Электролизер для получения алюминия

Изобретение относится к электролизеру с самоспекающимися анодами для получении алюминия. Электролизер содержит размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод, разделенный на границе между коксо-пековой композицией и зоной полукокса горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха и оборудованной вертикальными ячейками, с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, с размещенными с зазором ячейками на горизонтальной перегородке и размещенную на уровне верхней кромки анодных ячеек дополнительную горизонтальную перегородку с окнами, длина и ширина которых равна длине и ширине вертикальных ячеек, а высота анодных ячеек равна высоте анодного кожуха, при этом пространство между горизонтальными перегородками заполнено теплоизолирующим материалом. Обеспечивается снижение потерь теплоты через анодное устройство электролизера и выбросов смолистых веществ с его поверхности. 2 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при получении алюминия в электролизерах с самоспекающимися анодами.

Известен электролизер с самообжигающимся электродом, включающий разделенный на две секции анод, размещенный в двух анодных кожухах, между которыми расположены съемная крышка и система охлаждения в виде петель труб подвода охлаждающего воздуха [патент RU №2121014, от 06.01.1995, опубл. 27.10.1998].

Недостаток известного электролизера заключается в интенсификации потери теплоты от анодных кожухов вследствие увеличения суммарной площади теплоотдающих поверхностей и применения воздушного охлаждения с помощью тягодутьевых машин.

Известен электролизер для получения алюминия, в котором самоспекающийся анод содержит три анодных блока, каждый из которых снабжен продольной балкой анодной рамы и двумя рядами токоподводящих штырей [патент RU №2187581, опубл. 20.08.2002].

Недостатком известного электролизера является сложность герметизации газоходных каналов, размещенных между анодными блоками.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электролизер для получения алюминия, включающий размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод на границе между коксо-пековой композицией и зоной полукокса разделенный горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха и оборудованной вертикальными ячейками с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, при этом ячейки размещены с зазором между ними для обеспечения движения образующихся анодных газов в систему газоотсоса [патент РФ 2657395 от 13.06.2018].

Недостатком известного электролизера является риск коксования жидкой коксо-пековой композиции непосредственно на поверхности горизонтальной перегородки, а также в значительной площади поверхности жидкой коксо-пековой композиции, с которой происходит испарение и поступление в атмосферу корпуса смолистых веществ.

Задачей заявляемого изобретения является снижение потерь теплоты электролизером через анодное устройство и снижение выбросов смолистых веществ с поверхности самоспекающегося анода.

Поставленная задача достигается тем, что электролизер для получения алюминия, включающий размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод, разделенный на границе между коксо-пековой композицией и зоной полукокса горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха и оборудованной вертикальными ячейками, с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, с размещенными с зазором ячейками на горизонтальной перегородке, при этом, на уровне верхней кромки анодных ячеек оборудована дополнительная горизонтальная перегородка с окнами, длина и ширина которых равна длине и ширине вертикальных ячеек, а высота анодных ячеек равна высоте анодного кожуха, при этом, пространство между горизонтальными перегородками заполнено теплоизолирующим материалом.

Высота анодных ячеек равная высоте анодного кожуха обосновывается тем, что в этом случае вся потребляемая электролизером анодная масса загружается непосредственно в ячейку, где происходит формирование самоспекающегося анода - плавление анодной массы и ее переход в жидкую коксо-пековую композицию, и дальнейшее коксование, с первоначальным образованием полукокса, и далее - кокса.

Целесообразность дополнительной горизонтальной перегородки, на уровне верхней кромки анодных ячеек, обосновывается тем, что в этом случае слой жидкой коксо-пековой композиции находится непосредственно в ячейке, в которой происходит формирование самоспекающегося анода, и таким образом обеспечивается снижение выбросов в атмосферу корпуса смолистых веществ, испаряющихся с поверхности анода.

Наличие между горизонтальными перегородками теплоизолирующего материала снижает потери теплоты через анодное устройство и, таким образом, уменьшает энергопотребление электролизера и повышает его энергетическую эффективность.

