Электролизер для получения алюминия

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнх

Соцналмстическнх

Раснубннк

<11855080

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 1111.79 (21) 2836035/22-02 с присоединением заявки йо (5М)М. Кл, С 25 С 3/08

Государственный аомнтет

С С.С P яо делан нтобретеннй н отврытнй (23) Приоритет

Опубликовано 15.0881. Бюллетень тто 30

Дата опубликования описания 15.0881 (53) УДК 669.713.7 (088.8) я.М. другов, Н.З. Возиков, Е.И. дорман, A.fA. дмитриев, А.М. Цыплаков, М.П, Авдеев и В.Я. БабИч а

t, а

Северо-Западное отделение Всесоюзного науч онсспедоеатепьского н проектно-конструкторскттго-института "ВНИИэнергопром" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия и может быть использовано в конструкции алюминиевых электролизеров.

Известен электролизер с устройствами для охлаждения самообжигающегося анода алюминиевых. электролизеров в котором для дифференцированного отвода тепла с различных по тепловой нагрузке зон анода в жидкой фазе размещены петлеобразные трубки, соединенные коллекторами, расположенными между внутренними рядами анодных штырей, через которые проходит воздух от вентилятора, удаляемый 15 затем в атмосферу (1 ).

Недостатком этого электролизера является плохая утилизация тепла.

Известен также электролизер, в котором имеются охлаждающие метал- 20 лические ребра, опущенные в жидкую анодную массу, выполненные в виде секций, изготовленных из стальных балок и пластин из высокотеплопроводных металлов. Изменяя количество секций, а также пластин в секции, регулируют температуру жидкой анод-, ной массы по площади анода (2j.

Недостатком данной конструкции является ее громоздкость. 30

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является алюминиевый электролизер, содержащий размещенные снаружи анода и соединенные с воздушной магистралью герметичные полости, в которые выведена зона конденсации тепловых труб, что позволяет утеплять периферийную зону жидкой фазы анодной массы (3).

Однако проблема утилизации тепла здесь также не решена.

В алюминиевых электролизерах с самообжиганйцимися анодами для приготовления анодной массы используется обычно,среднетемпературный пек с температурой размягчения

60-65 С. В последнее время для приготовления анодной массы стали использовать нефтяной кокс и высокотемпературный пек с температурой размягчения 80-85 С. При этом расо тет неравномерность температурного поля жидкой фазы анода, что также является недостатком данной конструкции.

Цель изобретения — повьыение эф- фективности регулирования температурного режима жидкой фазы анода электролизера для получения алюминия.

855080

"к. з.1нная цель достигается тем, т<. F. жидкой фазе анода между внутнними рядами анодных штырей размещ )I теплообменник с трубами, входи л. конец которых соединен с магистралью выхода из полости в зоне ,бортов катодного кожуха и дополнительной магистралью с вентилятором наддува, а выходной конец труб с сист .мой утилизации тепла и с магистралью входа в полость в зоне бортов катодного кожуха.

На чертеже схематично показан алюминиевый электролизер с верхним подводом тока.

Предлагаемый электролизер включает скоксованную 1 и жидкую 2 части углеродистого тела анода. С наружной стороны анодного кожуха расположены герметичныэ полости 3. В жидкой фазе анода между внутренними рядами анодных штырей размещен теплообменник 4, соединенный с воздухопроводами 5.

B зонах бортов и днища катодного кожуха расположены герметичные полости 6 и 7. Внутри катодного кожуха находится слой 8 расплавленного алюминия и слой 9 электролита над ним. Система воздухопроводов электролизера включает магистрали 10-19 с воздухораспределительными клапанами 20, вентилятор наддува 21.

Электролизер работает следующим образом.

Воздух от вентилятора по магистрали 10 поступает в полость б в зоне бортов катодного кожуха. Нагретый в полости б. воздух поступает через воздухораспределительный клапан 20 в полость 7 в зоне днища катодного кожуха, а по магистрали 12 — в полости 3 анодного кожуха и далее по магистрали 13 в теплообменник 4, расположенный в жидкой фазе анода.

По магистрали 14 воздух поступает в систему утилизации тепла, а.по магистрали 19 в полость б в зоне бортов катодного кожуха. Через дополнительную магистраль 17 теплообменник 4 связан с магистралью 10 и вентилятором наддува 21. Регулируя расход воздуха между полостями в зонах катодного и анодного кожухов электролизера, возможно поддерживать оптимальный температурный режим при работе агрегата. Подавая нагретый воздух в центральную зону жидкой фазы анода, можно выравнивать температурный режим в этой части электролизера и улучшить качество анода. Кроме того, часть неизбежно теряемого от электролизера тепла может быть утилизирована, чro повышает эффективность работы алюминиевого электролизера.

55

t0

20

Экономический эффект от применения предлагаемого изобретения может быть ориентировочно определен по экономии тепла от анода электролизера.

Так как через анод электролизера с верхним подводом тока (жидкую фазу), теряется 25% от электроэнергии, подводимой к агрегату, то для алюминиевого завода в районе Сибири, потребляющего примерно 30 млрд. кВтч/год, при использовании даже половины тепловых потерь экономия .электроэнергии составит примерно

7,5 млрд. кВтч/год. При стоимости

1 кВтч электроэнергии 0,7 к, экономический эффект может составить

5 млн.р ;в год на один завод.

Для доведения изобретения до промышленного использования требуется разработка технической документации и промышленные испытания. Эти работы могут быть выполнены в течение

3-4 лет.

Формула изобретения

Электролизер для получения алюминия, включающии самоспекающийся анод со штырями, систему утилизации тепла, катодные и анодные кожухи с герметичными полостями в их зонах, соединенные с воздушными магистралями, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности утилизации тепла, он снабжен дополнительной магистралью с вентилятором наддува и трУбчатым теплообменником, установленным в верхней части анода между внутренними рядами анодных штырей, причем входной конец труб теплообменника соединен с магистралью выхода из полости в зоне бортов катодного кожуха и дополнительной магистралью с вентилятором наддува, а выходной конец труб — с системой утилизации тепла и с магистралью входа в полость в зоне бортов катодного кожуха. о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 185075, кл. С 25 С 3/22, 1965..

2. Авторское свидетельство СССР

9 203921, кл. С 25 С 3/10, 1967.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2680412, кл. С 25 С 3/12, 1978.

М улилизстуию

Составитель Н. Коробова

Редактор М. Петрова Техред Н; Ковалева Корректор М.Демчик

Заказ 6844/40 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,