Устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера

Изобретение относится к устройству для сжигания анодных газов в горелочных устройствах электролизеров с самообжигающимся анодом для производства алюминия. Устройство содержит горелку со щелями, соединенную вертикальным участком газохода с подкорпусным газоходом, и цилиндрический теплообменник, установленный на вертикальном участке газохода, с охватом газохода по длине, равной 0,7÷0,9 общей длины участка газохода, и с зазором между теплообменником и газоходом, составляющим 30÷100 мм, при этом в нижней торцевой части теплообменника выполнены отверстия для подачи воздуха в теплообменник, а в верхней торцевой части - отверстие для подачи воздуха к воздухозаборным щелям горелки. Обеспечивается улучшение конвекции нагретого воздуха, обеспечивающей его целенаправленный подвод к воздухозаборным щелям горелки. 3 ил.

 

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

Известно устройство для сжигания анодных газов алюминиевого электролизера, включающее патрубок, вертикально установленный внутри трубы большого диаметра и пропущенный через отверстия шайб, первая из которых свободно лежит на торце трубы, а вторая шайба лежит на первой с возможностью вращения вокруг патрубка. С целью регулирования объема воздуха, подаваемого в зону горения, шайбы выполнены с отверстиями [а.с. на изобретение SU №783368, опубл. 30.11.1980 г.].

Недостатком известного устройства является расположение отверстий подсоса воздуха - в верхней части топочного пространства устройства для сжигания анодных газов алюминиевого электролизера и связанный с этим риск выбивания пламени и вредных продуктов горения в рабочую зону корпуса электролиза.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера, в нижней части оборудованное теплообменником, обеспечивающим предварительный нагрев воздуха, поступающего в зону горения за счет тепла, излучаемого поверхностями горелки [патент РФ на изобретение №2104337, опубл. 10.02.1998 г.].

Недостатком известного устройства является малая площадь теплоотдающих поверхностей устройства в районе установки теплообменника вследствие наличия здесь воздухозаборных щелей, недостаточная для прогрева, поступающего в зону горения воздуха до температур, необходимых для существенного увеличения эффективности дожигания анодных газов.

Задачей заявляемого изобретения является увеличение эффективности дожига горючих компонентов анодного газа в щелевом горелочном устройстве алюминиевого электролизера.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера, включающем горелку со щелями и цилиндрический теплообменник, установленный на вертикальном участке газохода, с охватом газохода по длине, равной 0,7÷0,9 общей длины участка газохода, и с зазором между теплообменником и газоходом, составляющим 30÷100 мм, при этом нижняя торцевая часть теплообменника снабжена отверстиями для подачи воздуха в теплообменник, а верхняя торцевая часть - отверстием для подачи воздуха к воздухозаборным щелям горелки.

Целесообразность расположения теплообменника на вертикальном участке газохода, соединяющем горелку с продольным подкорпусным газоходом, обосновывается тем, что этот участок расположен в непосредственной близости от горелки и здесь наблюдаются максимальные температуры поверхности газохода, 400°С и выше, достаточные для нагрева в теплообменнике воздуха до 200-300°С.

Величина зазора между цилиндрическим теплообменником и газоходом обосновывается следующими соображениями. Зазор между теплообменником и газоходом менее 30 мм снизит объем воздуха, нагреваемого теплообменником, и его количество может оказаться недостаточным для обеспечения устойчивого горения. Зазор более 100 мм не обеспечит достаточного прогрева возросшего объема воздуха, поступающего в теплообменник, что может снизить эффективность дожига горючих компонентов анодного газа.

Ограничение длины h1 участка, оборудуемого теплообменником, в пределах 0,7÷0,9 h общей длины вертикального участка обосновывается конструктивными особенностями газохода. Превышение h1>0,9 h создаст неудобства при установке и креплении теплообменника к газоходу вблизи его колен, изменяющих направление газового потока с горизонтального на вертикальное и с вертикального на горизонтальное. Уменьшение h1<0,7 h снизит эффективность утилизации теплоты с поверхностей вертикального участка газохода, соединяющего горелку с продольным подкорпусным газоходом, и степень нагрева воздуха в теплообменнике.