Заявляемый алюминиевый электролизер с самоспекающимся анодом поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен продольный разрез электролизера, на фиг. 2 - продольный разрез анодного узла электролизера, где: 1 - анодный кожух; 2 - нижняя горизонтальная перегородка; 3 - токоподводящие анодные штыри; 4 - ячейки анода; 5 - теплоизолирующий слой; 6 - спекшиеся анодные блоки; 7 - катодный узел электролизера; 8 - криолитоглиноземная корка; 9 - газоотводящий патрубок; 10 - верхняя горизонтальная перегородка; 11 - окна в горизонтальной перегородке.

Алюминиевый электролизер с самоспекающимся анодом работает следующим образом. Загружаемая в ячейки 4 анодная масса, по мере нагревания до температуры 80÷120°С плавится, переходя вначале в фазу жидкой коксо-пековой композиции, далее - в твердые фазы полукокса и кокса. Сформированный анодный блок 6 удерживается в ячейке токоподводящими анодными штырями 3. Жесткое крепление ячеек в анодном кожухе, зазоры между ячейками, а также между ячейками и стенками анодного кожуха обеспечивает горизонтальная перегородка 2 и 10, оборудованные окнами 11, длина и ширина которых равны длине и ширине ячеек. Снижение потерь теплоты через анодное устройство обеспечивается слоем теплоизоляции 5, размещенной между горизонтальными перегородками. Анодные газы, образующиеся при коксовании и окислении самоспекающегося анода, по зазорам l1 между ячейками 4 движутся к газоотводящим патрубкам 9, откуда они направляются в систему газоотсоса. Выбиванию анодных газов в атмосферу корпуса препятствует криолитоглиноземная корка 8, укрывающая поверхность между анодным кожухом 1 и катодным узлом 7 электролиза. Таким образом, уменьшение пути движения анодных газов под анодными блоками снижает объем газосодержащего слоя электролита, а уменьшение площади поверхности жидкой коксо-пековой композиции сокращает выбросы испаряющихся смолистых веществ в атмосферу корпуса.

Технический результат заявляемого электролизера заключается в снижении потерь теплоты через анодное устройство электролизера и выбросов смолистых веществ с его поверхности.

Электролизер для получения алюминия, содержащий размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод, разделенный на границе между коксо-пековой композицией и зоной полукокса горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха и оборудованной вертикальными ячейками с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, при этом ячейки размещены с зазором на горизонтальной перегородке, отличающийся тем, что он снабжен размещенной на уровне верхней кромки ячеек с анодными блоками дополнительной горизонтальной перегородкой с окнами, длина и ширина которых равна длине и ширине упомянутых ячеек, а высота упомянутых ячеек равна высоте анодного кожуха, при этом пространство между горизонтальными перегородками заполнено теплоизолирующим материалом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству алюминия в электролизерах с обожженным анодом. Способ защиты угольной части анода от окисления включает нанесение глинозема на подошву и боковые стенки анода путем погружения анода в емкость с коллоидным раствором глинозема с размером частиц 3-5 мм с образованием зазора 5-10 см между боковыми поверхностями стенок, подошвой анода и стенками емкости и воздействия на анод в течение 8-12 с ультразвуком от 2-5 атм и частотой 18 кГц посредством источников мощностью от 5 до 10 кВт, которые устанавливают в боковых стенках и днище емкости с внешней стороны.

Изобретение относится к производству алюминия в электролизерах с обожженным анодом. Способ защиты угольной части анода от окисления включает нанесение глинозема на подошву и боковые стенки анода путем погружения анода в емкость с коллоидным раствором глинозема с размером частиц 3-5 мм с образованием зазора 5-10 см между боковыми поверхностями стенок, подошвой анода и стенками емкости и воздействия на анод в течение 8-12 с ультразвуком от 2-5 атм и частотой 18 кГц посредством источников мощностью от 5 до 10 кВт, которые устанавливают в боковых стенках и днище емкости с внешней стороны.

