Способ перестановки штырей на алюминиевом электролизере с верхним токоподводом

Авторы патента:

Гильдебрандт Эдуард Мечиславович (RU)

Владельцы патента RU 2486293:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к способу перестановки штырей на алюминиевом электролизере с верхним токоподводом. Способ включает извлечение штыря из тела анода, загрузку подштыревой массы в лунку и установку нового штыря, при этом после загрузки подштыревой массы в лунку и ее расплавления подают хладагент совместно с коксопылевой смесью в количестве 0,3-0,6 кг/м³ на одну лунку. Обеспечивается снижение концентрации смолистых веществ в фонарных выбросах при перестановке штырей. 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам, применяемым при перестановке штырей для снижения концентрации смолистых веществ в фонарных выбросах при производстве алюминия на электролизерах с верхним токоподводом.

Известен способ перестановки штырей, включающий извлечение штыря из тела анода, улавливание выделяющихся из лунки газов при перестановке штырей и направление их в горелку с помощью всасывающей головки и гибкой отсасывающей трубки (RU Патент №2119974 С1 от 10.10.1998).

Однако данный способ не обеспечивает достаточную степень улавливания смолистых веществ и требует создания специального устройства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ улавливания газов при извлечении анодных штырей алюминиевого электролизера, включающий их локализацию в гильзах с герметичными заглушками, смонтированными в местах установки штырей (RU Патент №2325471 С1 от 04.09.2008).

Недостатком способа является то, что скорость коксования при прохождении газов через адсорбирующие фильтры не меняется. Это приводит к снижению качества вторичного анода, образованию трещин, крупных открытых каналов в подштыревой массе. Также возникает необходимость создания участка по утилизации графитовых фильтров.

В основу изобретения положена задача разработки способа, обеспечивающего уменьшение содержания смолистых веществ в фонарных выбросах во время перестановки штырей на алюминиевом электролизере с верхним токоподводом путем охлаждения поверхности массы, загруженной в лунку после извлечения анодного штыря, конденсации и адсорбции смолистых веществ, выделяющихся при расплавлении и коксовании подщтыревой массы.

Достижение поставленной задачи обеспечивается тем, что при извлечении штыря из анода на лунку до установки нового штыря подают хладогент с коксопылевой смесью для конденсации и адсорбции выделяющихся газов и осаждения на аноде смолистых веществ. После загрузки подштыревой массы в лунку и ее расплавления осуществляют подачу хладагента совместно с коксопылевой смесью в количестве 0,3-0,6 кг/ м³ на одну лунку.

Такое содержание коксовой пыли в хладагенте обеспечивает теплоемкость смеси, достаточную для требуемого снижения температуры.

Увеличение объема может привести к снижению температуры, а следовательно, замерзанию подштыревой массы. Снижение объема не приведет к достижению поставленной задачи.

Использование заявляемого способа позволяет осадить большую часть выделяющихся из лунки смолистых веществ и, соответственно, уменьшить их объем в фонарных выбросах при перестановке штырей.

Использование охлаждающих веществ позволит предотвратить воспламенение анодной массы на поверхности анода, так как они не поддерживают горение углеводородов.

Испытания заявляемого способа были проведены на электролизерах с верхним токоподводом во время перестановки штырей. После извлечения штыря из анода в образовавшуюся лунку загружали подштыревую массу, которая плавилась. Затем на поверхность лунки и прилегающую к ней поверхность анода подавали, например, воздух в смеси с коксовой пылью в количестве от 0,2 до 1,2 кг/м³. Затем устанавливали новый штырь в лунку. Это обеспечивало осаждение и конденсацию капелек смолистых веществ на поверхности анода и устраняло их испарение и возгорание.

Для определения эффективности предлагаемого способа перестановки штырей проведены промышленные эксперименты. Сравнены результаты содержания смолистых веществ в фонарных выбросах при перестановке штырей на 5 ваннах-свидетелях и на 5 опытных электролизерах. Замеры проведены по методическим указаниям на флюорисцентное определение смолистых веществ в воздухе №2334-81. При этом показатели выбросов смолистых веществ при использовании известного способа перестановки штырей (ванны-свидетели) приняты за 100%. Результаты приведены в таблице.

Способ перестановки	Содержание смолистых веществ в период перестановки штырей, %
Ванны-свидетели	100
Расход воздушно-коксопылевой смеси, кг/м³
0,2	75
0,5	17
0,7	15
1,0	15
1,2	15
1,5	наблюдается снижение температуры, препятствующее расплавлению подштыревой массы

Предлагаемый способ перестановки штырей на алюминиевом электролизере с верхним токоподводом позволяет уловить большую часть выделяющихся из лунки смолистых веществ и, соответственно, уменьшить их объем в фонарных выбросах при перестановке штырей.

Способ перестановки штырей на алюминиевом электролизере с верхним токоподводом, включающий извлечение штыря из тела анода, загрузку подштыревой массы в лунку и установку нового штыря, отличающийся тем, что после загрузки подштыревой массы в лунку и ее расплавления осуществляют подачу хладагента совместно с коксопылевой смесью в количестве 0,3-0,6 кг/м³ на одну лунку.

Изобретение относится к устройству для аспирации газа электролизера с верхним токоподводом для электролитического получения алюминия. .

Устройство для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами // 2468127

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению алюминия в электролизерах с предварительно обожженными анодами, и может быть применено для улавливания выбросов при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытий.

Горелочное устройство щелевого типа алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом // 2456383

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к электролитическому получению алюминия, и предназначено для сжигания анодных газов в горелочных устройствах электролизеров с самообжигающимся анодом.

Система охлаждения и очистки дымового газа // 2455399

Изобретение относится к охладителю дымового газа из алюминиевых электролизеров при выплавке алюминия и способу охлаждения и очистки дымового газа. .

Способ удаления газов и устройство для его осуществления // 2450090

Изобретение относится к удалению газов из множества электролизных ячеек. .

Способ улавливания анодных газов из алюминиевого электролизера // 2448201

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом, и может быть использовано для удаления анодных газов от алюминиевых электролизеров с самообжигающимся анодом, оснащенных системой автоматической подачи сырья.

Способ улавливания отходящих газов из алюминиевого электролизера // 2448200

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом, и может быть использовано при удалении отходящих газов от алюминиевых электролизеров с самообжигающимся анодом.

Устройство для сбора и удаления газов из алюминиевого электролизера содерберга // 2443804

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к оборудованию для электролитического получения алюминия, а конкретно к устройствам для улавливания и удаления отходящих газов алюминиевых электролизеров Содерберга.

Способ очистки горелочного устройства и газоходной сети алюминиевого электролизера // 2437966

Изобретение относится к производству алюминия на электролизерах с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом, в частности к способу очистки горелочного устройства и газоходной сети алюминиевого электролизера.

Система и способ улавливания выбросов из электролизера // 2436872

Изобретение относится к системе и способу улавливания выбросов, производимых электролизером, предназначенным для производства алюминия, и отвода упомянутых выбросов из электролизера в потоке газа.

Технологическая линия очистки отходящих газов электролитического производства алюминия в электролизерах, оснащенных системой автоматической подачи сырьевых сыпучих материалов // 2494175

Изобретение относится к очистке отходящих газов электролизеров с обожженными анодами, снабженных системой автоматической подачи глинозема. Линия включает блок сухой очистки, содержащий бункер свежего глинозема, вертикальный реактор - адсорбер, соединенный линией подачи свежего глинозема с бункером и снабженный узлом для подачи отходящих газов, узлом подачи свежего глинозема, узлом подачи отработанного глинозема, рукавный фильтр, состоящий из фильтрационной камеры и бункера-накопителя отработанного глинозема, связанного с бункером фторированного глинозема. Блок сухой очистки, соединенный с линией подачи фторированного глинозема к электролизерам и с реактором-адсорбером, включает систему отвода газов из фильтрационной камеры, систему вывода очищенных газов в атмосферу, при этом линия подачи свежего глинозема из бункера в реактор-адсорбер и линия подачи фторированного глинозема из бункера фторированного глинозема в систему централизованной подачи глинозема к электролизерам выполнены в виде аэрожелобов. Бункер свежего глинозема снабжен контуром аэрации сжатым воздухом. Обеспечивается снижение энергетических и эксплуатационных затрат, повышение степени очистки отходящих газов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ и устройство проверки и контроля удаления фторида водорода из технологического газа // 2509596

Изобретение относится к способу удаления фторида водорода из технологического газа, образуемого во время получения алюминия из оксида алюминия. Система газоочистки (1) содержит скрубберную камеру (8, 10, 12) для целей смешивания технологического газа с дисперсным оксидом алюминия, и фильтрующее устройство (24, 26, 28), которое расположено ниже по потоку от скрубберной камеры (8, 10, 12) по отношению к направлению потока технологического газа. Устройство измерения диоксида серы (40, 42, 44, 50) функционирует для измерения величины концентрации диоксида серы, который присутствует в технологическом газе ниже по потоку от фильтрующего устройства (24, 26, 28). Контрольное устройство (46) функционально связано с устройством измерения диоксида серы (40, 42, 44, 50) и функционирует для использования измеренной величины концентрации диоксида серы для оценки эффективности удаления фторида водорода посредством системы газоочистки (1). Технический результат заключается в повышение эффективности удаления фторида. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для сбора и удаления газов из алюминиевых электролизеров содерберга // 2526352

Изобретение относится к устройству для улавливания и удаления отходящих газов алюминиевых электролизеров Содерберга. Устройство содержит газосборный колокол, навешенный по периметру анодного кожуха, соединенный с газоходами системы централизованного газоудаления, и патрубки. Не менее двух патрубков установлены симметрично в центральной части продольных сторон, в зоне максимальных температур газосборного колокола и соединены трубопроводами с газоходами системы централизованного газоудаления. Патрубки выполнены с уменьшением площади выходного отверстия патрубка по отношению к входному отверстию. В зоне газосборного колокола, прилегающей к местам установки патрубков, выполнены отверстия для подачи воздуха. В основании патрубков выполнены дополнительные отверстия для подачи воздуха. Дополнительные отверстия в основании патрубков выполнены по оси симметрии патрубков, а соотношение высоты расположения отверстий над основанием патрубков к длине основания патрубков составляет 0,22÷0,27. Обеспечивается горение под газосборным колоколом электролизера и в нижней области патрубков, создание достаточного разрежения для удаления анодных газов из-под газосборного колокола как при полной герметизации газосборного колокола, так и при его частичной разгерметизации с обеспечением снижения выбросов в атмосферу корпуса электролиза. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Защита алюминиевого электролизера с верхним токоподводом // 2532792

Изобретение относится к производству алюминия электролизом расплавов, в частности к укрытию электролизера для получения алюминия с верхним подводом тока. Укрытие алюминиевого электролизера с верхним токоподводом содержит подъемные плиты, газонепроницаемо соединенные с поясом анодного кожуха и боковыми стенками электролизера посредством закрепленных на анодном кожухе поворотных рычагов, каждая продольная сторона укрытия имеет не менее двух отверстий площадью S1, отношение которой к площади всего укрытия S2 составляет S1:S2=0,01÷0,05:1, причем отверстия снабжены герметичными крышками, а само укрытие выполнено с теплоизоляцией. Герметичная крышка выполнена в форме усеченной пирамиды, меньшим основанием обращенной внутрь отверстия, а угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки составляет 2-5°. Обеспечивается сокращение выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытия, и снижение потребления электролизером электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера // 2534712

Изобретение относится к устройствам для дожигания анодных газов алюминиевых электролизеров. Устройство содержит горелку с щелями для подсоса воздуха и турбулизаторы для интенсификации смешивания горючих компонентов с воздухом и регулирования расхода воздуха, выполненные в виде дисков, закрепленных на поворотных осях, при этом угол между проекциями этих осей на горизонтальную плоскость составляет от 0 до 90 градусов, диски расположены на разных уровнях по высоте горелки не менее чем в два яруса с возможностью их поворота на угол 360 градусов. Диски с наружной стороны имеют выступы, отношение высоты которых к диаметру диска находится в пределах h:D=0,05÷1,1:1, отношение расстояния между поворотными дисками к диаметру диска находится в пределах H:D=1:1,15÷1,25 и отношение расстояния между выступами к высоте выступа находится в пределах L:h=3÷4:1. Обеспечивается повышение эффективности дожигания горючих компонентов анодного газа - оксида углерода, смолистых веществ, обеспечение возможности регулирования разрежения в горелке и объема подсасываемого в нее воздуха, а также обеспечение возможности безопасного удаления отложений из полости горелки без использования предназначенного для этого инструмента - скребков, шумовок и прочее. 2 ил.