Размещение отверстий подсоса холодного воздуха на нижней торцевой стенке, а отвода нагретого воздуха на верхней торцевой стенке теплообменника за счет конвекции улучшает условия движения нагретого воздуха в патрубке, обеспечивающем его целенаправленный подвод к воздухозаборным щелям горелки.

Заявляемое устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид заявляемого устройства, на фиг. 2 и 3 - соответственно вид А-А и Б-Б на фиг. 1.

Устройство состоит из горелки 1 с посадочным патрубком 2, оборудованным воздухозаборными щелями 3. Вертикальный участок газохода 4, соединяющий горелочное устройство с подкорпусным газоходом 5, оборудован теплообменником 6, нижняя торцевая часть 7 которого оборудована отверстиями 8 для подачи воздуха в теплообменник, верхняя торцевая часть 9 - отверстием 10 для подачи нагретого воздуха по патрубку 11 к воздухозаборным щелям горелки.

Устройство работает следующим образом. Холодный воздух за счет разрежения в системе газоотсоса через отверстия 8 в нижней торцевой стенке 7 поступает в теплообменник 6, где он по мере движения нагревается до 200÷300°С теплом, излучаемым поверхностью вертикального участка газохода 4, соединяющего горелку 1 с продольным подкорпусным газоходом 5. Нагретый воздух через отверстие 10 в верхней стенке 9 теплообменника по патрубку 11 направляется к воздухозаборным щелям 3, размещенным на посадочном патрубке 2. Подача подогретого воздуха увеличивает температуру в зоне горения в среднем на 5-7°С при повышении температуры воздуха на каждые 10°С, а также повышает эффективность дожигания горючих компонентов анодного газа.

Преимущества заявляемого изобретения заключаются в увеличении эффективности работы щелевого горелочного устройства электролизера.

Устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера, содержащее горелку со щелями, соединенную вертикальным участком газохода с подкорпусным газоходом, и цилиндрический теплообменник, отличающееся тем, что теплообменник установлен на вертикальном участке газохода с охватом газохода по длине, равной 0,7÷0,9 общей длины участка газохода, и с зазором между теплообменником и газоходом, составляющим 30÷100 мм, при этом в нижней торцевой части теплообменника выполнены отверстия для подачи воздуха в теплообменник, а в верхней торцевой части - отверстие для подачи воздуха к воздухозаборным щелям горелки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для очистки трубопроводов системы газоудаления алюминиевого электролизера, в частности с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом через лючки для обслуживания.

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.

Изобретение относится к анодному устройству алюминиевого электролизера с обожженными анодами и может быть применено с целью оптимизации ширины корпуса электролиза при поперечном расположении электролизеров.

Изобретение относится к способу удаления анодных газов от алюминиевого электролизера с самообжигающимися анодами в газоочистную установку. Способ включает сжигание анодных газов в щелевом горелочном устройстве, установленном на газосборном колоколе электролизера, и их дожигание, при этом дожигание горючих компонентов осуществляют путем подачи воздуха в объеме V1 через воздухозаборные щели горелочного устройства с последующим направлением продуктов горения через вертикальный участок газохода в виде газоходного спуска в патрубок газоходного спуска, куда подают воздух в объеме V2, при этом отношение объема V1 воздуха, подсасываемого через воздухозаборные щели, к объему воздуха V2, подсасываемого через патрубок газоходного спуска, составляет V1:V2=0,2÷0,25:1.

Изобретение относится к машине для очистки газоходов для отходящих газов от электролизеров для получения алюминия. Машина содержит раму с ходовыми колесами, очистной орган с рабочим инструментом, размещенный на барабане, привод поступательного перемещения очистного органа, привод вращения очистного органа вокруг своей оси.