Изобретение относится к электролизеру для получения алюминия электролизом в расплаве электролита с инертным анодом. Инертный анод содержит тело анода, имеющее по меньшей мере одну боковую стенку, полость, выполненную внутри тела анода вдоль его оси и имеющую верхнее отверстие сверху тела анода, при этом боковая стенка анода окружает полость по ее периметру, штырь, имеющий первый конец, соединенный с источником тока, и второй конец, противоположный первому концу, причем второй конец проходит вниз в полость в теле анода через его верхнее отверстие до позиции, расположенной выше границы раздела расплав электролита-газ в электролизере, оболочку, полностью окружающую второй конец штыря внутри полости и проходящую из полости к первому концу для окружения части штыря, находящейся выше полости, элемент, проходящий от второго конца штыря через границу раздела расплав электролита-газ в электролизере, и заполнитель, удерживаемый в полости между внутренней поверхностью тела анода и штырем и предназначенный для поддержания электрического соединения между штырем и телом анода.

Изобретение относится к способу снижения контактного напряжения в алюминиевом электролизере с обожженным анодом. Способ включает нанесение покрытия в виде раствора или суспензии, обладающего низким электрическим сопротивлением, на элементы, контактирующие с угольным блоком электролизера, и предварительную заливку чугуна для укрепления контактирующих элементов, наносят покрытие на ниппель в месте его контакта с угольной частью обожженного анода после охлаждения чугуна до температуры 95-60°С, с дальнейшей выдержкой покрытия в течение 6-12 ч, при этом между ниппелем и угольной частью анода устанавливают медный лист или наносят покрытие на блюмс, в месте его контакта с катодным угольным блоком, после охлаждения чугуна до температуры 95-60°С с дальнейшей выдержкой покрытия в течение 6-12 ч, при этом между блюмсом и угольной частью катода устанавливают медный лист.

Изобретение относится к термохимически стойкому аноду для электролиза алюминия из криолитно-глиноземных расплавов. Анод содержит верхний элемент (1) и подвешенный на нём нижний элемент.

Изобретение относится к производству анодной массы для самообжигающегося анода алюминиевого электролизера. Способ включает смешение коксовой шихты с пеком-связующим с получением анодной массы и определение качества смешения анодной массы.

Изобретение относится к укрывающему анодному устройству для использования в алюминиевом электролизере, которое образовано из стенки полости, которая устойчива к коррозии и высокой температуре, и полости, причем теплоизоляционный материал может быть введен в или извлечен из полости, а на устройстве выполнены вентиляционные каналы для направления потока.

Изобретение относится к электролизерам для получения алюминия. Электролизер включает размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод, токоподводящие штыри и систему газоотсоса, при этом самоспекающийся анод на границе между коксопековой композицией и зоной полукокса разделен горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха, равной 0,7÷0,8 от его высоты, и оборудованной вертикальными ячейками с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, при этом ячейки выполнены длиной, равной 0,1÷0,2 длины анодного кожуха, и шириной, равной 0,45÷0,495 ширины анодного кожуха, и размещены с зазором между ними для обеспечения движения образующихся анодных газов в систему газоотсоса.
Изобретение относится к способу подготовки обожженных анодов для электролиза алюминия. Способ включает нагрев анода перед помещением его в расплав электролита.

Предлагаемое изобретение относится к электролитическому производству алюминия в электролизерах с предварительно обожженными анодами и может быть использовано в период ввода электролизера в эксплуатацию и при выводе электролизера из эксплуатации.

Изобретение относится к получению алюминия электролизом криолит-глиноземного расплава. Способ включает загрузку на этапе пуска электролизера в качестве электролита смеси криолита со фторидом алюминия с содержанием фторида алюминия от 25 до 35 мас.%.

Группа изобретений относится к электролитическому получению алюминия. Электролизер для получения алюминия, содержащий анод, катод в отстоящем от анода положении, ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, корпус электролизера, содержащий боковую стенку и подину.

Изобретение относится к способу получению сплавов на основе алюминия электролизом. Способ включает использование малорасходуемого анода алюминиевого электролизера в качестве источника легирующих элементов, при этом осуществляют введение в расплавленный катодный алюминий легирующих элементов путем растворения в расплаве электролита алюминиевого электролизера из малорасходуемого анода, добавления в расплав электролита алюминиевого электролизера оксидов, и/или фторидов, и/или карбонатов упомянутых легирующих элементов или одновременного растворения легирующих элементов из малорасходумых анодов с добавлением в расплав электролита алюминиевого электролизера оксидов, и/или фторидов, и/или карбонатов упомянутых легирующих элементов, восстановление легирующих элементов, введенных в расплав электролита алюминиевого электролизера на расплавленном катодном алюминии, с получением основы для алюминиевых сплавов, определение соотношения элементов в основе для алюминиевых сплавов и доведение сплавов до заданного состава посредством добавления к основе для алюминиевых сплавов легирующих элементов в необходимом количестве.

