Алюминиевый электролизер с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для сжигания анодных газов алюминиевого электролизера. Характерной особенностью предложенной конструкции явллется устройство для сжигания анодных газов В этом устройстве камера для сбора газов и камера сгорания выполнены в виде узких камер , установленных вдоль секции колокольного газосборника на продольной стороне электролизера и отделенных друг от друга перфорированной пластиной, а система подачи воздуха в камеру сгорания выполнена в виде канала для подогрева воздуха, расположенного между стенкой анодного кожуха и камерой сгорания, выполненной со щелью в нижней ее части и крышкой, шарнирно закрепленной на корпусе и установленной с зазором относительно стенки камеры для сбора газов, причем верхняя граница камеры сгорания выполнена на уровне верхней границы анодного кожуха 1 з.п. ф-лы, 5 ил JSRCC&I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 25 С 3/06, 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .,>i 1,:1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836187/02 (22) 07.06.90 (46) 15.11.92. Бюл. N 42 (71) Красноярский алюминиевый завод им.

50-летия ВЛКСМ (72) В.Т.Бикмурзин, А.А.Казанцев, В.П.Немов и А.И.Чурак (56) Авторское свидетельство СССР

N 783368, кл. С 25 С 3/22, 1979, Авторское свидетельство СССР

N 466296, кл. С 25 С 3/08, 1974. (54) АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР С

САМООБЖИГАЮЩИМСЯ АНОДОМ И ВЕРХНИМ ТОКОПОДВОДОМ (57) Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для сжигания анодных газов алюминиевого электролизера. Характерной особенностью

Изобретение относится к производству алюминия электролитическим способом в электролизерах с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом и касается, в частности, устройств для сжигания анодных газов, используемых на этих электролизерах, Улавливание анодных газов, выделяющихся в процессе электролиза алюминия, осуществляется газосборным колоколом, укрепленным в нижней части анодного кожуха. На угловых секциях газосборного колокола по диагонали, как правило, имеются патрубки, на которых установлены горелочные устройства и которые соединены с общей системой газоулавливания.,5U„„1775502 А1 предложенной конструкции является устройство для сжигания анодных газов. В этом устройстве камера для сбора газов и камера сгорания выполнены в виде узких камер, установленных вдоль секции колокольного газосборника на продольной стороне электролизера и отделенных друг от друга перфорированной пластиной, а система подачи воздуха в камеру сгорания выполнена в виде канала для подогрева воздуха, расположенного между стенкой анодного кожуха и камерой сгорания, выполненной со щелью в нижней ее части и крышкой, шарнирно закрепленной на корпусе и установленной с зазором относительно стенки камеры для сбора газов, причем верхняя граница камеры сгорания выполнена на уровне верхней границы анодного кожуха, 1 з.п. ф-лы, 5 ил, Наибольшее распространение нашли горелки щелевого типа, представляющие собой камеру сгорания в нижней части которой имеются щели для подсоса воздуха.

К недостаткам данных конструкций следует отнести недостаточно высокую эффективность сгорания анодных газов из-за отсутствия условий эффективного смешения анодных газов и воздуха, Более совершенным с точки зрения полноты сжигания анодных газов является устройство, выполненное в виде коллектора, камеры сгорания и газоотводящего колена, при этом коллектор снабжен тангенциально соединенными с ним патрубками, вертикальные участки которых телескопически входят в угловые секции газообразного ко1775502 локола смежных электролиэеров. А на торцах этих секций установлены свободно лежащие шайбы.

Недостатком этого устройства является то, что твердые и смолистые компоненты анодных газов оседают на стенках патрубков и быстро забивают их, т.к. процесс горения начинается только после смешения газов с воздухом в камере сгорания.

