Газосборное устройство алюминиевого электролизера

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 области цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавов, и может быть использовано на электролизерах для получения алюминия.

Известно газосборное устройство алюминиевого электролизера, заключенного в катодный кожух, содержащее прямые и угловые секции, подвешенные по всему периметру нижней части анодного кожуха, при этом нижняя кромка секции установлена от анодного кожуха на расстоянии, равном 0,4÷0,6 расстояния между анодным кожухом и стенкой катодного кожуха (Патент РФ №2324012, опубл. 10.05.2008 г., бюл. №13).

Недостатками известного газосборного устройства являются значительная площадь наружной поверхности и высокие потери тепла через нее в окружающую среду, на компенсацию которых затрачивается значительная часть электроэнергии, потребляемой электролизером, в удельном исчислении до 600-700 кВт·ч/т Al.

Известна секция газосборного колокола алюминиевого электролизера, изготовленная из смеси порошкообразных оксида алюминия и металлического алюминия с жидким стеклом согласно способу (Авт. свид. SU №1578234, опубл. 15.07.1990 г., бюл. №26). Изготовленная из порошкообразных материалов секция обладает низкой теплопроводностью и меньшими, в сравнении с чугунной, потерями тепла в окружающую среду.

Недостатками известной секции являются риск пропитки порошкообразных материалов испаряющимися с поверхности расплава фтористыми солями, увеличение их объема и, как следствие, разрушение секции, а также ее хрупкость и риск поломки при воздействии инструментом (лом, скребок), применяемом при выполнении технологических операций.

Задачей настоящего изобретения является снижение потерь тепла конструктивными элементами электролизера в окружающую среду и затрат электроэнергии на их компенсацию.

Достигается это тем, что газосборное устройство алюминиевого электролизера, содержащее прямые и угловые секции, подвешенные с помощью зацепов по периметру анодного кожуха, оборудовано теплоизолирующим слоем, для чего 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.

Целесообразность оборудования газосборного устройства теплоизолирующим слоем обусловлена тем, что порядка 1,5-2,5% энергии, потребляемой электролизером, через поверхность секций рассеивается в окружающую среду в виде тепла, и уменьшение этих потерь является существенным резервом снижения потребления электролизером электроэнергии.

Пустотелость секций обусловлена необходимостью защиты теплоизолирующего слоя от воздействия расплава, а также инструмента, используемого при выполнении технологических операций.

Отношение высоты слоя тепловой изоляции к высоте секции газосборного устройства обосновывается следующим. Согласно требованиям технологических инструкций, нижняя кромка секций газосборного устройства во время работы электролизера присыпается глиноземом, что предупреждает подсосы воздуха и выбивание газа из-под него. При этом высота слоя глинозема, являющегося также и теплоизоляцией, на нижней кромке секции должна быть в пределах 5-10 см, что составляет 0,2-0,3 высоты секции газосборного устройства. Следовательно, изоляция высотой более 0,8 высоты секции будет дублировать теплоизолирующие свойства глиноземной засыпки. Уменьшение высоты слоя изоляции менее 0,7 высоты секции приведет к увеличению потерь тепла электролизером через незащищенный участок газосборного устройства.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем. Потери тепла через поверхность газосборного устройства электролизера с верхним токоподводом составляют порядка 35 кВт, и на их компенсацию расходуется 600-700 кВт·ч электроэнергии. Оборудование секций газосборного устройства тепловой изоляцией позволяет существенно снизить эти потери, в частности, при использовании в качестве теплоизоляции асбестового материала, коэффициент теплопроводности которого составляет 0,2 Вт/м·К, в 1,5-2 раза, при использовании вспученного вермикулита, коэффициент теплопроводности которого 0,05 Вт/м·К - в 2-3 раза, что подтверждено результатами опытно-промышленных испытаний. Таким образом, удельные затраты электроэнергии на компенсацию тепловых потерь, а следовательно - удельный расход электроэнергии на производство алюминия снижаются на 250-400 кВт·ч/т Al.

Заявляемое устройство поясняется рисунками. На фиг. 1 изображен фрагмент газосборного устройства алюминиевого электролизера, содержащего прямые 1 и угловую 2 секции. На фиг. 2 изображен разрез прямой секции газосборного устройства, между внутренней 3 и наружной 4 стенками которой размещен теплоизолирующий слой 5, а сама секция с помощью зацепа 6 крепится к анодному кожуху. На фиг. 3 изображен разрез угловой секции газосборного устройства, между внутренней 3 и наружной 4 стенками которой размещен теплоизолирующий слой 5, а сама секция с помощью зацепа 6 также крепится к анодному кожуху.

Устройство работает следующим образом. Тепло, передающееся от электролизера прямым 1 и угловым 2 секциям газосборного устройства теплопроводностью, конвекцией и излучением передается в окружающую среду. При оборудовании секций газосборного устройства теплоизолирующим слоем 5, размещенным между наружной 3 и внутренней 4 стенками, потери тепла снижаются, поскольку коэффициент теплопроводности тепловой изоляции в 280-1120 раз ниже теплопроводности чугуна, материала, из которого изготовлены секции и коэффициент теплопроводности которого составляет 56 Вт/м·К. Соответственно, температура наружной стенки секции газосборного устройства снижается на 100°C и более. Таким образом, снижаются потери тепла теплопроводностью и конвекцией, которые зависят от разности температур внутренней и наружной стенок и от площади теплоотдающей поверхности, а также потери тепла излучением, величина которых также определяется температурой тела, сокращаются в 1,5-3 раза и более. Соответственно, удельные затраты электроэнергии на компенсацию тепловых потерь, а следовательно - удельный расход электроэнергии на производство алюминия снижаются на 250-400 кВт·ч/т Al.

Газосборное устройство алюминиевого электролизера, содержащее прямые и угловые секции, подвешенные с помощью зацепов по периметру анодного кожуха, отличающееся тем, что упомянутые секции выполнены пустотелыми, при этом между их внутренней и наружной стенками размещен теплоизолирующий слой, высота h которого составляет 0,7-0,8 высоты H секции газосборного устройства.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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 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