Ofenhalle für den Betrieb von Aluminium-Elektrolyseöfen Bei der Schmelzflusselektrolyse des Aluminiums werden bedeutende Wärmemengen frei, die an die Luft abgegeben werden und abgeführt werden müs sen. Die Ofenhalle mit den Elektrolyseöfen muss deshalb für einen raschen Luftwechsel eingerichtet sein; es ist ungefähr eine 30- bis 40fache Lufterneue rung pro Stunde erforderlich. Der Luftwechsel erfolgt meistens ohne künstliche Hilfsmittel, wie Ventilato ren und dergleichen, sondern allein durch den ther mischen Auftrieb der warmen Luft. Zur Durchlüf tung der Ofenhallen sind in den Wänden und im Dach zahlreiche Öffnungen (Türen, Fenster, Dach luken, Kamine) angeordnet.
Anderseits lässt sich bei der Aluminiumelektro lyse ein Verlust an fluorhaltigen Bestandteilen des Elektrolyts in den Abgasen und in Form von Staub nicht vermeiden. Man bemüht sich daher, die Ab gase der Öfen möglichst vollständig zu fassen und zur Rückgewinnung der fluorhaltigen Bestandteile aufzuarbeiten. Die Öfen können nun aber nicht voll ständig geschlossen und abgedichtet werden, da sie zur Bedienung immer wieder geöffnet werden müs sen.
Es kann deshalb trotz Absaugeeinrichtung nicht verhindert werden, dass Abgase und Staub in die Ofenhalle austreten und infolge der Lufterneuerung, die zur Aufrechterhaltung einer für das Ofenbedie nungspersonal erträglichen Temperatur und zur Schaffung befriedigender Luftverhältnisse notwendig ist, ins Freie gelangen. Vielerorts bemüht man sich, die aus der Ofenhalle austretende Luft zu reinigen und hat zu diesem Zweck in Aufbauten am Dachfirst Berieselungsanlagen eingebaut. Es kann aber unter anderem infolge Windeinwirkung nicht verhindert werden, dass ein Teil der verunreinigten Luft auch durch Fenster, Türen und andere Öffnungen austritt, wo sie nicht berieselt wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf eine Ofenhalle für den Betrieb von Aluminium-Elek- trolyseöfen, die auf einfache Weise den notwendigen Luftwechsel bei gleichzeitiger Reinigung der gesam ten austretenden Luft gewährleistet.
Zu diesem Zweck weist die Ofenhalle für den zur Aufrechterhaltung von erträglichen Luftbedingungen notwendigen Luft wechsel in ihrem Boden Öffnungen für die Frischluft zufuhr auf, während im Dachfirst Kamine mit einer Sprühanlage, deren Sprühstrahlen in die Richtung des Luftaustrittes gerichtet sind und eine Injektorwirkung ausüben, so angeordnet sind, dass die warme, auf steigende Luft in natürlichem Zug ohne Zuhilfe nahme von Ventilatoren nur durch diese Kamine entweichen kann, in welchen sie durch die Sprüh strahlen gereinigt wird.
Die Halle kann gegebenen falls noch in den Seitenwänden bis höchstens zu einem Drittel der Höhe vom Hallenboden bis zum Dachfirst Öffnungen für die Frischluftzufuhr auf weisen.
Durch diese Ausbildung der Ofenhalle wird ver hindert, dass verunreinigte Luft unkontrollierbar ins Freie gelangt. Die warme, verunreinigte Luft steigt auf und kann nur durch die Kamine entweichen, in denen sie durch Besprühen, zum Beispiel mit Wasser, von fluorhaltigen und andern Verunreinigungen be freit wird. Die Frischluft tritt infolge des entstehenden Soges durch Öffnungen im Boden der Halle und gegebenenfalls noch im untern Drittel der Hallen wände in die Halle ein; Ventilatoren werden zu die sem Zweck nicht benötigt.
Im Gegensatz zu den bis her bekannten Gasreinigungsanlagen, bei welchen die Abgase in Rohrleitungen von jedem einzelnen Ofen abgesaugt und durch die Waschanlagen gesaugt oder gedrückt werden, erfordert die erfindungsgemässe Ausbildung der Ofenhalle kein solches Gassammel- system mit den dazugehörigen Ventilatoren. Die notwendige Anzahl Luftwechsel pro Stunde hängt selbstverständlich von der Aussentemperatur ab. Ein 50facher Luftwechsel zum Beispiel ist im Winter für das Ofenbedienungspersonal unerträg lich, während er im Hochsommer angenehm sein kann.
Da die Lufterneuerung anderseits von der Temperaturdifferenz zwischen der warmen Hallen luft und der kalten oder weniger warmen Aussenluft und von den Windverhältnissen abhängig ist, kann es vorteilhaft sein, Vorrichtungen zur Regulierung des Lufteintrittes oder des Luftaustrittes oder von beiden gleichzeitig vorzusehen. Die Lufterneuerung ist vom Typ der Elektrolyseöfen und deren Stromstärke un abhängig.
Es wurde festgestellt, dass die Höhe, bis zu der Öffnungen in den Wänden angebracht werden dürfen, ohne dass Luft durch diese Öffnungen austritt, von der Grösse der Lufterneuerung abhängt. Bei einem 30fachen Luftwechsel pro Stunde beträgt diese Höhe zum Beispiel ein Drittel der Hallenhöhe, ge messen vom Ofenflur bis zum Dachfirst. Mit andern Worten, wenn sich bei diesem Luftwechsel Öffnun gen etwa im untern Drittel der Wände befinden, tritt keine Luft aus; im Gegenteil, es tritt Luft infolge des Soges ein. Bei einem 50fachen Luftwechsel dürfen die Öffnungen bis zur halben Hallenhöhe angebracht sein, aber eine solche Ausführung ist nicht zu emp fehlen. Am besten ist es, Öffnungen in den Wänden nur sparsam anzubringen; bei Sturmwind kann es notwendig sein, sie zu schliessen.
