Защита алюминиевого электролизера с верхним токоподводом

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. Герметичная крышка выполнена в форме усеченной пирамиды, меньшим основанием обращенной внутрь отверстия, а угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки составляет 2-5°. Обеспечивается сокращение выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытия, и снижение потребления электролизером электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к производству алюминия электролизом расплавов, и может быть использовано на электролизерах для получения алюминия с верхним подводом тока.

Известно устройство для улавливания газов алюминиевого электролизера, представляющее собой щитовое укрытие, выполненное в виде верхнего и нижнего экранов и установленное с зазором вдоль стенок анодного кожуха (патент SU №575040).

Недостатками известного устройства являются громоздкость, значительный объем пространства, находящегося под укрытием, и необходимость эвакуации из-под него, в целях предотвращения выбросов в рабочую зону, значительных объемов газов, зачастую превышающих производительность эксплуатируемых вентиляторов-дымососов.

Известно устройство для сбора газов в электролизерах для получения алюминия, содержащее укрытие в виде ряда подъемных плит, закрепленных на аноде посредством поворотных рычагов и газонепроницаемо соединенных с нижней частью кожуха анода и боковыми стенками электролизера, (патент РФ №2023760).

Недостатками известного устройства являются необходимость разгерметизации значительной части поверхности расплава при выполнении технологических операций «снятие угольной пены», «подтягивание осадка», «контроль состояния поверхности подошвы анода» и связанные с этим высокие выбросы загрязняющих веществ, а также существенные потери тепла за счет его отвода в окружающую среду через укрытия большой площади наружной поверхности, что сопровождается увеличением расхода электроэнергии и ухудшением энергетических показателей электролизера.

Задачей настоящего изобретения является сокращение выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытия, а также снижение потребления электролизером электроэнергии.

Достигается это тем, что в защите алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, содержащей укрытие в виде подъемных плит, газонепроницаемо соединенных с поясом анодного кожуха и боковыми стенками электролизера посредством закрепленных на анодном кожухе поворотных рычагов, каждая продольная сторона укрытия снабжена не менее чем двумя отверстиями площадью S1 по отношению к площади всего укрытия S2 при условии S1:S2=0,01÷0,05:1, причем отверстия снабжены герметичными крышками, а само укрытие выполнено с теплоизоляцией.

Герметичная крышка выполнена в форме усеченной пирамиды, меньшим основанием обращенной внутрь отверстия, а угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки составляет 2-5°.

Данные пределы отношения площади отверстия к площади укрытия выбраны из соображений обеспечения удобства выполнения технологических операций «снятие угольной пены», «подтягивание осадка», «контроль состояния поверхности подошвы анода» и уменьшения выбросов загрязняющих веществ в период выполнения этих операций. Отверстия менее 0,01 площади укрытия осложнят и даже сделают невозможным выполнение перечисленных технологических операций. Отверстия площадью более 0,05 площади укрытия приведут к значительному снижению эффективности улавливания загрязняющих веществ газосборным колоколом в период выполнения технологических операций, связанных с разгерметизацией электролизера. Отверстия площадью, равной 0,01÷0,05 площади укрытия, позволяют обеспечить эффективность улавливания анодных газов газосборным колоколом при разгерметизации электролизера на уровне 80-85%, фторида водорода 70-80%, что существенно выше, чем при выполнении технологических операций на электролизере, оборудованном газосборным колоколом.

Угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки в пределах 2÷5° выбран из соображений обеспечения герметичности укрытия в межоперационный период и удобства ее извлечения при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией электролизера. Отступление от данных параметров угла не обеспечит плотного прилегания крышки к отверстию.

Укрытие оборудовано теплоизоляцией для сокращения потерь тепла электролизером теплопроводностью и конвекцией, которые находятся в прямой зависимости от площади укрытия, и снижения потребления электролизером электроэнергии на восполнение этих потерь.

Наличие в укрытии отверстий, обеспечивающих допуск к поверхности расплава, обосновывается необходимостью снижения выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией электролизера. Отсутствие таких отверстий вызывает необходимость разгерметизации значительной части расплава путем снятия укрытия, что приводит к существенному увеличению выбросов загрязняющих веществ.