Газосборник алюминиевого электролизера (варианты) // 2550478

Изобретение относится к газосборнику для улавливания и термического обезвреживания анодных газов от алюминиевых электролизеров с самообжигающимися анодами (варианты). Газосборник алюминиевого электролизера содержит угловые секции, расположенные на диагонально противоположных углах анодного кожуха, или прямые секции, расположенные в середине продольных сторон анодного кожуха, или угловые и прямые секции, соответственно расположенные на диагонально противоположных углах и в середине продольных сторон анодного кожуха. Каждая угловая или прямая секция газосборника содержит угловую или прямую бесщелевую камеру дожигания и две прямые камеры сгорания со сквозными щелями. Обеспечивается повышение эффективности термического обезвреживания анодных газов при одновременном снижении трудоемкости обслуживания и металлоемкости. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство для сбора и удаления газов из алюминиевого электролизера // 2553137

Изобретение относится к устройствам для сбора и удаления газов на электролизерах с односторонним газоотсосом при поперечном их расположении в корпусе. Устройство содержит балку-коллектор, имеющую верхний и нижний пояса жесткости и двойные вертикальные стенки, между которыми в верхней части балки-коллектора вдоль вертикальных стенок образованы основные газоходные каналы переменного сечения с конфузорами, расположенными вдоль продольной оси балки-коллектора над анодами, одним концом закрепленными на входе в обтекатель, а другим с отверстиями в нижнем поясе жесткости, высота основных газоходных каналов возрастает к торцу балки-коллектора, соединенного с системой газоочистки. Между верхним и нижним поясами жесткости симметрично продольной оси балки-коллектора расположены два дополнительных газоходных канала переменного сечения, соединенные с нижним поясом жесткости с помощью конфузоров, снабженных заслонками и расположенных вдоль продольной оси над анодами между конфузорами основного газоходного канала, при этом с лицевой стороны каждый основной газоходный канал имеет конфузор, установленный в зоне забора металла. Заслонки конфузоров дополнительных газоходных каналов соединены с датчиками включения и выключения дополнительного газоходного канала, при этом все конфузоры установлены наклонно относительно вертикальной оси электролизера. Обеспечивается равномерное газоудаление и повышение его эффективности за счет локального удаления газов при замене анодов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ и устройство для утилизации тепла анодных газовалюминиевого электролизера // 2558813

Изобретение относится к способу и устройству для утилизации тепла анодных газов алюминиевого электролизера. Способ утилизации тепла анодных газов алюминиевого электролизера включает сжигание анодных газов в горелочном устройстве электролизера и направление дымовых газов в теплообменник, направление глинозема противотоком в межтрубное пространство, выдержку его в течение 10-12 часов для нагрева теплом дымовых газов до температуры 200-250°C с последующим повторением цикла. Устройство содержит теплообменник, установленный между двумя смежными электролизерами, выполненный наклонным по отношению к ним, содержащий 40-50 труб с наружным диаметром 50 мм для непосредственной передачи тепла дымовых газов глинозему, имеющий наружный диаметр, составляющий 800±50 мм, и площадь теплообмена, составляющую 15-20 м2, и снабженный отводящими наклонными трубопроводами для подачи глинозема в электролизер. Обеспечивается сокращение расхода электроэнергии на производство алюминия и транспортировку анодных газов и уменьшение материалоемкости газоходной сети корпуса электролиза. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ вентиляции электролизера для получения алюминия // 2559604

Изобретение относится к способу вентиляции электролизера для получения алюминия. Способ включает отведение вентиляционных газов из внутренней зоны, охлаждение по части вентиляционных газов с образованием охлажденных вентиляционных газов, осуществление циркуляции части охлажденных вентиляционных газов во внутреннюю зону, охлаждение всего потока вентиляционных газов, отведенных из внутренней зоны, с использованием первого теплообменника, отведение из первого теплообменника части охлажденных вентиляционных газов, осуществление циркуляции части охлажденных вентиляционных газов во второй теплообменник для их дополнительного охлаждения и осуществление циркуляции части упомянутых дополнительно охлажденных вентиляционных газов во внутреннюю зону. Раскрыт также электролизер, имеющий теплообменники в газоходе. Обеспечивается снижение капитальных затрат и текущих эксплуатационных расходов. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Газосборное устройство алюминиевого электролизера // 2569866

Изобретение относится к газосборному устройству алюминиевого электролизера. Газосборное устройство алюминиевого электролизера содержит прямые и угловые секции, подвешенные с помощью зацепов по периметру анодного кожуха. Секции выполнены пустотелыми и между их внутренней и наружной стенками размещен теплоизолирующий слой высотой h, равной 0,7-0,8 высоты H секции газосборного устройства. Обеспечивается снижение удельного расхода электроэнергии на производство алюминия, на 250-400 кВт·ч/т Al. 3 ил.