Der Gesamtquer schnitt der Luftzutrittsöffnungen ist vorteilhafter weise mindestens doppelt so gross wie der gesamte lichte Querschnitt der Kamine.
Bei der Reinigung der entweichenden Luft in den Kaminen durch Besprühen, zum Beispiel mit Wasser oder einer geeigneten Lösung, zum Beispiel verdünn ter Natronlauge, werden die Fluor enthaltenden Ab gase, insbesondere Fluorwasserstoff, aber auch Schwe feldioxyd und andere Gase gelöst und die staub- förmigen Bestandteile niedergeschlagen. Das die aus der Luft herausgewaschenen Bestandteile enthaltende Wasser wird zweckmässig gesammelt und kann nach bekannten Methoden gereinigt und aufgearbeitet werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Ofenhalle schematisch dar gestellt. Fig. 1 zeigt einen Querschnitt und Fig. 2 eine perspektivische Ansicht. Die Ofenhalle 1 ist auf einem Unterbau 2 aufgebaut, zu dem die Aussenluft ungehindert Zutritt hat. Dieser Unterbau kann als Keller unterhalb der Erdoberfläche oder, wie in der Zeichnung, zu ebener Erde liegen. Im ersteren Fall muss durch Luftschächte dafür gesorgt werden, dass genügend Aussenluft eintreten kann.
Die Luft tritt vom Unterbau 2 durch Öffnun gen 3 im Hallenboden 4, die durch Gitter oder Roste abgedeckt sind, in die Ofenhalle 1 ein. Ist kein Unter bau 2 vorhanden, so muss die Luft durch besondere Luftschächte zu den Öffnungen 3 geführt werden. In der Ofenhalle 1 sind in zwei Reihen die Elek- trolyseöfen 5 angeordnet, deren Wannen zum Teil in den Boden 4 eingelassen und gegebenenfalls in den Unterbau absenkbar sind. Der Dachfirst ist mit einem Kaminaufbau 6 versehen, der durch Querwände 7 in mehrere Abschnitte unterteilt ist, die zum Beispiel eine Länge von 10 m aufweisen.
Die einzelnen Ka minabschnitte sind zweckmässigerweise noch durch eine längslaufende Trennwand 8 unterteilt; dadurch wird vermieden, dass Schlagregen in die Hallen ein dringen kann. Die Kamine können natürlich auch eine andere Form aufweisen. Versuche im Windkanal haben aber ergeben, dass die Kaminform mit Quer wänden gemäss Zeichnung strömungstechnisch am günstigsten ist, wenn sie ungefähr die gleiche Höhe a wie Breite b aufweist. Bei einer Hallenbreite von 25 m genügt zum Beispiel eine . Kaminbreite von 3,5 m.
Wind, der auf die Halle auftrifft, verursacht einen Sog, der die durch Thermik bedingte Luftumwälzung unterstützt. Die Grösse dieses Soges ist am gleich mässigsten bei allen Windrichtungen, wenn das er wähnte Verhältnis von Höhe zu Breite des Kamin aufbaues besteht. Es hat sich ausserdem ergeben, dass es vorteilhaft ist, die Hallenlängsachse in einem Win kel von 30 bis 60 zur Hauptwindrichtung anzuord nen, da dann der Luftwechsel in den Hallen praktisch konstant und unabhängig von der Windstärke bleibt. Aus aerodynamischen Gründen ist eine Dachneigung von ungefähr 30 am günstigsten.
Die einzelnen Kamine können mit Vorrichtungen, zum Beispiel in Form von Schiebern, zur Regulierung der Luftzirkulation versehen sein. Diese Regulierung kann auch durch Änderung des Lufteintrittes im Unterbau der Ofenhalle erfolgen.
In den Kaminen ist eine Sprüheinrichtung an gebracht, zum Beispiel in Form von Röhren, die an eine Druckwasserleitung angeschlossen und mit vielen kleinen Löchern oder Düsen versehen sind, durch welche die Sprühlösung in Richtung des Luftaustrit tes gesprüht wird, so dass durch die Sprühstrahlen eine Injektorwirkung erzeugt wird und gleichzeitig ein praktisch geschlossener Wasservorhang entsteht. Die herabfliessende Lösung wird in einer Sammel- rinne 9 aufgefangen und in die Aufarbeitungsanlage geleitet.
Zur Verhinderung des Entweichens von Wassernebeln, die durch die Besprühung entstehen, können im obern Teil der Kamine Schikanen an geordnet werden, zum Beispiel in Gestalt von Reisig oder mehreren Lagen von Drahtgeflecht, an denen sich die Nebel niederschlagen. Dabei ist darauf zu achten, dass die Anordnung so getroffen wird, dass der Weg zwischen den Düsen und den Schikanen mög lichst lang ist.
Durch die Absorption von Fluorwasserstoff, Schwefeldioxyd usw. entstehen saure Lösungen, die korrodierend wirken. Es ist deshalb von Vorteil, wenn die mit dem Sprühwasser in Berührung kom menden Teile aus einem korrosionsbeständigen Kunst stoff bestehen oder mit einem solchen überzogen sind.