[发明专利]混合气体的处理系统

说明书

本发明公开了混合气体的处理系统。处理系统包括依次连接的一级分离单元和二级分离单元；一级分离单元包括：一级换热除尘结构，用于将混合气体的温度冷却至第一温度，使混合气体中的第一气体在第一温度下冷凝为第一固体并收集部分第一固体；一级过滤结构，用于收集其余的第一固体；二级分离单元包括：二级换热除尘结构，用于将混合气体的温度冷却至第二温度，使混合气体中的第二气体在第二温度下冷凝为第二固体并收集部分第二固体；二级过滤结构，用于收集其余的第二固体；其中，第一温度大于第二温度，第二气体在第一温度下呈气态。本发明仅仅采用换热与过滤的组合就实现了混合气体的逐级分离，与现有技术相比，投资成本更低，经济效益更高。

技术领域

本发明涉及混合气体尤其是由粉煤灰氯化所产生的混合气体的处理的技术领域，具体而言，涉及混合气体的处理系统。

背景技术

粉煤灰是煤燃烧后的烟气形成的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。大量的粉煤灰会形成扬尘污染大气，其中的有毒化学物质会对人体和生物造成严重危害。我国由火力发电厂产生的粉煤灰每年已达数亿吨并逐年增加。这些粉煤灰，一方面造成了严重的环境污染，而另一方面，它又含有可用资源。因此，如何从粉煤灰中提取这些有用资源实现高值化综合利用，具有重要的现实意义。

目前国际上研究的主要方向是酸法提铝工艺，但是效果均不理想；在此基础上产生了氯化技术路线，例如，中国发明专利CN102502665A公开了一种综合回收粉煤灰中有价元素的方法，该方法利用两段氯化、还原、精馏等多道工序实现了粉煤灰中多种金属的回收，但是该方法工艺复杂，难以实现工业化处理。

发明内容

粉煤灰参与氯化反应生成的气体实质上是一种由多种金属化合物气体构成的混合物，而现有技术中尚无有效的快速分离系统。本发明针对这类混合气体，尤其是由多种金属氯化物气体构成的混合气体，本发明的目的在于提供结构及效果明显优于背景技术的混合气体的处理系统。

本发明实现上述目的所提供的技术方案如下：

混合气体的处理系统，所述混合气体具有至少两种气体，所述至少两种气体相变为固体的温度不相同，处理系统包括依次连接的一级分离单元和二级分离单元；其中，一级分离单元包括：一级换热除尘结构，用于将混合气体的温度冷却至第一温度，使混合气体中的第一气体在第一温度下冷凝为第一固体并收集部分第一固体；一级过滤结构，用于收集其余的第一固体；二级分离单元包括：二级换热除尘结构，用于将混合气体的温度冷却至第二温度，使混合气体中的第二气体在第二温度下冷凝为第二固体并收集部分第二固体；二级过滤结构，用于收集其余的第二固体；其中，第一温度大于第二温度，第二气体在第一温度下呈气态。

进一步地是，所述混合气体由至少两种不同金属的金属氧化物与氯气在氯化炉中反应生成，优选由粉煤灰与氯碱行业或PVC产业的富余氯气在氯化炉中反应生成。

进一步地是，处理系统还包括初级分离单元和/或三级分离单元；其中，初级分离单元包括：初级换热结构，用于将氯化炉排出的混合气体冷却至初级温度；初级过滤结构，用于收集混合气体中的固体颗粒杂质；三级分离单元包括：三级换热结构，用于将混合气体的温度冷却至第三温度，使混合气体中的第三气体在第三温度下冷凝为液体并收集液体；其中，初级温度＞第一温度＞第二温度＞第三温度，第一气体在初级温度下呈气态，第三气体在第二温度下呈气态。

进一步地是，处理系统还包括：第一回收单元，用于将三级分离单元输出的尾气重新输入至氯化炉中；第二回收单元，用于将初级分离单元收集的固体颗粒杂质重新输入至氯化炉中；氯气发生单元，用于将液氯转化为氯气并将氯气输入至氯化炉中；排灰单元，用于排出初级分离单元、一级分离单元和二级分离单元收集的固体；清灰单元，用于对初级过滤结构、一级过滤结构、二级过滤结构的过滤介质进行清灰。