CN1049929C - 点式连续下料和干法净化自焙多阳极铝电解槽装置 - Google Patents

Abstract

一种由料仓(1)、给料机(2)、滤气袋(3)、压缩空气管(4)、净化反应器(6)、预收尘器(13)和铝电解槽组成的点式连续下料和干法净化自焙多阳极铝电解槽装置。在铝电解槽的阳极框架内由若干个小阳极组成，在小阳极上盖有集气罩，使电解氟化物与沥青烟气分离；加料时，氧化铝吸附电解烟气中的氟化物，具有投资少，机械化程度高，运行费用低，节约原材料和电耗，环境污染轻等优点。

Description

点式连续下料和干法净化自焙多阳极铝电解槽装置

本发明涉及一种自焙阳极铝电解槽生产装置，是一种对现有自焙阳极铝电解槽的改进装置。

我国自焙阳极铝电解槽的年生产原铝量占全国铝工业总产量的60％以上。由于自焙阳极铝电解槽具有投资少，阳极能连续使用且不需要在槽外预焙烧等优点，所以至今在我国铝工业生产中仍占重要地位。但是，自焙阳极铝电解槽存在电耗高，机械化程度低，电解烟气处理难，环境污染严重等缺点，严重地限制了自焙阳极铝电解槽的发展。为此，在国外将许多自焙阳极铝电解槽改为中间下料的大型预焙阳极铝电解槽，但这种铝电解槽改造费用高，特别是改造运行期短的自焙阳极铝电解槽在经济上不合算。因此，对现在自焙阳极铝电解槽的不断改造和完善，适合我国的国情是我国铝工业发展的主导方向。

本发明的目的是提供一种投资少，操作简便，节约原材料，并能克服现有自焙阳极铝电解槽存在电耗高，电解烟气处理难，污染严重，机械化程度低等缺点的点式连续下料和干法净化电解烟气的自焙多阳极铝电解槽装置。

为实现上述目的，如附图1所示，料仓(1)中的原材料靠自身重力自动落入给料机(2)中，通过给料机(2)把原材料送入滤气袋(3)中，顺着滤气袋进入净化反应器(6)内。在净化反应器内，原材料吸附从电解液面排出的电解烟气中的氟化物而成为载氟原材料，其中一部分载氟原材料随加料落入铝电解质中，并溶解于电解质中；另一部分载氟原材料在吸附过程中被电解烟气带入滤气袋(3)，并通过给料机进入预收尘器(13)内，预收尘器排出的灰尘又通过给料机加入净化反应器内，这样，有一部分载氟原材料在净化反应器内循环。经吸附反应后的电解烟气在进入预收尘器(13)以前，若含有氟化物，还会继续被自上而下的原材料进一步吸附，直至不含氟化物为止。吸附后的含尘电解烟气，经预收尘器收尘。净化后的电解烟气可集中起来进一步净化，预收尘器(13)内排出的烟尘进入料仓(1)或给料机(2)，最后被给料机(2)输送到净化反应器(6)内。

在铝电解槽的阳极框架(12)内固定有若干个隔离总板(14)，将单个阳板分离成若干个小阳极；或者在阳极框架内由若干个小阳极组成铝电解槽的阳极。在两个小阳极之间形成通道(15)，通道(15)从阳极上部贯穿到阳极底掌，通道下部位置在铝电解槽的电解质较高温区域，并且在此区域内电解质流速较快，电解质表面的炭渣较少及电解质表面无结壳现象。在通道(15)内安装有净化反应器(6)和压缩空气管(4)，净化反应器也可以直接安装在阳极框架外。净化反应器上部连接滤气袋(3)，滤气袋上口与给料机(2)相连接。给料机(2)可以是螺旋给料机或者园盘给料机、星形给料机、电磁振动给料机等。给料机(2)上方还与预收尘器(13)和料仓(1)相连接。在阳极糊上(17)盖有集气罩(5)。

隔离总板(14)可由大隔离管(8)，小隔离管(10)及隔离板(20)组成，大隔离管(8)和小隔离管(10)通过隔离筋(9)与隔离板(20)连接。大隔离管内装有绝缘套管(7)，绝缘套管内装有净化反应器(6)，净化反应器也可以直接安装在阳极框架外。小隔离管内装有空气压缩管(4)，可以在小隔离管(10)内上下移动，不随阳极框架上下移动。隔离总板高度与阳极框架高度相匹配。大隔离管固定在隔离总板的中间位置，其下口正下方的电解质必须是较高温区域，并且在此区域内的电解质流速快，炭渣少，电解质表面不结壳。装在小隔离管内的空气压缩管(4)除具有自动熄灭阳极效应外，还可定期把净化反应器正下方的电解质表面炭渣等浮物吹走，防止此处电解质结壳，使给料机能直接顺利把原材料加入电解质中，一改过去铝电解槽先打开电解结壳，然后往电解质中加料的作法。为了有利于净化反应器正下方的电解质不结壳及电解烟气集气效率，在小隔离管上口设有密封圈(18)和在隔离筋上部设有密封板(19)。

绝缘套管(7)的材料要求绝缘性能良好，耐高温，耐腐蚀，表面光滑，有一定机械强度和可塑性，保证净化反应器上无电流通过。绝缘套管可随阳极框架(12)一起上下移动，也能随时更换。隔离总板(14)的外表面要求必须光滑。

净化反应器(6)的内壁上装有梯形管(21)，如附图7所示。净化反应器和绝缘套管的下端安装在两个小阳极之间的通道(15)内，净化反应器也可以直接安装在阳极框架外。净化反应器的材料要求具有耐高温、耐腐蚀等特点。

给料机(2)要求具有能输送各种性能原材料，密封性好，能点式连续少量给料等特点。给料量最小值应大于吸附电解烟气中氟化物所需的氧化铝量。

预收尘器(13)可由惯性收尘器和旋风收尘器组成。

铝箱(11)内装有阳极糊(17)，当阳极糊为液体时，阳极糊自动向外膨胀，所以相邻的两个小阳极(16)之间除了形成的通道外，一般很难有任何间隙，即使有间隙也极小。为了避免小阳极产生阳极裂纹或出现阳极掉角等现象，在小阳极的边部不钉阳极棒，或钉细而短的阳极棒。

集气罩(5)盖在阳极糊(17)上，集气罩的结构如图8所示，集气罩外围与铝箱(11)外缘紧密接触，避免灰尘进入铝箱内，集气罩的内围与铝箱(11)的内缘紧密接触，收集沥青烟气，减小沥青烟气挥发与避免沥青烟气逸出。

本发明的附图说明如下：

图1是本发明的总体示意图。图中(1)是料仓，(2)是给料机，(3)是滤气袋，(4)是压缩空气管，(5)是集气罩，(6)是净化反应器，(7)是绝缘套管，(8)是大隔离管，(9)是隔离筋，(10)是小隔离管，(11)是铝箱，(12)是阳极框架，(13)是预收尘器，(14)是隔离总板，(15)是通道，(16)是阳极，(17)是阳极糊。

图2是图1的I-I剖面图。

图3是图1的II-II剖面图。图中(18)是密封圈，(19)是密封板。

图4是图1的A-A剖视图。图中(20)是隔离板。

图5是图1的B-B剖视图。

图6是隔离板(14)的结构示意图。

图7是净化反应器(6)的结构示意图。图中(21)是梯形管。

图8是集气罩的结构示意图。

本发明的优点和积极效果是，在不停止生产的情况下，可以将阳极框架内单个大阳极分成若干个小阳极；也可以将隔离总板(14)固定在阳极框架之内，随阳极框架(12)上下移动，隔离总板在阳极铆箱时起支板作用，保证阳极铆箱工作顺利进行。隔离总板将阳极框架分成若干个内形的同时，使单个阳极铝箱分成若干个小铝箱(11)，便于在阳极糊(17)上加盖集气罩(5)，控制沥青烟气的挥发和逸出，避免灰尘进入铝箱内，减少了沥青烟气对环境的污染，也保证了阳极糊上表面没有灰尘，从而省去阳极吹灰工作，有利于使用干阳极糊，减少沥青烟气的产生，进一步改善了环境状况。同时阳极糊上盖的集气罩还可收集沥青烟气进行集中处理，其集气效率高，使沥青烟气同氟化物彻底分离，并能分别进行净化处理，从而减小净化难度，有利于采用干法净化电解烟气，节约了净化投资，保证了干法净化效果。