Выполнение крышки в форме усеченной пирамиды вызвано необходимостью обеспечения герметичности отверстия за счет плотного прилегания крышки к его стенкам в межоперационный период.

На фиг.1 показан электролизер с верхним подводом тока, оборудованный укрытием в виде подъемных плит, газонепроницаемо соединенных с поясом анодного кожуха и боковыми стенками электролизера посредством электроизолирующей герметизирующей засыпки, вид сверху, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Электролизер 1 с верхним подводом тока, оборудованный анодом 2, размещенным в кожухе 3, по всему периметру последнего оборудован укрытием 4, выполненным в виде подъемных плит. Газонепроницаемость и электрическая изоляция укрытия обеспечивается засыпкой 5, например, глиноземной, размещенной на поясе 6 анодного кожуха 3, и боковой стенкой 7 электролизера 1. Подъемные плиты с помощью кронштейнов 8 и шарниров 9 крепятся к анодному кожуху 3, что обеспечивает, при необходимости, возможность разгерметизации части или всей поверхности расплава по периметру анодного кожуха. Доступ к расплаву при выполнении технологических операций осуществляется через отверстия 10, выполненные в укрытии. Отвод газов из-под укрытия в систему организованного газоотсоса осуществляется через патрубки 11, диагонально расположенные в торцевых сторонах укрытия электролизера. Укрытия, в целях уменьшения отвода от них тепла теплопроводностью и конвекцией, содержат слой теплоизоляции 12, расположенный между наружной 13 и внутренней 14 стенками подъемных плит. Герметизацию отверстий 10 осуществляют крышками 15. Боковые стенки 16 отверстия 10, как и боковые стенки 17 крышек 15, в целях обеспечения плотного прилегания друг к другу выполнены в форме усеченной пирамиды, меньшим основанием обращенной внутрь отверстия, а угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки составляет от 2 до 5 градусов.

Устройство работает следующим образом. Из укрытого электролизера анодные газы под укрытием 4 движутся в сторону газоотводящих патрубков 11, через которые они направляются в систему организованного газоотвода на очистку. При этом герметичность укрытия обеспечивается засыпкой 5, размещенной на поясе 6 анодного кожуха 3 и боковой стенке 7 электролизера 1, а герметичность крышек 15, закрывающих отверстия 10, обеспечивается стенками 16 и 17 и крышками 15 соответственно. При выполнении технологических операций «выливка металла», «проверка состояния подошвы анода», «снятие угольной пены» разгерметизация электролизера осуществляется открыванием крышки 15. При необходимости разгерметизации одной из сторон электролизера укрытие 4 с помощью кронштейна 8, который с помощью шарнира 9 прикреплен к стенке анодного кожуха 3, поднимается на высоту, достаточную для обеспечения удобства выполнения технологических операций.

Технический результат изобретения заключается в сокращении более чем в 2 раза выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытия, сокращение потерь тепла электролизером и затрат электроэнергии на их восполнение на 20-25 кВт*ч/тAl, исключение трудозатрат на поддержание герметичности укрытия путем восстановления глиноземной засыпки по мере ее растворения в расплаве.

1. Защитное укрытие алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, содержащее подъемные плиты, газонепроницаемо соединенные с поясом анодного кожуха и боковыми стенками электролизера посредством закрепленных на анодном кожухе поворотных рычагов, отличающееся тем, что каждая продольная сторона укрытия выполнена не менее чем двумя отверстиями площадью S1 с отношением к площади всего укрытия S2, составляющим S1:S2=0,01÷0,05:1, причем отверстия снабжены герметичными крышками, а укрытие снабжено слоем теплоизоляции.

2. Укрытие по п.1, отличающееся тем, что герметичная крышка выполнена в форме усеченной пирамиды, меньшим основанием обращенной внутрь отверстия, а угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки составляет 2-5°.



 

Похожие патенты:

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 устройству для аспирации газа электролизера с верхним токоподводом для электролитического получения алюминия. .

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.

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

Изобретение относится к охладителю дымового газа из алюминиевых электролизеров при выплавке алюминия и способу охлаждения и очистки дымового газа. .

Изобретение относится к удалению газов из множества электролизных ячеек. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом, и может быть использовано для удаления анодных газов от алюминиевых электролизеров с самообжигающимся анодом, оснащенных системой автоматической подачи сырья.

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. Диски с наружной стороны имеют выступы, отношение высоты которых к диаметру диска находится в пределах h:D=0,05÷1,1:1, отношение расстояния между поворотными дисками к диаметру диска находится в пределах H:D=1:1,15÷1,25 и отношение расстояния между выступами к высоте выступа находится в пределах L:h=3÷4:1. Обеспечивается повышение эффективности дожигания горючих компонентов анодного газа - оксида углерода, смолистых веществ, обеспечение возможности регулирования разрежения в горелке и объема подсасываемого в нее воздуха, а также обеспечение возможности безопасного удаления отложений из полости горелки без использования предназначенного для этого инструмента - скребков, шумовок и прочее. 2 ил.

Изобретение относится к газосборнику для улавливания и термического обезвреживания анодных газов от алюминиевых электролизеров с самообжигающимися анодами (варианты). Газосборник алюминиевого электролизера содержит угловые секции, расположенные на диагонально противоположных углах анодного кожуха, или прямые секции, расположенные в середине продольных сторон анодного кожуха, или угловые и прямые секции, соответственно расположенные на диагонально противоположных углах и в середине продольных сторон анодного кожуха. Каждая угловая или прямая секция газосборника содержит угловую или прямую бесщелевую камеру дожигания и две прямые камеры сгорания со сквозными щелями. Обеспечивается повышение эффективности термического обезвреживания анодных газов при одновременном снижении трудоемкости обслуживания и металлоемкости. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

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. Между верхним и нижним поясами жесткости симметрично продольной оси балки-коллектора расположены два дополнительных газоходных канала переменного сечения, соединенные с нижним поясом жесткости с помощью конфузоров, снабженных заслонками и расположенных вдоль продольной оси над анодами между конфузорами основного газоходного канала, при этом с лицевой стороны каждый основной газоходный канал имеет конфузор, установленный в зоне забора металла. Заслонки конфузоров дополнительных газоходных каналов соединены с датчиками включения и выключения дополнительного газоходного канала, при этом все конфузоры установлены наклонно относительно вертикальной оси электролизера. Обеспечивается равномерное газоудаление и повышение его эффективности за счет локального удаления газов при замене анодов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

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. Устройство содержит теплообменник, установленный между двумя смежными электролизерами, выполненный наклонным по отношению к ним, содержащий 40-50 труб с наружным диаметром 50 мм для непосредственной передачи тепла дымовых газов глинозему, имеющий наружный диаметр, составляющий 800±50 мм, и площадь теплообмена, составляющую 15-20 м2, и снабженный отводящими наклонными трубопроводами для подачи глинозема в электролизер. Обеспечивается сокращение расхода электроэнергии на производство алюминия и транспортировку анодных газов и уменьшение материалоемкости газоходной сети корпуса электролиза. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

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. Раскрыт также электролизер, имеющий теплообменники в газоходе. Обеспечивается снижение капитальных затрат и текущих эксплуатационных расходов. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

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 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.

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. Удаление увеличенного объема газов регулируют с помощью элементов регулирования в зависимости от выполнения технологических операций, при этом измеряют значения параметров с помощью установленных датчиков, фиксируют эти значения, определяют объем удаляемых выбросов, затем приводят элементы регулирования в положение от 0° до 90°. Обеспечивается снижение выбросов фтора, повышение КПД укрытия электролизера и снижение капитальных и эксплуатационных затрат на газоочистное оборудование и систему газоходов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 5 табл.

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:S20,01÷0,05:1, причем отверстия снабжены герметичными крышками, а само укрытие выполнено с теплоизоляцией. Герметичная крышка выполнена в форме усеченной пирамиды, меньшим основанием обращенной внутрь отверстия, а угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки составляет 2-5°. Обеспечивается сокращение выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытия, и снижение потребления электролизером электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх