a kívánt tömör fluidizációs réteg nem tartható fenn és túlságosan nagy anyagmennyiségek jutnak a szűrőbe, ahol ezek rendkívül gyakori tisztítást követelnek meg és ezzel összefüggő nehézségekhez, így elzáródáshoz, a zsákok szakadásához és hasonló kellemetlenségekhez vezetnek. A meglehetősen nagy érintkező felülettel rendelkező, lehetőleg tömör réteg iránti követelmény miatt az előzőekben leírt eljárások közös vonása az, hogy az adszorpciós réteget viszonylag kis gázmennyiségekkel üzemeltetik. Ezáltal azonban olyan gazdaságos gáztisztító eljárást, amely térfogategységenként nagy gázáthaladási teljesítményt követel meg, nem lehet megvalósítani. Annak érdekében, hogy ezeket a hátrányokat kiküszöböljék, különösen pedig azért, hogy nagy áthaladási teljesítményeknél nagyon jó adszorpciós eredményeket érjenek el, azt javasolták, hogy a fluorhidrogént tartalmazó gázokat fluidizációs gázként olyan sebességgel vezessék be egy fluidizációs reaktorba, hogy a szilárdanyaggal együtt olyan erősen fellazult fluidizációs réteg keletkezzék, amelynek szilárdanyagkoncentrációja alulról felfelé •> csökken és a szilárd anyagokat túlnyomó részben felfelé hordják ki (2 056 096 lajstromszámú NSZK-beli nyilvánosságra hozatali irat). Lényegében hasonló körülmények között működik a 2 225 686 lajstromszámú NSZK-beli nyilvántartási iratban ismertetett eljárás is, mimellett a szilárdanyagok leválasztása két lépcsőben történhet és emellett a főszennyeződéseket a finomszemcsés frakcióval együtt választják le. Ezeknél az ismert eljárásoknál az elektrolizáló üzemre és a fém minőségére káros szennyeződések, így a finomeloszlású szén, valamint a vas, vanádium, foszfor, titán és más fémek vegyületeinek a leválasztása csak részben sikerül, azaz a fluoradszorbensként szolgáló nyersanyag-alumíniumoxiddal együtt ezeknek a szennyeződéseknek még mindig jóval nagyobb mennyiségét vezetik vissza az elektrolizáló üzembe, mint olyan alumíniumoxiddal, amélyet fluoradszorpcióra nem használtak. Sok esetben a nyersanyagban már am úgyis jelenlevő további szennyeződések bevitele nemcsak, hogy nem kívánatos, hanem a megkövetelt fémminőség tekintetében meg se engedhető. A találmánynak az az alapja, hogy szennyeződéseknek a száraz-abszorpcióból származó fluorral telített alumíniumoxiddal történő bevitelét elkerüljük. Meglepő módon azt találtuk, hogy ez akkor lehetséges, ha a bevezetőben említett jellegű eljárást a találmánynak megfelelően oly módon alakítjuk, hogy egy további, a fluidizációs reaktor elé kapcsolt elektromos szűrőben a szilárdanyagok leváljanak. így már nagyon messzemenően sikerül a káros szennyeződések előzetes leválasztása. A szennyeződések még nagyobb mértékű leválását lehet elérni akkor, ha a porleválasztást víz bevitelével szabályozzuk. A hulladékgáz továbbkezelése ezt követően úgy történik, hogy a káros szennyeződések messzemenő előleválasztása után a fluorhidrogént tartalmazó hulladékgázokat egy fluidizációs reaktorban alumíniumoxiddal kezeljük és ezután a gázokkal együtt kihordott szilárdanyagokat egy közvetlenül a reaktor után kapcsolt elektromos szűrőben választjuk le. A káros szennyeződések messzemenő előleválasztása után az eljárás egy előnyös változata szerint a második elektromos szűrőt több mezővel és porkamrával látjuk el, így különböző szemcsenagyságú frakciók válnak le. Ezenkívül másrészt az előnyös eljárásváltozat szerint csak a durva részt, amely a káros szennyeződés vonatkozásában a fluorhidrogénnel telített alumíniumoxid legtisztább frakcióját képviseli, az elektrolizáló kemencék számára elkülönítjük, míg a közepes frakciót a fluidizációs reaktorba vezetjük. A második elektromos szűrőnek az elektromos kemencék táplálására szánt porfrakciója számára ezenkívül egy a 2 127 910 lajstromszámú NSZK-beli nyilvánosságra hozatali irat szerinti termikus nemesítést irányozunk elő. Ennek során különösen a porfrakción levő szenet mintegy 500-1000 C°-on levegő jelenlétében elégetjük és az adszorpciós úton kötött fluorhidrogént alumíniumfluoriddá alakítjuk. Az első elektromos szűrőben az előtisztításnál összegyűlt pormennyiséget előnyösen a második elektromos 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
