Устройство для сбора и удаления газов из алюминиевого электролизера



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

 


Владельцы патента RU 2553137:

Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" (RU)

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 области цветной металлургии, в частности к получению алюминия способом электролиза, и может быть применено для удаления газов на электролизерах с односторонним газоотсосом при поперечном их расположении в корпусе.

Известен патент СССР №1473718, выданный французской фирме «Алюминиум Пешине», C25C 3/20, 1989 г, где балка-коллектор разделена по высоте на пять газоходных каналов для удаления газов, образованных с помощью горизонтальных перегородок разной длины. Удаление газов производится соответственно в пяти зонах электролизера. Ширина каждой зоны всасывания соответствует ширине двух створок укрытия электролизера, при этом каждая зона работает независимо друг от друга.

Регулирование газоудаления производится с помощью установленных в каждом канале температурных датчиков и поворотных заслонок. При такой конструкции системы газоудаления обеспечить эффективность газоудаления при замене анодов довольно сложно, так как положение поворотных заслонок зависит от показания температурных датчиков.

Известно устройство для сбора и удаления выделяющихся из алюминиевого электролизера газов, содержащее балку-коллектор с вертикальными стенками, верхним и нижним поясами жесткости и каналами для сбора и удаления газов с всасывающими окнами, в котором вертикальные стенки балки-коллектора выполнены двойными для образования двух каналов для сбора и удаления газов, размещенных в верхней части балки-коллектора, в каждом из которых наклонно установлены ограничители, образующие всасывающую щель постоянной ширины и переменной высоты, причем высота каналов возрастает к торцу балки-коллектора, соединенному с системой газоотсоса (RU, патент №2218453, C25C 3/22, опубл. 10.12.2003). Из-за того, что площадь входной щели канала газохода в несколько раз больше площади выходного патрубка, конструкция не обеспечит равномерного, по всей длине балки - коллектора, газоудаления, что подтверждается расчетами и трехмерным моделированием. Уменьшение ширины щели приведет в процессе работы к зарастанию ее сажей и глиноземом.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для сбора и удаления выделяющихся газов из алюминиевого электролизера с обожженными анодами, оснащенного системой автоматической подачи сырья с пробойниками. Устройство содержит балку-коллектор с верхним и нижним поясами жесткости и вертикальными двойными стенками, между которыми в верхней части балки-коллектора вдоль вертикальных стенок образованы газоходные каналы переменного сечения, высота которых возрастает к торцу балки-коллектора, соединенному с системой газоочистки. (RU, патент №2385975, C25C 3/22, опубл. 10.04.2010). Между вертикальными стенками балки-коллектора, между пробойниками установлены пластины с образованием постепенно сужающихся вверх входных каналов (конфузоров) с обтекателями на входе в газоходный канал, выполненными с уменьшением высоты их поперечного сечения к торцу балки-коллектора, соединенному с системой газоочистки, вертикальные двойные стенки газоходного канала соединены между собой поперечной пластиной, в которой выполнены отверстия, в торце балки-коллектора, соединенном с системой газоочистки, газоходные каналы объединены с образованием выходного канала, площадь поперечного сечения которого не менее суммы максимальных площадей поперечного сечения газоходных каналов, а в торце балки-коллектора, противоположном торцу, соединенному с системой газоочистки, газоходные каналы объединены между собой с помощью дополнительно установленных пластин с образованием всасывающего отверстия для газов над зоной забора металла.

Недостатком данной конструкции является то, что в режиме замены анодов и забора металла корпусные газы затягиваются под укрытия электролизера, тем самым объем удаляемых газов необходимо увеличивать. Увеличение объема удаляемых газов приводит к тому, что при существующих размерах газоходных каналов система газоудаления не справляется с объемом газов затягиваемых через открытые створки укрытия электролизера. В результате чего происходит выбивание газов в корпус и накопление газов в верхней части укрытия.

В основу изобретения положена задача, заключающаяся в повышении эффективности устройства для сбора и удаления газов из алюминиевого электролизера.

Техническим результатом изобретения является обеспечение равномерного газоудаления по всей длине алюминиевого электролизера с односторонним газоудалением и при его поперечном расположении в корпусе за счет локального удаления газов при замене анодов и снижения газодинамического сопротивления.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в устройстве для сбора и удаления выделяющихся газов из алюминиевого электролизера с обожженными анодами, оснащенном системой автоматической подачи сырья и балкой-коллектором, содержащей 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, снабженные 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, согласно заявленному изобретению 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.

Изобретение дополняют частные отличительные признаки, направленные на достижение технического результата.

Заслонки конфузоров дополнительных газоходных каналов соединены с датчиками включения и выключения дополнительного газоходного канала, все конфузоры установлены наклонно относительно вертикальной оси электролизера.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг.1 изображено устройство для сбора и удаления газов при одностороннем отсосе газов, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид снизу; на фиг.3 - то же, поперечный разрез; на фиг.4 - то же, поперечный разрез по дополнительному каналу.

Конструкция устройства для сбора и удаления газов является частью балки-коллектора, состоит из вертикальных стенок 1, верхнего 2 и нижнего 3 поясов жесткости, двух основных газоходных каналов 4 и двух дополнительных газоходных каналов 5. В верхней части балки-коллектора вдоль вертикальных стенок с помощью пластин 6, 7, 8 образованы два основных газоходных канала 4 прямоугольного переменного сечения постоянной ширины для равномерного удаления газов по длине балки-коллектора. С глухой стороны с целью снижения газодинамического сопротивления газоходные каналы прямоугольного сечения с помощью патрубка 9 переходят в каналы круглого сечения 10, при этом площадь сечения каждого круглого канала 10 должна быть не менее площади каждого выходного сечения основного газоходного канала. Нижние пластины 6 установлены ступенчато, деля основной газоходный канал на определенные зоны всасывания и образовывая вертикальные впускные отверстия 11 в основной газоход, при этом сечение впускных отверстий 11 увеличивается к лицевому торцу балки-коллектора. К образованным отверстиям с помощью пластин выполнены специальные обтекатели направленного действия 12 для снижения газодинамического сопротивления. С помощью труб 13 и конфузоров 14 и 15 обтекатели направленного действия 12 соединены с отверстиями 16 и 17 нижнего пояса жесткости 3. Отверстия 16 и 17 выполнены прямоугольной формы и служат для удаления газов с помощью основных газоходных каналов 4. Равномерность газоудаления по длине балки-коллектора обеспечивается расположением зон всасывания. С этой целью отверстия 16 расположены напротив анодов с шагом, кратным шагу установки анодов, а отверстия 17 расположены в зоне забора металла.

Между трубами 13, верхним 2 и нижним 3 поясами жесткости вдоль балки-коллектора с помощью горизонтальной трубы 18 сформированы симметрично продольной оси балки-коллектора два вспомогательных газоходных канала 5 переменного сечения. В горизонтальных трубах 18 в нижней части выполнены входные отверстия 19 для удаления газов. С помощью конфузоров 20, которые снабжены заслонками 21, входные отверстия 19 соединены с отверстиями 22 нижнего пояса жесткости 3. Повышение эффективности газоудаления при замене анодов обеспечивается подключением дополнительных каналов, которые способны локально производить забор газов.

В нижнем поясе жесткости 3 балки-коллектора с лицевой стороны выполнено отверстие 23 для осуществления забора металла. По контуру отверстия 23 установлена вертикальная стенка 24, которая закреплена между верхним 2 и нижним 3 поясами жесткости, при этом вертикальная стенка 24 имеет вертикально расположенные отверстия 25 прямоугольного сечения и снабжена конфузором 26 для поступления их в основной канал через конфузор 15. Отверстие 23 при работе электролизера в стационарном режиме закрывается с помощью специальной крышки.

С внешней стороны на вертикальных стенках балки-коллектора установлены рычажные механизмы 27 поворота заслонок 21 и датчики включения и выключения 28 тягодутьевой машины

В процессе стационарной работы электролизера выделяющиеся газы поднимаются вверх и через отверстия 16 и 17 попадают в конфузоры 14 и 15 соответственно, далее, проходя через трубы 13 и обтекатели направленного действия 12, попадают в основной канал, по которому транспортируются вдоль электролизера к патрубку 9, где плавно переходят в канал круглого сечения 10 и далее поступают в корпусную систему газоудаления.

В процессе забора металла из электролизера выбивающиеся газы свободно поднимаются, проходя через отверстия 16, и через отверстие 23 и конфузор 26 поступают в конфузоры 15 и далее по трубам 13 в основные каналы, по которым также транспортируются в корпусную систему газоудаления.

Перед заменой анода в работу подключается дополнительный канал, который способен локально удалять газы. В одном или в двух конфузорах 20 в зависимости от расположения меняемого анода относительно конфузоров 14 перед заменой анода через рычажный механизм 27 открывается заслонка 21 и с помощью датчиков включения и

выключения 28 подает сигнал на включение тягодутьевой машины, при этом остальные заслонки 21 остаются закрытыми, что обеспечивает локализацию удаляемых газов. Выделяющиеся газы через отверстия 22 поступают в конфузоры 20, попадают в дополнительный канал, по которому транспортируются в корпусную систему газоудаления.

1. Устройство для сбора и удаления газов, выделяющихся из алюминиевого электролизера с обожженными анодами, оснащенного системой автоматической подачи сырья, содержащее 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, при этом высота основных газоходных каналов возрастает к торцу балки-коллектора, соединенного с системой газоочистки, отличающееся тем, что 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, имеющих заслонки 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.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заслонки конфузоров дополнительных газоходных каналов соединены с датчиками включения и выключения дополнительного газоходного канала.

3. Устройство по п.1, отличающийся тем, что все конфузоры установлены наклонно относительно вертикальной оси электролизера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к газосборнику для улавливания и термического обезвреживания анодных газов от алюминиевых электролизеров с самообжигающимися анодами (варианты).

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.

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.

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 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