Изобретение относится к способу защиты обожженного анода алюминиевого электролизера при производстве алюминия электролитическим способом в электролизерах с обожженным анодом.

Изобретение относится к устройству для сбора и удаления отходящих газов алюминиевых электролизеров Содерберга. Устройство содержит газосборный колокол, на продольных сторонах и в угловой части которого установлены патрубки, соединенные трубопроводами между собой и через коллектор с корпусной системой газоочистки посредством газоходных спусков электролизера, отверстия для подачи воздуха, при этом отношение высоты патрубков, расположенных на продольных сторонах газосборного колокола, к высоте патрубков, расположенных в угловой части газосборного колокола, составляет 1:(2-5).

Изобретение относится к системе сухой очистки отходящего газа электролитического производства алюминия с нижним газоподводом. Система содержит пылеочиститель, дно которого сообщено с передним коллектором пылеочистителя через газоподводящую трубу пылеочистителя, реактор многоточечного типа, расположенный в газоподводящей трубе пылеочистителя, средство распределения глинозема, расположенное между реактором многоточечного типа и накопительным бункером свежего глинозема и соединенное с упомянутым реактором распределительным желобом, средство подачи глинозема, расположенное между средством распределения глинозема и накопительным бункером свежего глинозема, накопительный бункер фторсодержащего глинозема, возвратный желоб, средство подъема материала по возвратному желобу, выходной коллектор, выпускную трубу, воздуходувку и вытяжную трубу, причем верхняя часть пылеочистителя сообщена с выходным коллектором пылеочистителя через выпускную трубу пылеочистителя, а выходной коллектор пылеочистителя соединен с вытяжной трубой через воздуходувку, трубопровод расположен ниже пылеочистителя, предусмотрен подводящий возвратный трубопровод, соединенный со средством подъема глинозема по возвратному желобу и с накопительным бункером фторсодержащего глинозема.

Изобретение относится к устройству для сбора и удаления газов из алюминиевого электролизера. В устройстве в газоходных каналах установлены пластины, разделяющие газоходные каналы на четыре зоны забора анодных газов - две с торца балки-коллектора, соединенного с системой газоочистки, и две с торца, противоположного торцу балки-коллектора, соединенному с системой газоочистки.

Изобретение относится к системе и способу удаления газов из алюминиевого электролизера с предварительно обожженными анодами. Система удаления газов из алюминиевого электролизера, содержащего анодную балку-коллектор, съемные укрытия для выполнения технологических операций и имеющего, по меньшей мере, одно выпускное отверстие газоотводного патрубка в верхней части торца анодной балки, содержит средства для удаления стандартизированного количества газов во время нормальной работы электролизера, средства для удаления увеличенного количества газов при снятии одного или более укрытий, при этом анодная балка-коллектор объединена в единый коллектор с рядом стоящим электролизером и содержит, по меньшей мере, один элемент регулирования объема удаляемых газов, расположенный в газоотводном патрубке, и, по меньшей мере, один датчик измерения фиксируемого параметра в соответствии с заданными технологическими режимами.

Изобретение относится к устройству для сжигания анодных газов в горелочных устройствах электролизеров с самообжигающимся анодом для производства алюминия. Устройство содержит горелку со щелями, соединенную вертикальным участком газохода с подкорпусным газоходом, и цилиндрический теплообменник, установленный на вертикальном участке газохода, с охватом газохода по длине, равной 0,7÷0,9 общей длины участка газохода, и с зазором между теплообменником и газоходом, составляющим 30÷100 мм, при этом в нижней торцевой части теплообменника выполнены отверстия для подачи воздуха в теплообменник, а в верхней торцевой части - отверстие для подачи воздуха к воздухозаборным щелям горелки. Обеспечивается улучшение конвекции нагретого воздуха, обеспечивающей его целенаправленный подвод к воздухозаборным щелям горелки. 3 ил.

Наверх