CH278756A - Verfahren und Vorrichtung zur Gasaufsammlung in elektrischen Öfen. - Google Patents

Description

  <B>Verfahren und Vorrichtung zur</B>     Gasaufsammlung   <B>in elektrischen Öfen.</B>    Es ist bekannt, dass die Abgase aus Öfen       fürelektrolytische        AluminiunierzeugungFluor-          verbindungen    und Teerdämpfe enthalten, die  an der Vegetation beträchtlichen Schaden ver  ursachen können.

   Durch Waschen der Abgase  mit einer     Sodalösung    in einer     Gasreinigungs-          anlage    kann das Fluor entfernt und die gewon  nene     Natriumfluoridlösung    zur Herstellung  von     Kry        olith    oder andern     Fluorverbindungen          verwertet    werden.  



  Unter Anwendung von kontinuierlichen       selbstbackenden        Söderberg-Elektroden    sind ge  schlossene Öfen mit     Gasabsaugung    und     Gas-          reinigungsaiiiage,    wie oben     genannt,    kon  struiert     worden.    Bei Öfen dieser Art ist die  Elektrode mit. einer Haube gedeckt, die mit  Rolläden versehen ist, welche jedesmal, wenn  der Ofen beschickt wird oder die Stromzufuhr  bolzen herausgezogen werden sollen, geöffnet  werden.

   Wegen. unvermeidlicher Luftleckage,  besonders uni die Türöffnungen herum, und  Lufteinlasses, jedesmal wenn die Arbeitstüren  geöffnet werden, wird     das    während der Elek  trolyse entwickelte Ofengas durch die Luft  stark verdünnt. Dies ist notwendig, auch um  die Bildung von explosiven     Gasmischungen    zu       vermeiden.     



  Als Beispiel der bei kommerziellen Öfen  dieser Art. erzielten Resultate kann erwähnt  werden, dass das wirkliche Ofengas etwa zwei  Liter pro Sekunde ausmacht, während das       durchschnittlich        abzuziehende    Gasvolumen auf       Grund    des     eingesaugten        Luftübersebusses       etwa. 500 Liter pro Sekunde beträgt.. Es sind  also sehr grosse Gasmengen, die behandelt wer  den müssen, und es erfordert bedeutende In  stallationen, um die Gase zu reinigen.

   Es hat  sich deshalb bisher nicht. wirtschaftlich be  währt, durch Reinigung der Gase Fluor     rück-          zugewinnen,    und die Anlagen werden in der  Regel betrieben, weil man die Gase unschäd  lich machen muss, um Rauchschäden in der  Umgebung zu vermeiden.  



  Der genannte ältere Ofentyp war mit     Sö-          derberg-Elekt.raden    mit. seitlich eingeführten       Stromzufuhrbolzen    versehen. In letzterer Zeit.  sind     Söderberg-Elektroden    mit vertikalen  Kontaktbolzen     entwickelt    worden, welche eine       Aufsammlung    der Gase in einem Kanal, der  die Elektrode im Bereich der     Badoberfläche     umgibt., gestatten. Dieser Kanal ist ganz eng  und schliesst, sich gasdicht gegen die Elektrode  an; auch gegen das Schmelzbad ist er mittels  Aluminiumoxyds gasdicht geschlossen. Da es  nicht notwendig ist., den Kanal mit.

   Arbeitsöff  nungen oder Türen zu versehen, die eine Ab  dichtung     erschweren    würden, so wird jede       Luftverdünnung    des Ofengases vermieden.  Das Gas kann deshalb in konzentriertem und       unverbranntem    Zustande aufgesammelt     wer-          den        und        enthält        etwa.        .10        bis        60        %        CO        finit     ziemlich viel Teerdampf zusammen, der sieh  während des     Backeies    der Elektrode entwickelt.

    



  Bei den neuesten     Ausführungsformen        ver-          brennt    man das Ofengas beim Austritt aus       dem    Ofen.     Es    wird durch     einen    Gasbrenner      geleitet, wo es mit Luft verbrennt. Beim Ver  brennen werden nicht. nur der     CO-Gehalt,    son  dern auch die Teergase oxydiert. Dies letztere  ist wichtig, da es sehr schwierig     ist,    die Teer  ; gase effektiv auszuwaschen (sie sind zu leicht  flüchtig). Sie     verursachen    Schäden an Ge  wächsen, die sie mit einer Teerschicht be  decken, welche die     C02-Assimilation    der Ge  wächse erschwert.  



       i    Nach dem Verbrennen sind jedoch die       Gase    leicht zu behandeln, sie können nicht ver  puffen und können nach dem Neutralisieren  und der     Entstaubung    in die Luft herausge  lassen werden.  



