CA2937667A1

CA2937667A1 - Apparatus for treating gases from electrolytic cells for the production of aluminium

Info

Publication number: CA2937667A1
Application number: CA2937667A
Authority: CA
Inventors: Thierry Malard; El Hani Bouhabila; Antoine QUENTIN DE GROMARD
Original assignee: Fives Solios SA
Current assignee: Fives Solios SA
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2015-09-24
Also published as: NO3119927T3; CN106103807A; CN106103807B; EP3119927A1; CN106103807A8; WO2015140445A1; EP3119927B1; FR3018826A1

Abstract

Apparatus for treating gases originating from electrolytic cells (2) for the production of aluminium, said cells being placed along two parallel lines (3), comprising means (4) for capturing the gases (1) at the electrolytic cells (2), ducts (5) that collect the gases to be captured at the electrolytic cells (2), at least one duct (7) transporting the gases to a gas treatment centre (8) and exchangers (9) that make it possible to cool the gases before the entry thereof into the gas treatment centre (8), the exchangers (9) are placed in parallel along at least one duct (7) that transports the gases to the treatment centre (8), it being possible for each exchanger (9) to operate independently of the others and to be provided with insulation devices (16) on either side of the exchanger (9), the gases being distributed in all or some of the exchangers (9) by a plenum (13) then assembled in another plenum (14) after cooling. .

Description

INSTALLATION DE TRAITEMENT DE GAZ DE CUVES D'ELECTROLYSE POUR
LA PRODUCTION D'ALUMINIUM
La présente invention est relative aux installations de traitement de gaz de cuves d'électrolyse pour la production d'aluminium. Elle concerne plus particulièrement le positionnement des échangeurs de chaleur utilisés pour le refroidissement des gaz avant leur traitement.
Les échangeurs de chaleurs sont généralement plusieurs pour un Centre de Traitement de Gaz (GTC) car les capacités maximales des échangeurs sont limitées par des contraintes de fabrication et de procédé. Ainsi, les débits de gaz à
traiter, qui représentent des volumes très important (typiquement 2 000 000 Nm3/h pour un GTC), sont typiquement répartis sur quatre à trente deux échangeurs.
Plusieurs configurations existent à ce jour. Le document W0201207809A1 décrit une implantation des échangeurs de chaleur telle que ceux-ci soient positionnés directement sous les filtres au niveau du réacteur. Cette configuration permet d'avoir un échangeur de taille réduite dédié à chaque filtre. Il est alors possible d'isoler ledit échangeur en même temps que le filtre. Cette configuration multiplie le nombre de dispositifs (typiquement 16 à 32 filtres et autant d'échangeurs pour un GTC
traitant GAS TREATMENT PLANT OF ELECTROLYSIS TANKS FOR
ALUMINUM PRODUCTION
The present invention relates to gas treatment plants of tanks electrolysis for the production of aluminum. It concerns more especially the positioning of the heat exchangers used for the cooling of gas before their treatment.
Heat exchangers are usually several for a Gas treatment (GTC) because the maximum capacities of the exchangers are limited by manufacturing and process constraints. Thus, the gas flows to treat, who represent very large volumes (typically 2 000 000 Nm3 / h for a GTC), are typically distributed over four to thirty two exchangers.
Several configurations exist to date. WO201207809A1 discloses a implantation of heat exchangers such that they are positioned directly under the filters at the reactor. This configuration allows having a reduced size exchanger dedicated to each filter. It is then possible to isolate said exchanger at the same time as the filter. This configuration multiplies the number of devices (typically 16 to 32 filters and as many exchangers for a GTC
dealing

