Устройство для сбора и эвакуации газов из алюминиевого электролизера
Владельцы патента RU 2624559:
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" (RU)
Изобретение относится к устройству для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами для получения алюминия. Устройство для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами через газосборные окна посредством газоотводящих каналов балки-коллектора содержит направляющую поток конструкцию. Направляющая поток конструкция закреплена на фланце балки-коллектора и состоит из установленных на фланце балки-коллектора основных продольных, дополнительных продольных и поперечных пластин, разделяющих зону разгерметизации под фланцем балки-коллектора, по меньшей мере, на три канала удаления и эвакуации анодных газов. Обеспечивается увеличение эффективности системы удаления газов электролизера при разгерметизации укрытия электролизера. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
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.
Уровень техники
Известно устройство для автоматического управления вытяжкой электролизных ванн для производства алюминия, преимущественно при отсасывании газа от каждого электролизера при помощи по меньшей мере одного отсасывающего канала, содержащее общую для всех каналов систему всасывания, кроме того, устройство снабжено средствами для измерения температуры отходящих газов и изменения их расхода (заслонки, выполненные с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси канала), установленными в каждом из каналов, блоком управления, содержащим элементы задания температуры и элементы сравнения (Патент SU 1473718, МПК С25С 3/20, опубл. 02.01.1986).
Недостатки известного устройства заключаются в том, что при разгерметизации укрытия электролизера холодный воздух опускается вниз по направлению к корке, вследствие чего может возникнуть задержка включения более интенсивного удаления газа и потребность в дополнительных средствах эвакуации газов и управления режимами газоотсоса. Кроме того, часть газа, двигаясь по периферии укрытия, будет выбиваться через зазоры между анодными штангами и фланцем.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности, является устройство для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами по патенту RU 2468127, МПК С25С 3/22, опубл. 27.11.2012, взятое за прототип, которое направлено на повышение эффективности сбора электролизных газов при разгерметизации электролизера. Устройство содержит расположенную по центру между всасывающими окнами параллельных газоотводящих каналов балки-коллектора направляющую поток конструкцию, выполненную в виде внутренней стенки, проходящей от нижней полки балки-коллектора по направлению к расплаву, внутренняя стенка по отношению к нижней полке балки-коллектора установлена с зазором, отношение величины которого к ширине всасывающего окна газоотводящего канала балки-коллектора соответствует условию: b:В=1:(0,1÷0,7), где b - зазор между верхней кромкой внутренней стенки и нижней полкой балки-коллектора, В - ширина всасывающего окна газоотводящего канала балки-коллектора. Удаление газов в зоне газосборных окон осуществляется за счет разрежения, создаваемого газосборными окнами двух параллельных газоотводящих каналов.
Недостатком устройства-прототипа является то, что при разгерметизации электролизера поток воздуха, затягиваемый под укрытие, перемещает электролизные газы вдоль электролизера и создает под нижним фланцем балки-коллектора застойные области с повышенной концентрацией электролизных газов. В этих областях газы выбиваются в рабочую зону корпуса электролиза через зазоры между анодными штангами и фланцем, а также через зазоры между щитами укрытия. Выбивание происходит потому, что конструктивное исполнение нижнего фланца и установленная разделительная внутренняя стенка не позволяет изолировать застойные зоны с повышенной концентрацией электролизных газов от мест расположения конструктивных зазоров укрытия электролизера.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения положена задача увеличения эффективности системы удаления газов электролизера при разгерметизации укрытия электролизера.
Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение направления большей части газовых потоков в зону удаления электролизных газов при локализации оставшейся части потока под фланцем балки-коллектора без доступа к зазорам укрытия.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в устройстве для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами через газосборные окна посредством газоотводящих каналов балки-коллектора, содержащем направляющую поток конструкцию, в соответствии с заявляемым техническим решением направляющая поток конструкция закреплена на фланце балки-коллектора и состоит из установленных на фланце балки-коллектора основных продольных, дополнительных продольных и поперечных пластин, разделяющих зону разгерметизации под фланцем балки-коллектора, по меньшей мере, на три канала удаления и эвакуации анодных газов.
Основные продольные пластины и газосборные окна образуют канал удаления газов, основные продольные пластины и поперечные пластины образуют канал разбиения вихревых потоков, а дополнительные продольные пластины и поперечные пластины образуют канал изолирования газов.