  Nur wenn man im Ofen arbeiten soll und  Aluminiumoxyd in das Bad     einmischt,    lässt  man Luft zutreten. Ein wesentlicher Teil des  Gases wird hierbei verbrannt. und entweicht  ohne aufgesammelt zu werden. Diese Unter  brechungen dauern jedoch in der Regel nur  1     bis        4%        der        Zeit.        Man        hat        deshalb        bisher     keine Anstrengungen gemacht, um das Gas  während dieser Zeit aufzusammeln, und es  lässt sich bei den jetzt angewandten     Ausfüh-          5        rungsformen    auch nicht machen.

   Wenn es  sich um neuzeitliche Riesenanlagen handelt,  bedeuten jedoch selbst 1 bis     41/o    der Fluor  gase bzw. der entsprechenden Teergase einen  beträchtlichen Nachteil.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren gestattet  ein Arbeiten im Ofen ohne die     Gasaufsamm-          lung    zu unterbrechen. Es besteht darin, dass  die Elektrode an der     Badoberfläche    mit Be  schickung umgeben wird, die das Ofengas  daran verhindert, längs der Elektrode nach  oben zu entweichen, und somit bewirkt, dass  der ganze unterste Teil der Elektrode von re  duzierendem Gas umgeben gehalten wird, wo  durch man Luftzehrung vermeidet. Zweck  ) mässig erhöht     man    die     Absaugung    während  der Ausführung der Arbeit.  



  Das Gas kann dadurch gezwungen werden,  sich unter der Kruste anzusammeln, von wo  es beispielsweise durch ein Rohr oder eine  5 kleinere, an geeigneter Stelle des Elektroden       umkreises    angebrachte     Gasaufsammlungskam-          mer    entweicht.     Dieses    Verfahren kann auch  bei vertikalen Elektroden, bei welchen die    Kontaktbolzen seitwärts eingeführt werden,  zur Anwendung kommen.  



  Die ebenfalls     Erfindungsgegenstand    bil  dende     Vorrichtung    zur Durchführung des ge  nannten Verfahrens ist. in der beiliegenden  Zeichnung beispielsweise dargestellt, die       gleichzeitig    zur beispielsweisen Erläuterung  des erfindungsgemässen Verfahrens dienen  soll.  



       Fig.    1 zeigt einen Schnitt durch eine er  findungsgemässe Vorrichtung.  



       Fig.    2 zeigt die Vorrichtung gemäss     Fig.    1  von oben gesehen. .  



       Fig.    3 und 4 zeigen zwei Varianten     eines     zweiten Beispiels der Vorrichtung im Schnitt,  und       Fig.    5 ist eine Draufsicht auf die Vorrich  tung gemäss den     Fig.    3 und 4.  



  Beim     ersten    Beispiel ist 1 die Anode, 2 der       permanente    Mantel, der die Anode umgibt,  und 3 eine Öffnung in der Kruste, durch  welche das Gas in das Rohr 5 hinausströmt;  das sich unten     ziu    einem Trichter 4 ausweitet.  Das Rohr ist mit einer     Stocheröffnung    6 ver  sehen. Das Gas strömt durch das Rohr 7, ver  brennt mittels Luft und strömt. durch Lei  tung 8 weiter in die Reinigungsanlage. Um  sicher zu sein, dass das Gas im Rohr 5 auf  gesammelt wird,     russ    man dafür sorgen, dass  eine Öffnung in der     Kruste    beibehalten wird,  und gleichzeitig dafür, dass die Anode samt  dem untern Teil des Rohres mit.

   Aluminium  oxyd gut gedeckt. ist., so dass das Gas nicht  längs der Anode     emporsteigen    oder an der  Aussenseite des Rohres entweichen kann.  



  Eine     kompliziertere,    aber dafür wirkungs  vollere Vorrichtung ist in den     Fig.    3 und 4  im Schnitt. bzw. in der     Fig.    5 von oben ge  sehen gezeigt, wo 1 die Anode ist, und 2 der  permanente Mantel, der die Anode     umgibt          Lund    der durch einen permanenten     Gasauf-          sammlungsring    3 verlängert ist, wobei der  untere Rand des Ringes so hoch über dem  Bade liegt, dass er keiner gefährlichen Wärme  beanspruchung ausgesetzt. wird.     Fig.    3, 4  zeigen, wie man den Ring 3     abdichten    kann,  und zwar mit Hilfe von Aluminiumoxyd     4;

       das in so grosser Höhe um den Ring 3 zusam-           inengehalten    wird, dass keine Luft eindringen  kann. Dies erreicht man durch Anwendung  des Ringes 5, der das Aluminiumoxyd nach  aussen begrenzt. Der Ring 5 kann nach  Wunsch in Sektionen     angefertigt    werden und  kann gehoben oder in anderer Weise fortbe  wegt werden, z. B. durch Aufklappen an Ge  lenken am obern Rand     desselben.    Dies wird  gemacht, wenn man im Ofen arbeiten soll,  aber vorzugsweise nur für den Teil des An  odenumkreises, der bearbeitet werden soll, im       allgemeinen        jedesmal        1(4    bis     i/s    des Umkreises.