Транспортировочное устройство (1) содержит средства стыковки с грузом, средства дистанционного обнаружения препятствия, выполненные с возможностью сканирования зоны (8) обнаружения, средства сбора кинематической данной, предназначенные для сбора одной или нескольких кинематических данных, относящихся к кинематике транспортировочного устройства (1), блок (16) обработки, предназначенный для определения зоны контроля внутри зоны (8) обнаружения, при этом блок (16) обработки рассчитывает форму зоны контроля в зависимости от кинематической данной или кинематических данных, поступающих от средств сбора.

Изобретение может быть использовано при получении фтористых солей, используемых в производстве алюминия электролитическим способом. Обработку регенерационного криолита проводят сульфатом алюминия или хлоридом алюминия при температуре 60-80°C в течение 20-120 минут при поддержании рН 2-4.

Изобретение относится к способу и устройству для футеровки катодного устройства электролизера для получения алюминия. Способ включает укладку материалов одновременно с его распределением по поверхности цоколя и выравниванием по уровню, отсчитываемому от плоскости верхнего края кожуха катодного устройства электролизера путем последовательного перемещения устройства для инсталляции неформованных футеровочных материалов вдоль продольной оси катода алюминиевого электролизера.
Изобретение относится к способу выравнивания подошвы анода алюминиевого электролизера. Способ включает подачу под анод глинозема под давлением 1-2 атм, при этом первую подачу глинозема осуществляют через 2-4 часа после установки нового анода в электролизер, дальнейшие подачи глинозема осуществляют в течение последующих 16-18 часов с периодичностью 6-8 часов, по истечении которых подачу глинозема под анод до его полного износа осуществляют с периодичностью один раз в течение 1-2 суток.

Изобретение относится к производству алюминия в электролизерах с обожженными анодами. Способ включает подачу воздушно-глиноземной смеси в течение 5÷60 с под углом от 3 до 10° по отношению к аноду при соотношении глинозема и сжатого воздуха 1:0,1÷0,15.

Изобретение относится к электролизерам для получения алюминия. Электролизер включает размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод, токоподводящие штыри и систему газоотсоса, при этом самоспекающийся анод на границе между коксопековой композицией и зоной полукокса разделен горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха, равной 0,7÷0,8 от его высоты, и оборудованной вертикальными ячейками с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, при этом ячейки выполнены длиной, равной 0,1÷0,2 длины анодного кожуха, и шириной, равной 0,45÷0,495 ширины анодного кожуха, и размещены с зазором между ними для обеспечения движения образующихся анодных газов в систему газоотсоса.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к процессу пиления пазов в обожженных углеродных анодах, используемых при электролитическом получении алюминия, а именно к устройству с режущими сегментами и способу обработки обожженных углеродных анодов Режущие сегменты поочередно с левым и правым исполнением располагаются на дисках пилы на одинаковом расстоянии между собой.

Изобретение относится к электролизеру с самоспекающимися анодами для получении алюминия. Электролизер содержит размещенный в анодном кожухе самоспекающийся анод, разделенный на границе между коксо-пековой композицией и зоной полукокса горизонтальной перегородкой, размещенной на высоте от нижней кромки анодного кожуха и оборудованной вертикальными ячейками, с образованием анодных блоков, удерживаемых от падения в расплав токопроводящими штырями, с размещенными с зазором ячейками на горизонтальной перегородке и размещенную на уровне верхней кромки анодных ячеек дополнительную горизонтальную перегородку с окнами, длина и ширина которых равна длине и ширине вертикальных ячеек, а высота анодных ячеек равна высоте анодного кожуха, при этом пространство между горизонтальными перегородками заполнено теплоизолирующим материалом. Обеспечивается снижение потерь теплоты через анодное устройство электролизера и выбросов смолистых веществ с его поверхности. 2 ил.

Наверх