<Desc/Clms Page number 1>
BREVET D'INVENTION au nom de la Compagnie de Produits Chimiques et Electrométallurgiques
ALAIS, FROGES et CAMARGUE Dispositif de captation des gaz pour foursd'électrolyse ouverts Priorité d'une demande de brevet en France du 21 Janvier 1944.-
La présente invention, due à la collaboration de Monsieur R. Jouannet, concerne un dispositif pratique et simple de captation des gaz qui se dégagent des fours électriques d'électrolyse et en particulier des cuves d'électrolyse pour la fabrication de l'aluminium, que ces gaz proviennent de l'électrolyse elle-même ou des phénomènes qui l'accompagnent, tels par exemple que la cuisson des électrodes.
Dans les fours actuels, le dispositif d'amenée de courant aboutit toujours à la partie supérieure du four, soit à une ou plusieurs électrodes de section quelconque polygonale, ronde ou autre, assemblées ou non, soit à une ou plusieurs électrodes continues à auto-cuisson.
Chaque électrode ou groupe d'électrodes est ou peut être entouré immédiatement d'une garniture métallique, généralement appelée chemise ou gaine, qui, suivant les cas, descend et s'use avec l'électrode ou au contraire laisse coulisser l'électrode en restant elle-même à un niveau à peu près constant.
Pour capter les gaz qui se dégagent du four en cours d'utilisation, il est d'usage, d'établir, autour de la ou des électrodes, soit une deuxième gaine extérieure enveloppante, soit un ensemble de tuyauteries reliées à de puissants ventilateurs qui servent à créer la dépression indispensable pour aspirer les gaz et compensée les fuites.
Lorsque la captation est assurée par de simples tuyauteries débouchant à proximité de l'électrode, il est inévitable d'aspirer non seulement les gaz, mais une proportion généralement très importante d'air.
. Lorsque la captation est assurée par une gaine extérieure enveloppante fermant complètement le four, il est nécessaire dtéta- blir des rideaux ou volets mobiles qui, en position fermée, constituent une gêne et souvent interdisent l'exécution du travail normal nécessaire pour la conduite du four : l'ouverture partielle ou momentanée entraine inévitablement de grosses rentrées d'air et une
<Desc/Clms Page number 2>
diminution fort sensible de l'efficacité des systèmes de captation.
De plus l'entretien de ces pièces mobiles est très difficile et très onéreux.
Dans tous les cas, que les gaz soient gênants, nocifs ou d'une valeur commercialement intéressante, il est évident qu'il y a intérêt à les capter à l'état pur ou à concentration élevée.
Suivant la présente invention, on capte les gaz en établis- sant une gouttière de dimensions trs réduites dont la forme et l'em- placement sont judicieusement choisis, de telle sorte que la capta- tion puisse être effectuée sans qu'il soit nécessaire de prévoir au- cune pièce mobile ouvrante ou non, cette gouttière assurant en marche normale la complète captation des gaz, soit à l'état pur, soit à une concentration élevée choisie, sans gêne pour l'exploitation normale du four.
Ce résultat est obtenu à l'aide du dispositif décrit ci-après dans son application à titre d'exemple à une cuve d'électrolyse de l'aluminium, en référence au dessin ci-joint qui montre sur les fig.l et 2 deux formes de réalisation différentes en des vues partielles en coupe verticale.
Les gaz provenant de la cuisson de l'électrode 1 ne peuvent s'échapper par la partie supérieure de celle-ci du fait de la pré- sence, dans le haut de l'électrode, d'une certaine quantité de pâte plastique imperméable aux gaz, et de la présence, sur les parois la- térales, de la gaine ou chemise 2. Ils doivent obligatoirement s'é- chapper par la partie inférieure, où ils rencontrent les gaz produits au cours des phénomènes d'électrolyse et sont captés, mélangés à ces derniers, par le dispositif faisant l'objet de 1 invention.
Une gouttière métallique 3 entourant chaque électrode est suspendue en 3', de façon normalement fixe, mais néanmoins réglable en hauteur, aux superstructures fixes de la cuve d'éleotrolyse. Cette gouttière est suspendue de telle façon que son bord extérieur se trou- ve à quelques centimètres au-dessus du niveau de l'électrolyte 4.
L'étanchéité est réalisée à cet endroit par un talus d'alumine pulvé- rulente 5, qui, par sa finesse même, s'oppose à la fois aux sorties de gaz et aux rentrées d'air. Ce talus d alumine est lui-même porté par les croûtes figées 6, existant normalement à la partie supérieure de l'électrolyte 4. Ce dispositif assure automatiquement l'isolement électrique de la gouttière par rapport à l'électrolyte et à la masse de la cuve.
Le bord intérieur de la gouttière (côté de l'électrode), qui peut être hozizontal ou incliné, est aménagé de façon à assurer 1 é- tanchéité avec la gaine 2 de l'électrode 1. A titre d'exemple, ceci s'obtient par l'un ou l'autre des moyens suivants :
Comme représenté sur la fig.l, la gouttière 3 se termine à très faible distance de la gaine 2, et on peut réaliser le joint en chargeant simplement dans l'angle formé par la gaine 2 et la gouttière 3, un mélange 7 contenant à la fois des particules solides suffisamment fines pour assurer l'étanohéité aux gaz et d'autres
<Desc/Clms Page number 3>
particules suffisamment grosses pour s'opposer à l'écoulement des fi- nes par l'interstice existant.
Dans les cuves à aluminium, ce mélange sera avantageusement constitué par un dosage approprié d'alumine et de produits fluorés broyés à la grosseur convenable.
On peut également, comme représenté sur la fig.2, fermer l'interstice entre la gouttière 3 et la gaine 2 à l'aide d'une bavette élastique 8, métallique ou non, fixée ou non en 9 à la gouttière et s'appuyant en 10 sur la gaine 2.
Dans le cas où la gaine 2 de l'électrode est fixe,la bavet- te 8 peut être fixée en 10 à la gaine 2 et il est évident que, dans ce cas, la gouttière 3 pourrait aussi être liée directement de façon rigide à la gaine 2.
Le dispositif décrit ci-dessus constitue un ensemble fermé autour de chaque électrode et permet, ainsi de recueillir la totalité des gaz. Ces gaz, qui s'accumulent à l'intérieur de la gouttière 3, sont collectés aux endroits les plus convenables par une ou plusieurs prises de gaz et conduits par un ventilateur aux appareils, d épuration ou d'utilisation appropriés. Ce ventilateur, qui n'est d'ailleurs pas toujours indispensable, permet de régler à volonté la valeur de la pression ou de la dépression à l'intérieur de la gouttière.
La gouttière décrite, de dimensions réduites, ne comporte aucune pièce mobile et n'apporte aucune gêne à la conduite du four.
Le dispositif selon l'invention a été décrit dans son appli- cation à une cuve de fabrication électrolytique de l'aluminium, mais il est bien évident qu'il peut également s'appliquer à tous fours électrothermiques ou électrolytiques.
REVENDICATIONS
1) Dispositif de oaptation des gaz dans les fours électro- thermiques ou électrolytiques, caractérisé en ce que la partie infé- rieure des électrodes est entourée d'une gouttière, reposant de façon étanche contre les électrodes et contre la charge du four au voisinage des électrodes.
<Desc / Clms Page number 1>
PATENT OF INVENTION on behalf of the Company of Chemical and Electrometallurgical Products
ALAIS, FROGES and CAMARGUE Gas capture device for open electrolysis furnaces Priority of a patent application in France of January 21, 1944.-
The present invention, due to the collaboration of Mr. R. Jouannet, relates to a practical and simple device for capturing the gases which are released from electric electrolysis furnaces and in particular from electrolytic cells for the manufacture of aluminum, which these gases come from the electrolysis itself or from the phenomena which accompany it, such as for example the baking of the electrodes.
In current furnaces, the current supply device always ends at the upper part of the furnace, either at one or more electrodes of any polygonal, round or other cross section, assembled or not, or at one or more continuous electrodes with self- cooking.
Each electrode or group of electrodes is or can be immediately surrounded by a metal lining, generally called a jacket or sheath, which, depending on the case, descends and wears with the electrode or, on the contrary, allows the electrode to slide while remaining itself at a roughly constant level.
To capture the gases that emerge from the oven during use, it is customary to establish, around the electrode (s), either a second enveloping outer sheath, or a set of pipes connected to powerful fans which are used to create the depression essential to suck the gases and compensate for leaks.