    Der Spalt.     zwischen    einer Sektion des Ringes  5 und der nächsten kann mit einem losen  Aluminiumblech oder dergleichen gedeckt  werden, so dass kein Aluminiumoxyd heraus  fliesst. Eventuell können Leitschienen 6 be  nutzt werden, denen die einzelnen Teile des  Ringes angepasst sind.  



  Ein wichtiger Vorteil dieser Ausführung  besteht darin,     da.ss    man einen sehr einfachen       Versehluss    erhält, der keine nennenswerte  Aufsicht erfordert, und dass der ganze untere  Teil der Anode von reduzierendem Gas um  geben ist. und somit. Luftzehrung vermieden  wird. Der Ring 5, der das     Aluminiumoxy    d       zusammenhält,    braucht nicht gasdicht. zu sein,  Er kann an beliebiger Stelle des Elekt.roden  umkreises geteilt werden.

   Es ist vorteilhaft,  provisorisch     mittels    Blechen das Aluminium  oxyd so zu     überdecken,    dass nicht zu viel Luft  in das Gas eingezogen wird und auch nicht,  während des     Arbeitens    im Ofen, zu viel Gas  v     erlorengeht.     



  Der Ring 5 ist zweckmässig aus einem     un-          magnetischen    Material, z. B. Aluminium, her  gestellt. Der Abstand zwischen dein Ring 5  und der Elektrode, bzw. der äussern Wand  des Gaskanals 3, wird am besten so gross ge  macht, dass zur Füllung und Dichtung eine  Menge     Aluminiumoxds    benötigt wird, die dem       Oxy        dverbrauch    im Bade entspricht. Der Ring  5 kann parallel zur     Elektrodenmantelfläche,     wie in     Fig.    4     gezeigt.,    angebracht sein.

   Es kann  jedoch vorteilhaft sein, den untern Rand des  Ringes 5 gegen die Anode hin zu ziehen, wo  durch die     öffnung    im Querschnitt trichter  förmig wird, wie in der     Fig.    3 gezeigt. Da-    durch reduziert man die Aluminiumoxyd  menge, die angewendet werden muss, um eine  gute gasdichte Deckung zu erhalten, ohne     dass     es schwieriger wird, Aluminiumoxyd einzu  füllen.  



  Der die Beschickung durchsetzende Gas  auslass 7 ist in     Fig.    5     gezeigt.    Dieser wird  zweckmässig oben auf dem Kanal 3 an einer  der Kurzseiten der Elektrode angebracht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRACHE I. Verfahren zur Gasaufsammlung in elek trischen Öfen mit vertikalen Kohleelektroden, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode an der Badoberfläche mit Beschickung umgeben wird, die das Ofengas daran verhindert, längs der Elektrode nach oben zu entweichen, und somit bewirkt, dass der ganze unterste Teil der Elektrode von reduzierendem Gas umgeben gehalten wird, wodurch man Luftzehrung ver meidet.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch einen mit. vertikaler Kohlen elektrode versehenen, elektrischen Ofen für Schmelzflusselektrolyse und ein Gasableitungs- rohr, das dazu bestimmt ist.,

   durch eine die ganze Badoberfläche zwischen Elektrode und Ofenwand gasdicht abschliessende Beschik- kungsschicht hindurchzuführen. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Ofengas durch einen Kanal, der durch das Dichtungsmittel eingeführt ist, aus dem Ofen abgeleitet wird. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das Dichtungs mittel mit Hilfe eines Ringes, der in einigem Abstand von der Elektrode um dieselbe ange bracht ist, an Ort und Stelle gehalten wird.

   3. Verfahren nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass das Gas in einem Kanal, der eine Verlängerung des permanen ten Mantels der Elektrode bildet, aLügesam- melt wird. 4. Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Elektrode in einem Ofen für Aluminiumerzeugung als Anode benützt und dass als Dichtungsmittel Aluminiumoxyd verwendet wird. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass dem abgeleiteten Gas Luft zugeführt wird, so dass CO und Teer dämpfe verbrennen und sich das Gas dadurch zur Reinigung eignet. 6.

   Vorrichtung nach Patentanspruch TI, gekennzeichnet durch einen mit Abstand um die Elektrode gelegten Ring, der zum Fest halten des Dichtungsmittels bestimmt ist. 7. Vorrichtung nach Unteranspriaeh 6, da durch gekennzeichnet, dass der Ring zur Elek- trodenmantelfläche parallel ist. B. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, da= durch gekennzeichnet, dass der Ring mit der Elektrodenmantelfläche einen Winkel bildet, so dass der untere Rand des Ringes näher an der Elektrode liegt als der obere. 9.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass der Ring in Sek tionen geteilt ist, die einzeln entfernbar sind, wenn im Ofen gearbeitet. werden soll. 10. Vorrichtung naeh Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass zwei Ringe einen Raum begrenzen, der dazu bestimmt ist, die dem Ofen auf einmal zuzuführende Beschik- kungsmenge aufzunehmen.