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Anordnung zur Gassammlung in Aluminiumöfen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Gassammlung bei Öfen für schmelzelektrolytische Herstellung von Aluminium, die eine mit ruhendem Mantel versehene Anode aufweist, der der Strom mit Hilfe von vertikalen Kontaktbolzen zugeführt wird. Diese, dienen gleichzeitig zur Aufhängung der Anode. Die Elektrode lässt man in dem Ausmass, in dem sie während der Elektrolyse verbraucht wird, allmählich durch den eisernen Mantel nach unten gleiten. Die Ofengase werden im allgemeinen in einem Gassammelring, der die Elektrode an der Badoberfläche umgibt, gesammelt. Dieser Sammelring ist am unteren Teil des Mantels befestigt und seine Aussenwand ruht auf der Kruste, die sich an der Badoberfläche bildet, auf. Die Abdichtung zwischen dem Sammelring und der Kruste erfolgt mittels Aluminiumoxyd.
Vom Sammelring wird das Gas meist zu einem Brenner geleitet, wo sein Gehalt an CO mit Luft zu CO verbrannt wird. In Öfen mit Söderberg-Anoden enthält das Ofengas stets einen Teil Teerdämpfe, die ebenfalls im Brenner verbrennen. Gewöhnlicherweise erfolgt das Verbrennen mit einem bedeutenden Überschuss an Luft, wodurch das Gasvolumen auf etwa das Fünf-bis Sechsfache des im Ofen entwickelten Volumens gesteigert wird. Nach dem Brennen wird das Gas zu einer Reinigungsanlage geleitet, wo es mit Wasser oder einer Alkalien oder Erdalkalien enthaltenden Lösung gewaschen wird. Das hat den Zweck, Staub und Fluordämpfe aus dem Gas zu entfernen, so dass dieses ins Freie abgelassen werden kann, ohne Schaden in der Umgebung anzurichten. Das wiedergewonnene Fluor kann zu Kryolith aufgearbeitet werden.
Diese Anordnung bei der Gassammlung hat sich sehr gut bewährt, hat aber trotzdem gewisse Nachteile, die sich besonders in grossen Anlagen geltend macnen. Ein Nachteil besteht darin, dass der Sammelring mehr öder weniger offen bleibt, wenn die Kruste von Zeit zu Zeit gebrochen werden muss, um dem Bad mehr Aluminiumoxyd zuzuführen. Dieses Brechen der Kruste erfolgt, wenn Anodeneffekt eintritt, d. h., wenn der Aluminiumoxyd- Inhalt des Schmelzbades unter eine gewisse Grenze gesunken ist, so dass die Badspannung steigt. Die FluorverdampEung vom Bade ist gerade bei Anodeneffekt oder im Bereich desselben am grössten, und wenn die Kruste gebrochen wird, entweichen die Fluordämpfe in die Ofenhalle und gehen verloren. Die Gassammlung ist also in diesem Zeitraum weniger wirksam.
Es hat sich weiterhin der Nachteil gezeigt, dass die Aluminiumoxydschicht um den unteren Teil des Sammelriqges niemals ganz gasdicht ist. Zufolge dieser Umstände hat man in grossen Anlagen, die die beschriebene Aufsammlungsmethode verwenden, öfters grosse Verantwortung für Nachbarschäden tragen müssen, da die Luft, die bei gewöhnlicher Ventilation durch das Dach der Ofenhalle entweicht, fluorhaltig ist. Einige Werke habm die Massnahme getroffen, dass sie eine extra Waschanlage am Dach der Ofenhalle aufbauen, um die dort abgehende Luft zu behandeln. Eine derartige Waschanlage fordert jedoch grosse Installationen, da die an dieser Stelle abgehende Gasmenge sehr gross ist und sich ausserdem über ein grosses Areal verteilt.
Die Gase werden auch so stark verdünnt, dass ein Waschen wenig wirksam wird.
Es wurde nun gefunden, dass es möglich ist, diese Verhältnisse in einfacher Weise zu verbessern, ohne eine besondere Waschanlage vorzusehen. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Anode von zwei Gassammelringen umgeben ist, von denen der eine die Elektrode an der Badoberfläche umgibt, während der andere höher oben am Mantel befestigt ist. Das Gas wird z. B. mit Hilfe eines Ventilators in den oberen Ring eingesogen. Die Absaugung kann kontinuierlich erfolgen oder nur dann, wenn Arbeit im Ofen vorgenommen wird und die Kruste, wie oben beschrieben, durchbrochen worden ist. Das in dieser Weise abgesogene Gas wird jedoch so stark mit Luft verdünnt, dass es nicht brennbar ist.