2 000 000 Nm3/h), spécialement lorsque les unités de filtrations sont de taille réduite, et impose donc une multiplication du circuit de refroidissement et des interventions de maintenance. Le positionnement des échangeurs sous les filtres éloigne lesdits échangeurs des cuves d'électrolyse, permettant ainsi aux gaz un refroidissement par effet de convection le long du réseau de gaines. Ce refroidissement diminue l'efficacité de la récupération de chaleur dans les échangeurs si une valorisation de l'énergie récupérée sur les gaz est envisagée. Cette énergie peut, par exemple, être utilisée pour la production d'électricité par cycle ORC, le chauffage urbain ou de locaux, la production de froid, le dessalement d'eau de mer ou toute utilisation industrielle.
Le document EP 2 431 499 Al décrit une configuration localisant les échangeurs en sortie de cuve d'électrolyse. Les températures récupérées sont alors maximales car au plus près de la source, mais cela multiplie leur nombre car il y en a un pour chaque cuve (typiquement 190 cuves d'électrolyse pour un GTC traitant 2 000 Nm3/h et autant d'unités d'échangeurs). Cependant, cela impose un circuit de refroidissement pour chaque cuve et des interventions de maintenance très nombreuses. Une intervention sur un échangeur impose un arrêt temporaire d'aspiration sur la cuve concernée. Le brevet décrit également un système de by-pass sur chaque cuve qui est une solution extrêmement couteuse étant donné le nombre de gaines supplémentaires et de jeux de vannes nécessaires (trois par cuve).
L'invention apporte notamment une solution à ces problèmes.
L'invention concerne une installation de traitement de gaz provenant de cuves d'électrolyse pour la production d'aluminium, comprenant au moins un conduit de collecte collectant les gaz issus des cuves d'électrolyse, au moins une gaine d'entrée amenant les gaz vers un centre de traitement des gaz, et une pluralité
d'échangeurs de chaleur placés entre le au moins un conduit de collecte et la au moins une gaine d'entrée amenant les gaz vers un centre de traitement des gaz. Chaque échangeur de chaleur peut fonctionner indépendamment des autres et est muni de dispositifs d'isolement de part et d'autre de l'échangeur. Les échangeurs permettent ainsi de refroidir les gaz avant leur entrée dans le centre de traitement des gaz. Les échangeurs de chaleur sont placés en parallèle sur la au moins une gaine d'entrée amenant les gaz vers un centre de traitement des gaz. L'installation comprend en outre au moins un plenum d'entrée reliant le au moins un conduit de collecte à
l'entrée des échangeurs de chaleur pour distribuer les gaz dans tout ou partie des échangeurs de chaleur, et au moins un plenum de sortie reliant la sortie des échangeurs de chaleur à la moins une gaine d'entrée amenant les gaz vers un centre de traitement des gaz pour rassemblés les gaz avant leur entrée dans le centre de traitement des gaz.
Suivant certains modes de réalisation, l'installation comprend en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
¨ L'installation comprend une pluralité de conduit de collecte, des conduits de liaison assurant au moins une liaison des conduits de collecte entre eux, les conduits de liaison étant connectés à l'entrée du plenum d'entrée. Par exemple, les conduits WO 2015/140445 2,000,000 Nm3 / h), especially when the filtration units are reduced size, and therefore imposes a multiplication of the cooling circuit and interventions of maintenance. The positioning of the exchangers under the filters removes said electrolytic cell exchangers, thus allowing the gases a cooling by convection effect along the ductwork. This cooling decreases the efficiency of heat recovery in the exchangers if a valuation of the energy recovered from the gases is envisaged. This energy can, for example, to be used for electricity generation by ORC cycle, district heating or premises, cold production, desalination of seawater or any use industrial.
The document EP 2 431 499 A1 describes a configuration locating the exchangers in electrolysis cell outlet. The recovered temperatures are then maximum because closer to the source, but that multiplies their number because there is one for each vat (typically 190 electrolytic cells for a GTC handling 2,000 Nm3 / h and as many exchanger units). However, this imposes a circuit of cooling for each tank and very maintenance interventions many. An intervention on a heat exchanger imposes a temporary stop suction on the tank concerned. The patent also describes a system of by-pass on each vat which is an extremely expensive solution given the number of additional sheaths and valve sets required (three per tank).
The invention provides a solution to these problems.
The invention relates to a gas treatment plant from vats electrolysis device for the production of aluminum, comprising at least one conduit of collection collecting the gases from the electrolysis cells, at least one sheath input bringing the gases to a gas treatment center, and a plurality exchangers placed between the at least one collection duct and the at least one sheath inlet to bring gas to a gas treatment center. Each interchange of heat can operate independently of others and is equipped with devices isolation on both sides of the exchanger. The exchangers thus allow of cool the gases before entering the gas treatment center. The heat exchangers are placed in parallel on the at least one sheath input bringing the gases to a gas treatment center. The installation includes in in addition to at least one input plenum connecting the at least one collection duct to the entrance of the heat exchangers to distribute the gases in all or part of the heat exchangers, and at least one exit plenum connecting the output of the heat exchangers to the at least one inlet sheath bringing the gases to a gas processing center to collect the gases before they enter the gas treatment center.
According to some embodiments, the installation further comprises one or several of the following characteristics, taken singly or in the technically possible combinations:
¨ The installation comprises a plurality of collection ducts, conduits of connection ensuring at least one connection of the collection ducts between them, the ducts connected to the input plenum input. For example, ducts WO 2015/140445