When the capture is provided by simple pipes opening near the electrode, it is inevitable to suck not only the gases, but generally a very large proportion of air.
. When the capture is provided by an enveloping outer sheath completely closing the oven, it is necessary to set up movable curtains or shutters which, in the closed position, constitute a hindrance and often prevent the execution of the normal work necessary for the operation of the oven. : partial or momentary opening inevitably leads to large inflows of air and
<Desc / Clms Page number 2>
very significant decrease in the efficiency of collection systems.
In addition, the maintenance of these moving parts is very difficult and very expensive.
In all cases, whether the gases are troublesome, harmful or of a commercially advantageous value, it is obvious that there is an advantage in capturing them in the pure state or at high concentration.
According to the present invention, the gases are captured by establishing a gutter of very small dimensions, the shape and location of which are judiciously chosen, so that the capture can be carried out without the need for provide no moving part, which may or may not open, this gutter ensuring, in normal operation, the complete capture of the gases, either in the pure state or at a selected high concentration, without hindering the normal operation of the furnace.
This result is obtained using the device described below in its application by way of example to an aluminum electrolytic cell, with reference to the attached drawing which shows in fig. 1 and 2 two different embodiments in partial views in vertical section.
The gases resulting from the firing of the electrode 1 cannot escape through the upper part of the latter due to the presence, in the top of the electrode, of a certain quantity of plastic paste impermeable to them. gas, and the presence, on the side walls, of the sheath or jacket 2. They must escape through the lower part, where they meet the gases produced during the electrolysis phenomena and are captured , mixed with the latter, by the device which is the object of the invention.
A metal gutter 3 surrounding each electrode is suspended at 3 ', normally fixed, but nevertheless adjustable in height, from the fixed superstructures of the electrolysis cell. This gutter is suspended in such a way that its outer edge is a few centimeters above the level of the electrolyte 4.
Sealing is achieved at this point by a slope of pulverulent alumina 5, which, by its very fineness, opposes both gas outlets and air inlets. This alumina bank is itself carried by the fixed crusts 6, normally existing in the upper part of the electrolyte 4. This device automatically ensures the electrical isolation of the gutter with respect to the electrolyte and to the mass of the tank.
The inner edge of the gutter (side of the electrode), which can be horizontal or inclined, is arranged so as to ensure a seal with the sheath 2 of the electrode 1. By way of example, this s' obtains by one of the following means:
As shown in fig.l, the gutter 3 ends at a very short distance from the sheath 2, and the joint can be made by simply loading in the angle formed by the sheath 2 and the gutter 3, a mixture 7 containing at both solid particles fine enough to ensure etanoheity to gases and other
<Desc / Clms Page number 3>
particles large enough to oppose the flow of the fines through the existing gap.
In aluminum tanks, this mixture will advantageously consist of an appropriate dosage of alumina and fluorinated products ground to the appropriate size.
It is also possible, as shown in FIG. 2, to close the gap between the gutter 3 and the sheath 2 using an elastic flap 8, metallic or not, fixed or not at 9 to the gutter and s' pressing at 10 on the sheath 2.
In the case where the sheath 2 of the electrode is fixed, the flange 8 can be fixed at 10 to the sheath 2 and it is obvious that, in this case, the gutter 3 could also be directly rigidly connected to the sheath 2.
The device described above constitutes a closed assembly around each electrode and thus makes it possible to collect all of the gases. These gases, which accumulate inside the gutter 3, are collected at the most suitable places by one or more gas outlets and led by a ventilator to the appropriate devices, purification or use. This fan, which is moreover not always essential, makes it possible to adjust the value of the pressure or the vacuum inside the gutter at will.
The gutter described, of reduced dimensions, has no moving parts and does not interfere with the operation of the oven.
The device according to the invention has been described in its application to an electrolytic aluminum production tank, but it is quite obvious that it can also be applied to all electrothermal or electrolytic furnaces.
CLAIMS
1) Device for adapting gases in electro-thermal or electrolytic furnaces, characterized in that the lower part of the electrodes is surrounded by a gutter, resting tightly against the electrodes and against the load of the furnace in the vicinity of the electrodes.