Защита алюминиевого электролизера с верхним токоподводом



Защита алюминиевого электролизера с верхним токоподводом
Защита алюминиевого электролизера с верхним токоподводом
Защита алюминиевого электролизера с верхним токоподводом

 


Владельцы патента RU 2532792:

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

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.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к производству алюминия электролизом расплавов, и может быть использовано на электролизерах для получения алюминия с верхним подводом тока.

Известно устройство для улавливания газов алюминиевого электролизера, представляющее собой щитовое укрытие, выполненное в виде верхнего и нижнего экранов и установленное с зазором вдоль стенок анодного кожуха (патент SU №575040).

Недостатками известного устройства являются громоздкость, значительный объем пространства, находящегося под укрытием, и необходимость эвакуации из-под него, в целях предотвращения выбросов в рабочую зону, значительных объемов газов, зачастую превышающих производительность эксплуатируемых вентиляторов-дымососов.

Известно устройство для сбора газов в электролизерах для получения алюминия, содержащее укрытие в виде ряда подъемных плит, закрепленных на аноде посредством поворотных рычагов и газонепроницаемо соединенных с нижней частью кожуха анода и боковыми стенками электролизера, (патент РФ №2023760).

Недостатками известного устройства являются необходимость разгерметизации значительной части поверхности расплава при выполнении технологических операций «снятие угольной пены», «подтягивание осадка», «контроль состояния поверхности подошвы анода» и связанные с этим высокие выбросы загрязняющих веществ, а также существенные потери тепла за счет его отвода в окружающую среду через укрытия большой площади наружной поверхности, что сопровождается увеличением расхода электроэнергии и ухудшением энергетических показателей электролизера.

Задачей настоящего изобретения является сокращение выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытия, а также снижение потребления электролизером электроэнергии.

Достигается это тем, что в защите алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, содержащей укрытие в виде подъемных плит, газонепроницаемо соединенных с поясом анодного кожуха и боковыми стенками электролизера посредством закрепленных на анодном кожухе поворотных рычагов, каждая продольная сторона укрытия снабжена не менее чем двумя отверстиями площадью S1 по отношению к площади всего укрытия S2 при условии 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°.

Данные пределы отношения площади отверстия к площади укрытия выбраны из соображений обеспечения удобства выполнения технологических операций «снятие угольной пены», «подтягивание осадка», «контроль состояния поверхности подошвы анода» и уменьшения выбросов загрязняющих веществ в период выполнения этих операций. Отверстия менее 0,01 площади укрытия осложнят и даже сделают невозможным выполнение перечисленных технологических операций. Отверстия площадью более 0,05 площади укрытия приведут к значительному снижению эффективности улавливания загрязняющих веществ газосборным колоколом в период выполнения технологических операций, связанных с разгерметизацией электролизера. Отверстия площадью, равной 0,01÷0,05 площади укрытия, позволяют обеспечить эффективность улавливания анодных газов газосборным колоколом при разгерметизации электролизера на уровне 80-85%, фторида водорода 70-80%, что существенно выше, чем при выполнении технологических операций на электролизере, оборудованном газосборным колоколом.

Угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки в пределах 2÷5° выбран из соображений обеспечения герметичности укрытия в межоперационный период и удобства ее извлечения при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией электролизера. Отступление от данных параметров угла не обеспечит плотного прилегания крышки к отверстию.

Укрытие оборудовано теплоизоляцией для сокращения потерь тепла электролизером теплопроводностью и конвекцией, которые находятся в прямой зависимости от площади укрытия, и снижения потребления электролизером электроэнергии на восполнение этих потерь.

Наличие в укрытии отверстий, обеспечивающих допуск к поверхности расплава, обосновывается необходимостью снижения выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией электролизера. Отсутствие таких отверстий вызывает необходимость разгерметизации значительной части расплава путем снятия укрытия, что приводит к существенному увеличению выбросов загрязняющих веществ.

Выполнение крышки в форме усеченной пирамиды вызвано необходимостью обеспечения герметичности отверстия за счет плотного прилегания крышки к его стенкам в межоперационный период.

На фиг.1 показан электролизер с верхним подводом тока, оборудованный укрытием в виде подъемных плит, газонепроницаемо соединенных с поясом анодного кожуха и боковыми стенками электролизера посредством электроизолирующей герметизирующей засыпки, вид сверху, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Электролизер 1 с верхним подводом тока, оборудованный анодом 2, размещенным в кожухе 3, по всему периметру последнего оборудован укрытием 4, выполненным в виде подъемных плит. Газонепроницаемость и электрическая изоляция укрытия обеспечивается засыпкой 5, например, глиноземной, размещенной на поясе 6 анодного кожуха 3, и боковой стенкой 7 электролизера 1. Подъемные плиты с помощью кронштейнов 8 и шарниров 9 крепятся к анодному кожуху 3, что обеспечивает, при необходимости, возможность разгерметизации части или всей поверхности расплава по периметру анодного кожуха. Доступ к расплаву при выполнении технологических операций осуществляется через отверстия 10, выполненные в укрытии. Отвод газов из-под укрытия в систему организованного газоотсоса осуществляется через патрубки 11, диагонально расположенные в торцевых сторонах укрытия электролизера. Укрытия, в целях уменьшения отвода от них тепла теплопроводностью и конвекцией, содержат слой теплоизоляции 12, расположенный между наружной 13 и внутренней 14 стенками подъемных плит. Герметизацию отверстий 10 осуществляют крышками 15. Боковые стенки 16 отверстия 10, как и боковые стенки 17 крышек 15, в целях обеспечения плотного прилегания друг к другу выполнены в форме усеченной пирамиды, меньшим основанием обращенной внутрь отверстия, а угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки составляет от 2 до 5 градусов.