3 de collecte courent le long de files de cuves d'électrolyse, et les conduits de liaison permettent de combiner les gaz de chaque file de cuves ;
¨ Un ensemble d'échangeurs de chaleur est placé sur chaque conduit de liaison ;
¨ Un ensemble d'échangeurs de chaleur est typiquement composé de deux à
douze échangeurs de chaleur ;
¨ Les échangeurs de chaleur sont avantageusement de type tubulaire avec circulation des gaz à refroidir à l'extérieur des tubes et circulation du fluide de refroidissement à l'intérieur desdits tubes ;
¨ Un ensemble d'échangeurs est placé à la jonction entre un conduit de collecte 1.0 et un conduit de liaison ;
¨ Un ensemble d'échangeurs est placé à la jonction entre les conduits de liaison et la gaine d'entrée ;
¨ L'installation comprend en outre une gaine intermédiaire à la jonction entre les conduits de liaison, un ensemble d'échangeurs de chaleur étant placé à la jonction entre la gaine intermédiaire et la gaine d'entrée ;
¨ Les échangeurs sont placés au voisinage des conduits ;
¨ Des dispositifs d'isolement sont placés de part et d'autre de chaque échangeur ;
¨ Un échangeur est présent en standby afin de remplacer un échangeur mis hors service ;
¨ Les échangeurs et les gaines de liaison avec ces échangeurs sont munis de brides inclinées, la base supérieure étant plus large que la base inférieure ;
¨ Un portique équipé d'un moyen de levage est placé au dessus des échangeurs pour faciliter les opérations de maintenance des échangeurs ;
- Un échangeur est remplacé par une portion de gaine de dimensions et de coefficient de perte de charge identique.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à

WO 2015/140445 3 collection run along electrolysis cell queues, and ducts link allow to combine the gases of each row of tanks;
¨ A set of heat exchangers is placed on each duct of binding;
¨ A set of heat exchangers is typically composed of two to twelve heat exchangers;
¨ Heat exchangers are advantageously of the tubular type with circulation of gases to be cooled outside the tubes and circulation of fluid of cooling inside said tubes;
¨ A set of exchangers is placed at the junction between a pipe of collection 1.0 and a connecting conduit;
¨ A set of exchangers is placed at the junction between the ducts of bond and the inlet sheath;
¨ The installation also includes an intermediate sheath at the junction between the connecting ducts, a set of heat exchangers being placed at the junction between the intermediate sheath and the inlet sheath;
¨ The exchangers are placed in the vicinity of the ducts;
¨ Isolation devices are placed on each side of each exchanger;
¨ A heat exchanger is present in standby to replace a heat exchanger except service;
¨ The exchangers and the connecting ducts with these exchangers are provided with inclined flanges, the upper base being wider than the lower base;
¨ A gantry equipped with a lifting device is placed above exchangers to facilitate the maintenance operations of the exchangers;
- An exchanger is replaced by a portion of sheath of dimensions and same coefficient of loss of load.
The invention consists, apart from the arrangements set out above, in one certain number of other provisions which will be more explicitly discussed below at WO 2015/140445

4 propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins :
. Fig. 1 est une vue schématique de dessus d'une unité de production d'aluminium selon l'état de la technique, . Fig. 2 est une vue schématique en perspective de l'implantation d'un ensemble de 4 échangeurs selon un premier exemple de réalisation de l'invention, . Fig. 3 est une vue schématique en élévation de l'exemple d'implantation représenté en Fig. 2, . Fig. 4 est une vue schématique en perspective de l'implantation d'un ensemble de 4 échangeurs selon un second exemple de réalisation de l'invention, et, . Fig. 5 est une vue schématique en élévation d'un exemple d'implantation selon une variante de réalisation de l'invention.
En se reportant au schéma de la Fig. 1, on peut voir représentée une installation de traitement de gaz provenant de cuves d'électrolyse 2 pour la production d'aluminium, lesdites cuves étant placées sur deux files parallèles 3. Des moyens de captation des gaz sont prévus pour extraire tout ou de manière sélective les gaz issus des cuves d'électrolyse 2. Des conduits 5 de collecte courent le long des cuves d'électrolyse et collectent les gaz captés au niveau des cuves. Deux conduits 6 de liaison assurent une liaison entre les conduits 5 de collecte, courant le long des cuves 2 et qui sont situés en vis-à-vis l'un de l'autre. Ces deux conduits 6 de liaison se marient pour rejoindre une gaine 7 d'entrée qui amène les gaz vers un centre 8 de traitement des gaz (GTC).
Dans ce qui suit, les termes amont , entrée , avant, aval , sortie et après sont pris en référence au sens de circulation normal des gaz, depuis les cuves 2 d'électrolyses vers le GTC 8.
En se reportant au schéma de la Fig. 2, on peut voir représentée une implantation centralisée d'un ensemble d'échangeurs 9 selon un premier exemple de réalisation de l'invention dans lequel l'ensemble d'échangeurs est placé à la jonction entre les conduits 6 de liaison et la gaine 7 d'entrée. Chaque ensemble d'échangeurs 9 comprend une pluralité d'échangeurs 9 de chaleur placés en parallèle et est associé

WO 2015/140445 4 embodiments described with reference to the accompanying drawings, But which are in no way limiting. On these drawings:
. Fig. 1 is a schematic view from above of a production unit aluminum according to the state of the art, . Fig. 2 is a schematic perspective view of the implantation of a together 4 exchangers according to a first embodiment of the invention, . Fig. 3 is a schematic elevational view of the implantation example represented in FIG. 2 . Fig. 4 is a schematic perspective view of the implantation of a together 4 exchangers according to a second embodiment of the invention, and, . Fig. 5 is a schematic elevational view of an example of implantation.
according to an alternative embodiment of the invention.
Referring to the scheme of FIG. 1, we can see represented a installation of treatment of gas from electrolysis tanks 2 for production aluminum, said tanks being placed in two parallel rows 3. Means of uptake gases are provided to extract all or selectively the gases from of the electrolysis tanks 2. Collection pipes 5 run along the tanks electrolysis and collect the gases captured at the level of the tanks. Two ducts 6 of link provide a connection between the collection ducts 5, running along of the tanks 2 and which are located vis-à-vis one another. These two conduits 6 link get married to join an inlet duct 7 that brings the gases to a center 8 of gas treatment (GTC).
In what follows, the terms upstream, entry, before, downstream, exit and afterwards are taken with reference to the direction of normal circulation of gases, since the tanks 2 electrolyses to the GTC 8.
Referring to the scheme of FIG. 2, one can see represented a implantation centralized system of exchangers 9 according to a first example of production of the invention in which the set of exchangers is placed at the junction between the connecting ducts 6 and the inlet duct 7. Each set of exchangers 9 comprises a plurality of heat exchangers 9 placed in parallel and is associate WO 2015/140445

5 à un plénum 13 d'entrée en un plénum 14 de sortie. Un ensemble d'échangeurs 9 de chaleur comprend un nombre N, compris de préférence entre deux et douze, d'échangeurs 9 de chaleur. Les échangeurs 9 de l'ensemble sont, selon l'exemple, placés au voisinage des conduits 6 de liaison, c'est-à-dire juste après la jonction -- entre deux conduits 6 de liaison des collecteurs. Plus précisément, les deux conduits 5 to a plenum 13 input into a plenum 14 output. A set of exchangers 9 of heat comprises a number N, preferably between two and twelve, heat exchangers 9. The exchangers 9 of the set are, according to The example, placed in the vicinity of the connecting ducts 6, that is to say just after the junction between two ducts 6 connecting the collectors. More specifically, two ducts

6 de liaison se rassemblent dans un plenum 13 d'entrée commun duquel partent N

gaines 15 amont échangeur chacune connectée à l'entrée d'un échangeur 9 de chaleur. La sortie de chaque échangeur 9 de l'ensemble est connectée à une gaine 17 aval échangeur, et un plenum 14 de sortie récupère l'ensemble des gaz refroidis 1.0 -- en sortie des N gaines 17 aval échangeur puis se connecte à la gaine 7 d'entrée du GTC 8.
En variante, un ensemble d'échangeurs 9 peut être placé sur chaque conduits 6 de liaison, ou encore à chaque jonction entre un conduit 5 de collecte et un conduit 6 de liaison ou encore après la combinaison, ou jonction, des conduits 6 de liaison en une -- gaine intermédiaire, c'est-à-dire entre cette gaine intermédiaire et la gaine 7 d'entrée.
L'installation peut ainsi comprendre plusieurs ensemble d'échangeurs 9, associé
chacun à un plénum 13 d'entrée et un plénum 14 de sortie.
Chaque échangeur 9 est associé à un dispositif d'isolement, par exemple une vanne de type guillotine 16, en amont et en aval afin de pouvoir l'isoler complètement. Plus -- précisément, une vanne guillotine 16 est placée sur la gaine 15 amont échangeur, à
proximité de l'entrée de l'échangeur 9, et une vanne guillotine 16 est placée sur la gaine 17 aval échangeur, à proximité de la sortie de l'échangeur 9. L'avantage de cette configuration est qu'en cas de maintenance d'un échangeur, celui-ci peut être isolé à l'aide des vannes guillotines 16, l'ensemble fonctionnant alors à N-1 -- échangeurs 9. Les ventilateurs de tirage et le GTC 8 sont conçus de manière à
assurer les débits d'aspiration lorsque l'ensemble fonctionne à N-1 échangeurs 9.
Avantageusement selon l'invention, l'installation comprend un échangeur 9 supplémentaire placé en stand-by, c'est-à-dire qu'il n'est pas en fonctionnement.
Ainsi, le nombre d'échangeurs en service est maintenu lors des opérations de -- maintenance. En effet, lorsqu'un échangeur 9 doit être remplacé, alors l'échangeur 9 supplémentaire, en stand-by, est mis en fonctionnement, de sorte qu'il y a toujours N-1 échangeurs 9 en fonctionnement. Le fonctionnement N-1 est alors le cas de fonctionnement standard de l'installation.

Selon un autre mode de réalisation, le cas de fonctionnement standard de l'installation est avec tous les N échangeurs 9 en fonctionnement. Les opérations de maintenance sont réalisées pendant les périodes froides de telle sorte que le fonctionnement à N-1 échangeurs 9 soit acceptable par l'installation pendant toute la durée de la maintenance. Afin de limiter le temps de fonctionnement à N-1 échangeurs, 9 un échangeur de réserve peut remplacer l'échangeur nécessitant de la maintenance.
Selon une variante de réalisation de l'invention représentée en Fig. 5, l'échangeur 9 nécessitant de la maintenance est remplacé, entre la gaine 15 amont échangeur et la gaine 17 aval échangeur correspondantes, par une portion de gaine 19 de dimensions et de coefficient de perte de charge identiques à l'échangeur 9 retiré.
Cette configuration permet de refroidir une proportion de (N-1)/N des gaz le temps de la maintenance de l'échangeur 9 sans modifier le fonctionnement des autres N-1 échangeurs. Ce fonctionnement à N-1 échangeurs 9 est réalisé
préférentiellement lorsque les besoins en refroidissement de gaz et d'exploitation des échangeurs n'est pas maximale, typiquement en dehors des périodes chaudes et préférentiellement en hiver.
Afin de faciliter la manutention et le retrait des échangeurs 9, ceux-ci peuvent être disposés alignés au sol comme montré sur la Fig. 3. Un portique 11 muni d'un moyen de levage, par exemple de type treuil 12, peut être installé au dessus desdits échangeurs 9 afin de permettre le retrait d'un échangeur 9 lorsque celui-ci a été
préalablement isolé par les vannes guillotines 16.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les vannes guillotines 16 sont pilotées depuis le portique 11 qui surplombe les N gaines 15 intermédiaires dans lesquelles se trouvent les échangeurs de chaleur de telle sorte que les vannes guillotines 16 peuvent se déplacer verticalement pour obstruer ou non la gaine correspondante.
Selon un autre mode de réalisation, les vannes guillotines 16 et les échangeurs 9 sont pilotés depuis le dessous des gaines 15 amont échangeur et 17 aval échangeur entre lesquelles les échangeurs 9 sont placés. Pour isoler les échangeurs 9, les vannes guillotines 16 montent verticalement et reposent sur le sol en position ouverte.

WO 2015/140445 6 join together in a common entrance plenum from which N

upstream exchanger 15 ducts each connected to the inlet of a heat exchanger 9 of heat. The output of each exchanger 9 of the assembly is connected to a sheath 17 downstream exchanger, and an exit plenum 14 recovers all of the gases cooled 1.0 - at the outlet of the N ducts 17 downstream exchanger then connects to the duct 7 entry GTC 8.
Alternatively, a set of exchangers 9 can be placed on each conduit 6 of connection, or at each junction between a collection conduit 5 and a leads 6 of connection or after the combination, or joining, of the connecting ducts 6 in one - intermediate sheath, that is to say between this intermediate sheath and the sheath 7 input.
The installation can thus comprise several sets of exchangers 9, associate each to a plenum 13 input and a plenum 14 output.
Each exchanger 9 is associated with an isolation device, for example a valve of guillotine type 16, upstream and downstream in order to be able to isolate it completely. More - precisely, a guillotine valve 16 is placed on the upstream sheath 15 exchanger, to near the inlet of the exchanger 9, and a guillotine valve 16 is placed on the duct 17 downstream exchanger, near the outlet of the exchanger 9. The advantage of this configuration is that in case of maintenance of an exchanger, it can to be isolated using guillotine valves 16, the assembly then operating at N-1 - heat exchangers 9. The draft fans and the GTC 8 are designed so at ensure the suction flow rates when the set works at N-1 exchangers 9.
Advantageously according to the invention, the installation comprises an exchanger 9 added stand-by, that is to say that it is not in operation.
Thus, the number of exchangers in service is maintained during the operations of -- maintenance. Indeed, when an exchanger 9 must be replaced, then the exchanger 9 additional, in stand-by, is put into operation, so that there is always N-1 exchangers 9 in operation. N-1 operation is then the case of standard operation of the installation.

According to another embodiment, the standard operating case of the installation is with all N exchangers 9 in operation. The operations of maintenance are carried out during cold periods so that the operation at N-1 exchangers 9 be acceptable by the installation during all the duration of maintenance. In order to limit the operating time to N-1 exchangers, 9 a reserve exchanger can replace the exchanger requiring of maintenance.
According to an alternative embodiment of the invention shown in FIG. 5 the exchanger 9 requiring maintenance is replaced, between the upstream 15 exchanger sheath and the sheath 17 downstream exchanger corresponding, by a sheath portion 19 of dimensions and coefficient of loss of load identical to the exchanger 9 took of.
This configuration allows to cool a proportion of (N-1) / N of the gases on time to the maintenance of the exchanger 9 without modifying the operation of the other N-1s exchangers. This operation at N-1 exchangers 9 is realized preferably when the needs for gas cooling and heat exchanger operation is not maximum, typically outside warm periods and preferentially in winter.
In order to facilitate the handling and withdrawal of exchangers 9, these can be arranged aligned with the ground as shown in FIG. 3. A portico 11 equipped with a lifting means, for example winch type 12, can be installed above said exchangers 9 to allow the withdrawal of an exchanger 9 when it has summer previously isolated by guillotine valves 16.
According to one embodiment of the invention, the guillotine valves 16 are piloted from the portico 11 which overhangs the N intermediate sheaths in which are the heat exchangers so that the valves guillotines 16 can move vertically to obstruct or not the sheath corresponding.
According to another embodiment, the guillotine valves 16 and the exchangers 9 are piloted from below the ducts 15 upstream exchanger and 17 downstream interchange between which the exchangers 9 are placed. To isolate the exchangers 9, the guillotine valves 16 mount vertically and rest on the ground in position opened.

WO 2015/140445

7 Selon l'exemple de réalisation de l'invention représenté en Fig. 3, les brides 18 de séparation entre la gaine 15 amont échangeur et l'échangeur 9 sont inclinées, tout comme les brides 18 de séparation entre l'échangeur 9 et la gaine 17 aval échangeur, de telle sorte que une base supérieure des échangeurs 9 est plus large qu'une base inférieure. La mise en place et le retrait de l'échangeur 9 de sa position fonctionnelle se trouve facilitée, guidée par la forme des échangeurs. Ainsi, en cas de retrait de l'échangeur 9 pour maintenance, une direction de retrait est privilégiée par rapport aux autres. De même, lors du replacement de l'échangeur entre les gaines, en respectant la direction de déplacement préférentielle, l'échangeur 9 de 1.0 chaleur arrive en butée dans sa position fonctionnelle.
Un échangeur 9 de chaleur se présente par exemple sous la forme d'un ensemble de tubes entre lesquels les gaz à refroidir passent. Le nombre de tubes varie en fonction de différents paramètres de l'installation tels que la quantité de gaz à
refroidir, le débit, l'encombrement, etc. Cependant, de manière classique, un échangeur 9 de chaleur comprend entre 500 tubes et 1500 tubes. Un fluide de refroidissement, par exemple de l'eau, circule à l'intérieur des tubes afin de procurer le refroidissement des gaz en contact avec l'extérieur des tubes. Le circuit du fluide de refroidissement au sein d'un échangeur 9 de chaleur peut être avantageusement indépendant de celui des autres échangeurs 9 du même ensemble. Plus précisément, le fluide de refroidissement circulant dans un échangeur 9 ne provient pas directement d'un autre échangeur 9 ni n'alimente un autre échangeur 9.
Ainsi, chaque échangeur 9 de chaleur peut être rendu indépendant des autres facilement, sans revoir le circuit d'alimentation en fluide de refroidissement de l'ensemble des échangeurs 9. La maintenance est là encore facilitée.
Les échangeurs 9 de chaleur d'un même ensemble sont de préférence identiques, et notamment comprennent un même nombre de tubes de mêmes dimensions.
Le plénum 13 permet notamment que la vitesse des gaz soit la plus uniforme et constante possible dans les gaines 15 amont échangeur alimentant les échangeurs 9, indépendamment du nombre d'échangeurs 9 formant l'ensemble. Ainsi, même lorsqu'un échangeur 9 est rendu indisponible pour des opérations de maintenance par exemple, le plenum 13 d'entrée assure la répartition des gaz à l'entrée des échangeurs 9 de chaleur restant en fonctionnement. En sortie des échangeurs 9, des WO 2015/140445 7 According to the exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 3, the flanges 18 from separation between the upstream exchanger sheath and the exchanger 9 are inclined, all as the flanges 18 of separation between the exchanger 9 and the casing 17 downstream exchanger, so that an upper base of the exchangers 9 is no longer large than a lower base. The setting up and the withdrawal of the exchanger 9 from its position functional is facilitated, guided by the shape of the exchangers. So, in case removing the exchanger 9 for maintenance, a withdrawal direction is preferred compared to others. Similarly, when replacing the exchanger between ducts, respecting the direction of preferential movement, the exchanger 9 of 1.0 heat reaches the stop in its functional position.
A heat exchanger 9 is for example in the form of a set of tubes between which the gases to be cooled pass. The number of tubes varies in function of different parameters of the installation such as the amount of gas to cool, flow, clutter, etc. However, in a classic way, a Heat exchanger 9 comprises between 500 tubes and 1500 tubes. A fluid of cooling, for example water, circulates inside the tubes in order to get the cooling of the gases in contact with the outside of the tubes. The circuit fluid cooling within a heat exchanger 9 can be advantageously independent of the other exchangers 9 of the same set. More precisely, the cooling fluid circulating in a heat exchanger 9 does not comes from not directly from another exchanger 9 nor feeds another exchanger 9.
So, each heat exchanger 9 can be made independent of the others easily, without reviewing the cooling fluid supply circuit of all of the exchangers 9. Maintenance is further facilitated.
The heat exchangers 9 of the same set are preferably identical, and in particular comprise the same number of tubes of the same dimensions.
The plenum 13 makes it possible in particular for the speed of the gases to be the most uniform and constant possible in the upstream heat exchanger 15 ducts feeding the exchangers 9, regardless of the number of exchangers 9 forming the assembly. So even when an exchanger 9 is made unavailable for operations of maintenance for example, the entry plenum 13 ensures the distribution of gases at the entrance of the heat exchangers 9 remaining in operation. At the exit of exchangers 9, of the WO 2015/140445

8 gaines 17 aval échangeur débouchent vers le plénum 14 de sortie puis vers le conduit 7 amenant les gaz vers le centre 8 de traitement des gaz.
Comme nous l'avons vu, l'invention consiste notamment à placer des échangeurs 8 ducts 17 downstream exchanger open to the plenum 14 output then to the led 7 bringing the gas to the center 8 of gas treatment.
As we have seen, the invention consists in particular in placing heat exchangers

9 en parallèle, en aval des conduits 5 de collecte des gaz de cuves 2 et en amont des gaines 7 d'entrée GTC, entre deux plenums 13, 14 de manière à avoir une bonne répartition des gaz à l'entrée de ces échangeurs. Les échangeurs 9 sont avantageusement placés relativement proche des cuves 2 d'électrolyse pour avoir des gaz plus chaud augmentant l'efficacité de la récupération si une valorisation de la chaleur récupérée est prévue. Cela permet aussi de choisir le nombre d'échangeurs 9 et de ne pas être dépendant du nombre de cuves 12 ou de filtres.
Les échangeurs 9 au sein d'un même groupement présente en outre un caractère individuel grâce notamment aux dispositif 16 d'isolement, de sorte qu'ils peuvent être isolés les uns des autres de manière à pouvoir réaliser de la maintenance, du fonctionnement N-1, de l'inspection, leur retrait ou toute autre manutention sans impliquer l'arrêt du GTC 8, et tout en garantissant la bonne répartition à
l'entrée de chaque échangeur 9 en fonctionnement. 9 in parallel, downstream of the conduits 5 for collecting the gases of tanks 2 and in upstream 7 GTC entry sheaths, between two plenums 13, 14 so as to have a good distribution of gases at the inlet of these exchangers. The exchangers 9 are advantageously placed relatively close to the electrolysis tanks 2 for to have warmer gases increasing the efficiency of recovery if a valuation of recovered heat is expected. It also allows you to choose the number exchangers 9 and not be dependent on the number of tanks 12 or filters.
The exchangers 9 within the same group also has a character individual thanks in particular to the device 16 of isolation, so that they can be isolated from each other so as to be able to carry out maintenance, N-1 operation, inspection, removal or other handling without imply the termination of GTC 8, and while ensuring the good distribution to the entrance of each exchanger 9 in operation.

Claims

9

1. Installation for treating gas from electrolytic tanks (2) for the production of aluminum, comprising at least one collection conduit (5) collecting gases from the electrolysis tanks (2), at least one sheath (7) entering the gases to a gas treatment center (8), and to minus one set of heat exchangers (9), the heat exchangers (9) to cool the gases before entering the center (8) of gas treatment, characterized in that the heat exchangers (9) of the at least one set are placed in parallel, each exchanger (9) being provided with isolation devices (16) on both sides of the exchanger (9) so that it can operate independently of the others and the installation further comprising at least one input plenum (13) fed by gases from at least one collection duct (5) and connected at the inlet of the heat exchangers (9) of the assembly to distribute the gas in all or part of the heat exchangers (9) of the assembly, and minus an output plenum (14) connected to the outlet of the exchangers (9) of heat of the assembly and grouping the gases towards the at least one sheath (7) input.

2. Installation according to claim 1, comprising a plurality of ducts (5) for collecting, connection ducts (6) ensuring at least one connection of collecting ducts (5) between them, the connecting ducts (6) being connected to the sheath (7) input.

3. Installation according to claim 2, characterized in that a set heat exchanger (9) is placed on each connecting duct (6).

4. Installation according to claim 2 or claim 3, characterized in that this a set of exchangers (9) is placed at the junction between a conduit (5) and a connecting conduit (6).

5. Installation according to any one of claims 2 to 4, characterized in a set of exchangers (9) is placed at the junction between the connecting ducts (6) and the inlet duct (7).

6. Installation according to any one of claims 2 to 5, characterized in what the installation further comprises an intermediate sheath to the junction between the connecting ducts (6), a set of exchangers (9) of heat being placed at the junction between the intermediate sheath and the sheath (7) input.

7. Installation according to any one of the preceding claims, in which the at least one set of heat exchangers (9) comprises typically two to twelve heat exchangers (9).

8. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the exchangers (9) are of the tubular type with circulation of gases to be cooled outside the tubes and circulation of fluid cooling inside said tubes.

9. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that an additional exchanger (9) is present in stand-by, in order to replace an exchanger taken out of service.

10. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the exchangers (9) are provided with flanges (18) inclined, the upper base being wider than the lower base.

11. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that a gantry (11) equipped with lifting means (12) is placed above the exchangers (9) to facilitate the operations of maintenance of the exchangers.

12. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that an exchanger (9) is replaced by a portion of sheath (19) of identical dimensions and load drop coefficient.