Наиболее близким по своей техниче. ской сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является устройство для сжигания анодных газов алюминиевого электролизера, которое установлено над угловой секцией колокольного газосборника и которое выполнено в виде камеры для сбора газов, соединенной с подколокольным пространством, и камеры сгорания с регулируемой системой подачи воздуха. Устройство работает следующим образом, Воздух через отверстия, расположенные на торцовых шайбах поступает в пространство между наружным патрубком и внутренней трубой и в подогретом виде смешивается с анодными газами, поступающими из подколокольного пространства через отверстие, выполненное в угловой секции, Сгоревшие продукты удаляются в общую систему гэзоулэвливания. Регулирование количества воздуха, необходимого для сжигания горючих компонентов газа, производится взаимным смещением шайб, При всех достоинствах данного устройства оно обладает недостатками. а именно: неполное сгорание входных газов из-за того, что эффективный процесс, мешения анодных газов с воздухом происходит в основном только по периферии общего потока газов, проходящих через устройство; твердые частицы (пыль и смолистые), не успев сгореть иэ-за несовершенства горелочного устройства оседают в газоходах, очистка которых требует больших трудовых и энергетических затрат; загрязняется окружающая среда вредными выбросами, Целью изобретения является повышение эффективности дожигания анодных газов, а также улучшения состояния окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в алюминиевом электролиэере с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом, включающем анодное устройство, колокольный газосборник в виде секций, установленных на кронштейне анодного кожуха, устройства для сжигания анодных газов, каждое из которых выполнено в виде камеры для сбора газов, соединенной с

55 сительно стенки камеры для сбора газов, причем верхняя граница камеры сгорания расположена на уровне верхней границы вертикальной стенки анодного кожуха, при этом устройство для сжигания анодных газов снабжено дроссель-клапаном, выполненным в виде двух перфорированных пластин, одна иэ которых выполнена с возможностью перемещения относительно другой.

Горение, т,е. реакция окисления газа кислородом воздуха, происходит лишь на границе между газом и воздухом в слое, называемом фронтом пламени толщиной всего лишь в десятые доли миллиметра.

Фронт пламени охватывает струю со всех сторон и поэтому она кажется сплошным факелом. Интенсивное горение идет только в турбулентной части струи, где газ хорошо перемешивается с воздухом — там основная зона пламени.

Предлагаемая конструкция устройства для сжигания анодных газов и место располо>кения его на электролизере позволяет разбить общий поток анодных газов на множество мелких струй, которые при взаимодействии с 2-х сторон с предварительно подогретым кислородом воздуха эффективно окисляются, а значит эффективно сжигаются, На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг,2 — то же, поперечный разрез; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2; на фиг.4— разрез Б — Б на фиг,3; на фиг.5 — узел I на фиг,3

Электролизер содержит анодное устройство 1 с анодным кожухом 2 и колокольным газосборником 3 в виде секций, установленных нэ кронштейне 4 анодного. кожуха 2. Устройство для сжигания анодных газов содер>кит корпус 5, закрепленный на анодном кожухе 2 и разделенный стенкой 6 на камеру сгорания 7 и канал для подогрева воздуха 8, Под камерой сгорания 7 имеется камера для сбора газов 8, ограниченная с одной стороны колокольным газосборником

4, а с другой стенкой 10. Для прохода газов подколокольными пространством, и камера сгорания выполнены в виде узких камер, установленных вдоль секции колокольного газосборника на продольной стороне электролизера и отделенных друг от друга перфорированной пластиной, а система подачи воздуха в камеру сгорания выполнена в виде канала для подогрева воздуха, который расположен между стенкой анод10 ного кожуха и камерой сгорания, выполненной со щелью в нижней ее части и крышкой, шарнирно закрепленной на стенке камеры сгорания и установленной с зазором отно1775502

55 из-под колокольного газосборника 3 в камеру для сбора газов 9 имеются окна 11 в секциях колокольного гаэосборника 9. Камера для сбора газов 9 и камера сгорания 7 выполнены в виде узких камер, установленных вдоль секции колокольного газосборника 3 на продольной стороне электролизера, причем верхняя граница амеры сгорания 7 выполнена на уровне верхней границы вертикальной стенки анодного кожуха 2.

Камера для сбора газов 9 и камера сгорания 7 отделены друг от друга перфорированной пластиной 12. Система подачи воздуха в камеру сгорания 7 включает в себя канал 8 для подогрева воздуха, подаваемого в камеру сгорания 7 через щель 13, расположенной в нижней части стенки 6, а также через зазор 14, образованный стенкой 10 и крышкой 15, подвешенной на шарнире 16 к корпусу 5.

Канал 8 может быть выполнен открытым сверху (фиг.2) или закрытым (фиг.3). Во втором случае он имеет патрубок 17 для подсоса воздуха. Для удаления сгоревших газов иэ камеры сгорания 7 служит патрубок 18.

Для регулирования подачи газа и подогретого воздуха в камеру сгорания 7 служит дроссель-клапан, выполненный в виде пластины 19 со щелями 20, жестко прикрепленной к перфорированной пластине 21. К спаренным пластинам 19 и 21 жестко прикреплена втулка 22, в которой установлен конец ступенчатого стержня 23 с возможностью вращения во втулке 22 и возвратно-поступательного перемещения вместе с пластинами 19 и 21, для чего на стержне 24 с обеих сторон втулки 22 установлены шайбы 24 и шплинт 25.

Другой конец стержня 23 установлен в гайке 26, жестко прикрепленной к корпусу

5. Выступающий из гайки 26 конец стержня

23 снабжен рукояткой 27, Электролизер работает следующим образом, Газ из-под колокольного пространства через окна 11 колокольного газосборника 3, камеру для сбора газов 9 и перфорированную пластину 12 поступает в камеру сгорания 7, Одновременно с этим воздух через патрубок 17 или открытый проем через канал 8 и щель 13 подогретый стенкой. анодного кожуха 2 и стенкой 6 поступает в камеру сгорания 7. С противоположной стороны в камеру сгорания 7 через зазор 14 между крышкой 15 и стенкой 10 поступает воздух, подогретый стенкой 10.

Регулирование количества подаваемого газа и подогретого воздуха в камеру 7 производится вращением рукоятки 27 по часовой или против часовой стрелки. При этом стержень 23 через втулку 22 передвигает пластины 21 и 19 и тем самым открывает или закрывает доступ газа и одновременно воздуха в камеру 7.

Дроссель-клапан может быть использован такжедля прочистки отверстий в перфорированных пластинах 12 и 21 в случае их засорения многократным поворотом до упора рукоятки 27 по часовой и против часовой стрелки.

Таким образом, предложенная конструкция позволяет повысить эффективности сжигания анодных газов за счет сочетания предварительного подогрева воздуха с разбивкой газового потока на множество мелких струй. При этом эффективный подогрев необходимого для сжигания газов воздуха обеспечивается не только за счет тепла от анодного кожуха и стенки камеры сгорания, но и тепла анодных газов иэ-под колокольного газосборника. Кроме того предложенная конструкция позволяет регулировать количество сжигамого газа и очищать отверстия в перфорированных пластинах.

Формула изобретения

1. Алюминиевый электролизер с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом, включающий анодное устройство, колокольный гаэосборник в виде секций, установленных на кронштейне анодного кожуха, устройство для сжигания анодных газов, выполненное в виде газосборной камеры, соединенной с подколокольным пространством, и камеры сгорания с системой регулирования подачи воздуха, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения степени сжигания анодных газов и уменьшения количества вредных выбросов, в устройстве для сжигания анодных газов газосборная камера и камера сгорания выполнены плоскими прямоугольными, разделены перфоированной пластиной и установлены вдоль секции колокольного газосборника на продольной стороне электролизера, а система подачи воздуха в камеру сгорания выполнена в виде канала для его подогрева, расположенного между стенкой анодного кожуха и камерой сгорания, выполненной со щелью в нижней части и крышкой, шарнирно закрепленной на ней с зазором относительно гаэосборной камеры.

2. Электролизер по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что устройство для сжигания анодных газов снабжено дроссель-клапаном, выполненным в виде жестко связанных перфорированных пластин и привода их перемещения.

1775502

1775502

И

Составитель В. Красина

Редактор В. Трубченко Техред М.Моргентал Корректор Н, Бучок

Заказ 4023 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101