Устройство работает следующим образом. Из укрытого электролизера анодные газы под укрытием 4 движутся в сторону газоотводящих патрубков 11, через которые они направляются в систему организованного газоотвода на очистку. При этом герметичность укрытия обеспечивается засыпкой 5, размещенной на поясе 6 анодного кожуха 3 и боковой стенке 7 электролизера 1, а герметичность крышек 15, закрывающих отверстия 10, обеспечивается стенками 16 и 17 и крышками 15 соответственно. При выполнении технологических операций «выливка металла», «проверка состояния подошвы анода», «снятие угольной пены» разгерметизация электролизера осуществляется открыванием крышки 15. При необходимости разгерметизации одной из сторон электролизера укрытие 4 с помощью кронштейна 8, который с помощью шарнира 9 прикреплен к стенке анодного кожуха 3, поднимается на высоту, достаточную для обеспечения удобства выполнения технологических операций.

Технический результат изобретения заключается в сокращении более чем в 2 раза выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытия, сокращение потерь тепла электролизером и затрат электроэнергии на их восполнение на 20-25 кВт*ч/тAl, исключение трудозатрат на поддержание герметичности укрытия путем восстановления глиноземной засыпки по мере ее растворения в расплаве.

1. Защитное укрытие алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, содержащее подъемные плиты, газонепроницаемо соединенные с поясом анодного кожуха и боковыми стенками электролизера посредством закрепленных на анодном кожухе поворотных рычагов, отличающееся тем, что каждая продольная сторона укрытия выполнена не менее чем двумя отверстиями площадью S1 с отношением к площади всего укрытия S2, составляющим S1:S2=0,01÷0,05:1, причем отверстия снабжены герметичными крышками, а укрытие снабжено слоем теплоизоляции.

2. Укрытие по п.1, отличающееся тем, что герметичная крышка выполнена в форме усеченной пирамиды, меньшим основанием обращенной внутрь отверстия, а угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки составляет 2-5°.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.
Изобретение относится к способу перестановки штырей на алюминиевом электролизере с верхним токоподводом. .

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

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.

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

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

Изобретение относится к удалению газов из множества электролизных ячеек. .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к системе и способу сбора неочищенного газа из алюминиевых электролизеров. Система содержит отводные каналы, каждый из которых проточно соединен с соответствующим алюминиевым электролизером из упомянутых алюминиевых электролизеров и выполнен с возможностью транспортирования неочищенного газа от впуска соответствующего отводного канала на электролизере к выпуску соответствующего отводного канала, и первый общий сборный канал, проточно соединенный с упомянутыми отводными каналами на выпусках соответствующих отводных каналов, причем первый общий сборный канал выполнен с возможностью транспортирования неочищенного газа от выпусков отводных каналов к газоочистной установке, первый и второй теплообменники, размещенные в первом и втором отводных каналах, причем первый теплообменник выполнен с возможностью создания гидравлического сопротивления, которое превышает гидравлическое сопротивление второго теплообменника, и передачи тепла от первого отводимого потока неочищенного газа теплопередающей среде в первом теплообменнике, а второй отводной канал соединен с упомянутым общим сборным каналом выше по потоку первого отводного канала относительно потока неочищенного газа в сборном канале. Обеспечивается уменьшение необходимости в регулировании объемных потоков в соответствующих отводных каналах с помощью демпферов и снижение мощности, требуемой для транспортировки неочищенного газа через систему. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к системе и способу сбора неочищенного газа из алюминиевых электролизеров. Система содержит общий сборный канал для проведения потока общего сборного канала неочищенного газа в направлении потока общего сборного канала и отводные каналы, каждый которых имеет впуск, присоединенный к электролизеру для втягивания из него соответствующего отводимого потока неочищенного газа, и выпускной конец, присоединенный к общему сборному каналу, оборудованному совмещающей секцией для совмещения соответствующего отводимого потока с направлением упомянутого потока общего сборного канала, выпускное отверстие и сужение канала для ускорения соответствующего отводимого потока через выпускное отверстие в общий сборный канал, причем каждый из по меньшей мере двух отводных каналов снабжен соответствующим теплообменником, каждый из которых снабжен теплопередающим элементом, расположенным в соответствующем отводимом потоке газа, при этом теплообменники выполнены с возможностью ускорения течения соответствующего отводимого потока в общий сборный канал. Раскрыт способ сбора неочищенного газа посредством упомянутой системы. Обеспечивается уменьшение необходимости регулирования соответствующих отводимых потоков (28d) с помощью демпферов за счет объединенного гидравлического сопротивления совмещающей секции и теплообменника и снижение мощности, требуемой для транспорта неочищенного газа. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу и устройству улавливания SO2, присутствующего в газах, выходящих из ванн для промышленного производства алюминия методом огневого электролиза. Способ осуществляется посредством реакторов, через которые параллельно проходит газовый поток и в которые поступает сорбент типа порошка, с возможностью адсорбции отходов, присутствующих в газовом потоке, при этом каждый из реакторов содержит средства сбора сорбента после вхождения в контакт с газовым потоком, один из реакторов содержит средства удаления сорбента после вхождения в контакт с газовым потоком в средства нагнетания в другой из реакторов, причем между средствами удаления и средствами нагнетания происходит десорбция SO2 из сорбента, который он адсорбировал при вхождении в контакт с газовым потоком до его прохождения в средства удаления. Изобретение обеспечивает эффективное улавливание SO2. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх