[发明专利]混合气体的处理方法

说明书

本发明公开了混合气体的处理方法，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，处理方法包括以下步骤：S1、一级分离：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，然后收集第一固体；S2、二级分离：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，然后收集第二固体；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。可见，本发明的混合气体的处理方法利用混合气体中气体相变温度的不同进行逐级地分离，既保证了较高的纯度，又充分地利用了温度的梯度变化，分离过程中无需额外的能量投入，充分回收资源的同时还节能环保。

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方法。

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方法，因此，为了解决该技术问题，本发明的目的在于提供混合气体的处理方法。

本发明实现上述目的所提供的技术方案如下：

混合气体的处理方法，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，处理方法包括以下步骤：S1、一级分离：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，然后收集第一固体；S2、二级分离：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，然后收集第二固体；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，所述混合气体还具有固体颗粒杂质，处理方法还包括步骤：S0、初级分离：将混合气体的温度冷却至初级温度，然后收集固体颗粒杂质；并且/或者，所述混合气体还具有第三气体，处理方法还包括步骤：S3、三级分离：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，然后收集液体；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，初级温度、第一温度、第二温度和第三温度按照至少50℃的梯度依次降低；并且/或者，混合气体由至少两种不同金属的金属氧化物与氯气在950～1350℃下反应生成。

进一步地是，混合气体由粉煤灰与氯气反应生成，粉煤灰中含有SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂中的任意几种。

进一步地是，初级温度为450～550℃；第一温度为250～280℃，第一固体主要由氯化铁构成；第二温度为120～140℃，第二固体主要由氯化铝构成；第三温度为0～30℃，液体主要由氯化硅或氯化钛构成。