Es kann jedoch dadurch ausgenutzt werden, dass man es beim Verbrennen des konzentrierten Ofengase aus dem unteren Ring als
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anlage geleitet werden, um zusammen mit dem verbrannten, vom Brenner kommenden Gas weiter behandelt zu werden.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt.
1 bezeichnet den Ofenmantel, der eine Ausfütterung 2 aufweist. Die Anode 3 ist mittels Kontaktbolzen 4 aufgehängt, die auch der Stromzuführung dienen und zu diesem Zweck mit Stromschienen 5 verbunden sind. Die Elektrode 3 ist. von einem ruhenden Mantel 6 umgeben und taucht in das Schmelzbad 7 ein. Dieses weist eine Kruste 8 auf, die mit Aluminiumoxyd. 9 abgedeckt ist.
Um die Elektrode 3 ist ein Gassammelring 10 als unterer S ammelring angeordnet, mit dem die Gase, die sich auf und neben der Anode entwickeln, in konzentrierter und unverbrannter Form aufgefangen werden. Oberhalb dieses unteren Ringes ist ein weiterer, oberer Gassammelring 11 vorgesehen, in dessen Innerem mit Hilfe eines Ventilators od. dgl. ein genügender Unterdruck aufrechterhalten wird, um das Gas von der Oberfläche des Ofens durch Öffnungen 12 an der Aussenwand des Ringes, die gegebenenfalls, wie in der linken Hälfte der Fig. 1 gezeigt, schräggestellt sein kann, absaugen zu können. Es ist von Be- deu'ung, dass die Öffnungen so angebracht werden, dass die Saugwirkung gleichmässig um die Anode herum verteilt und den vorhandenen Verhältnissen angepasst wird.
Die Menge eingesogener Luft wird durch Einstellung der Saugkraft und/oder der Öffnungen 12 in der Wand des Ringes nach Bedarf geregelt. Während des Betriebes wird auch etwas Staub in den oberen Ring eingesogen, aber der Staub ist trocken und kann leicht mit Pressluft od. dgl. weggeblasen werden.
Der obere Ring soll vorzugsweise so solid ausgeführt werden, dass er für die Ofenbedienung als Ar- beitsbühne dienen kann, Wem diese die Arbeiten in Verbindung mit denstromführendenKontakten und Leitungen ausführen sollen.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der der obere Ring als Rauchhaube 13 ausgeführt ist, die am obersten Teil des Mantels 6 befestigt ist. Die Rauchhaube ist mit Absaugrohren 14 versehen und soll so kräftig ausgeführt werden, dass sie, wie oben beschrieben, als Arbeitsbühne dienen kann.
Bei Anwendung einer derartigen Rauchhaube wird die abgesogene Luftmenge zwar beträchtlich erhöht, doch werden auch Vorteile erzielt, indem diese Ausführungsform übersichtlicher und leichter zugänglich ist.
Man kann ferner bei dieser Ausführung den unteren Ring an der Badoberfläche weglassen. Die Kruste wird sich dann gegen die Elektrode und den Mantel hin aufbauen und es wird sich ein Raum zwischen der Kruste und dem Bad bilden, worin sich das Gas sammelt. Aus diesen1 Raum wird das Gas mit Hilfe von Rohre : :, die durch die Kruste eingeführt werden, in die Rauchhaube geleitet oder es wird von selbst durch die Löcher, die sich naturgemäss in der Nähe der Elektrode bilden, entweichen. Man kann einen wesentlichen Teil der Teerdämpfe durch Anwendung eines Brenners 15 entfernen, der, wie in der linken Hälfte der Fig. 2 veranschaulicht, in der Kruste selbst angebracht wird. Der Brenner wird zweckmässig mit Hilfe der eisernen Versteifung 16 am Mantel befestigt. Der Brenner wird in bekannter Weise mit Luftöffnungen versehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Gassammlung bei Öfen für schmelzelektrolytische Herstellung von Aluminium, die eine mit ruhendem Mantel versehene Anode aufweist, der der Strom mit Hilfe von vertikalen Kontaktbolzen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (3) von zwei Gassammelringen (10, 11) umgeben ist, von denen der eine (10) die Elektrode an der Badoberfläche umgibt, während der andere (11) höher oben am Mantel (6) befestigt ist.