Приведенные выше варианты частного выполнения по изобретению не являются единственно возможными. Допускаются различные модификации и улучшения, не выходящие за пределы области действия изобретения, определенной первым пунктом формулы.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами:
на фиг. 1 показано устройство для удаления газов,
на фиг. 2 показано направление движения газовых потоков в зоне разгерметизации (поперечный разрез в зоне разгерметизации),
на фиг. 3 - сечение устройства в зоне установки анодной штанги,
на фиг. 4 - трехмерное поперечное сечение устройства,
на фиг. 5 - трехмерное поперечное сечение устройства в зоне установки анодной штанги (вид внутри электролизера).
Осуществление изобретения
Устройство для сбора и удаления газов состоит из балки-коллектора 1, двух газоотводящих каналов 2, соединенных с корпусной системой газоудаления, а также газосборных окон 3 и направляющей поток конструкции, закрепленной жестко на фланце 4 балки-коллектора 1. Направляющая поток конструкция содержит основные продольные пластины 5, направленные вдоль электролизера, установленные на фланце 4 балки-коллектора 1 между газосборными окнами 3 и проемами 6 для анодных штанг 7, поперечные пластины 8, установленные на фланце 4 балки-коллектора 1 на перпендикулярных основным продольным пластинам 5 сторонах проема 6 для анодных штанг 7, и дополнительные продольные пластины 9, образующие с поперечными пластинами 8 П-образную пластину с возможностью перекрытия зазора между анодной штангой 7 и фланцем 4.
Основные продольные пластины 5, направленные вдоль электролизера, и газосборные окна 3, через которые газ поступает в газоотводящие каналы 2, образуют канал удаления газов 10. Основные продольные пластины 5 и поперечные пластины 8 образуют канал разбиения вихревых потоков 11. Дополнительные продольные пластины 9 и поперечные пластины 8 образуют канал изолирования газов 12, перекрывая зазоры между анодными штангами 7 и фланцем 4. Пластины 5 и 8 являются одновременно элементами жесткости фланца.
Устройство работает следующим образом. При выполнении операций на электролизере, связанных с частичной разгерметизацией электролизера, под укрытие затягивается воздух, который смешивается с анодными газами, образуя вертикальные и горизонтальные вихревые потоки, перемещающиеся вверх под фланец 4 балки-коллектора 1. Основные продольные пластины 5 и поперечные пластины 8 направляющего устройства разбивают поднимающиеся потоки анодных газов на части. Большая часть газов под действием разряжения, создаваемого газосборными окнами 3 двух параллельных газоотводящих каналов 2, затягивается в канал удаления газов 10 и далее через газосборные окна 3 поступает в газоотводящие каналы 2, затем на газоочистку. Оставшаяся часть анодных газов локализуется в канале разбиения вихревых потоков 11. Зазоры между анодными штангами 7 и фланцем 4 изолируются в каналах изолирования газов 12, образованных дополнительными продольными пластинами 9 и поперечными пластинами 8, для предотвращения выбивания газов в корпус.
В результате использования направляющей поток конструкции большая часть газов, выделяющихся под укрытием электролизера, направляется на газоочистку, оставшаяся часть изолируется от конструктивных зазоров укрытия. Таким образом, повышается эффективность удаления анодных газов частично разгерметизированного электролизера при выполнении технологических операций. Пластины, направляющие потоки анодных газов, одновременно являются ребрами жесткости, что увеличивает прочность и надежность нижнего фланцевого листа балки-коллектора.
1. Устройство для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами через газосборные окна посредством газоотводящих каналов балки-коллектора, содержащее направляющую поток конструкцию, отличающееся тем, что направляющая поток конструкция закреплена на фланце балки-коллектора и выполнена в виде установленных на фланце балки-коллектора основных продольных, дополнительных продольных и поперечных пластин, разделяющих зону разгерметизации под фланцем балки-коллектора, по меньшей мере, на три канала удаления и эвакуации анодных газов.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что основные продольные пластины и газосборные окна образуют канал удаления газов.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что основные продольные пластины и поперечные пластины образуют канал разбиения вихревых потоков.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительные продольные пластины и поперечные пластины установлены с образованием канала изолирования газов.