隔离总板(14)将单个阳极分成若干个小阳极或在阳极框架内由若干个小阳极组成铝电解槽阳极，都能减少了阳极裂纹，有利于增大阳极尺寸，降低阳极电流密度，或者提高电流强度，扩大铝电解槽容量。隔离总板在两个小阳极之间形成通道(15)，此通道可作为铝电解槽的火眼和下料点，而不用在铝电解槽其它位置打火眼。在通道(15)内装有压缩空气管(4)，能自动熄灭阳极效应，吹去电解质表面炭渣等浮物，保证铝电解槽下料点不结壳，使给料机(2)能直接顺利把原材料送入电解质中。在通道(15)内安装净化反应器(6)或在阳极框架外直接安装净化反应器(6)，使铝电解槽的加料、排气和吸附电解烟气中的氟化物同时进行，即在加料过程中同时完成对电解烟气中氟化物的吸附，使原材料成为电解烟气的吸附剂。同时经过净化反应器能连续直接向电解质中加入原材料，一改过去铝电解槽先打开电解质结壳，才能往电解质中加料的作法，能减少原材料机械飞扬等损失，降低原材料单耗。净化反应器内装有梯形管(21)，使电解烟气与原材料在净化反应器内充分接触，进行吸附，保证原材料能最大限度地吸附电解烟气中的氟化物，从而回收氟化物，减少电解质挥发损失和减轻环境污染，降低氟化物单耗，稳定电解质成分。通过净化反应器，把氧化铝和氟化铝的混合物加入电解质中去。改变传统的加氟化铝方法及减轻传统方法所造成的工作环境污染和氟化铝的浪费。原材料在净化反应器中吸附电解烟气中的氟化物而成为载氟原材料，由于其中不含沥青焦油物质，所以加到电解质中不会对各项指标和工作环境产生不利影响。给料机能输送各种性能原材料，即使原材料有结团块也不会造成给料困难；加到净化反应器的原材料都是粉状或粒状，由于给料机密封性能好，减少了原材料的飞扬损失。给料机根据电解槽需要或电解质中氧化铝浓度大小采用点式连续少量给电解质中加料，且加料量误差小、准确度高，有利于下料点电解质温度恒定，使电解质不结壳；有利于电解质中氧化铝浓度控制在较窄范围，减少炉底生成沉淀；有利于采用最佳电解质成分生产；有利于采用较低电解温度的技术条件生产，从而有利于提高电流效率，减少铝电解槽散热损失，提高能量利用率，有利于铝电解槽稳产高产。给料机(2)可将料仓中原材料混合均匀加入净化反应器中；给料机可将预收尘器排出的烟尘直接加到净化反应器内。预收尘器小而紧凑，可安装在铝电解槽上或周围，造价低，运行费用少，能有效地捕集电解烟气中10微米以上的烟尘颗粒，能回收大量的原材料，降低原材料消耗，减轻环境污染。净化后的电解烟气含尘量少、粒度小，使进一步的净化工艺变得简单、投资少，净化费用低。总之，本发明投资少，操作简便，运行费用低，电解烟气容易净化，且净化效率高，环境治理达到国家要求，节约原材料和电能，机械化程度高，具有较大的经济效益和社会效益。

Claims (6)

1.一种点式连续下料和干法净化自焙多阳极铝电解槽装置，其特征是，在铝电解槽的阳极框架(12)内由若干个小阳极组成铝电解槽阳极，或在阳极框架(12)内固定有若干个隔离总板(14)，将单个阳极分隔成若干个小阳极，在两个小阳极之间形成通道(15)，通道(15)从阳极上部贯穿到阳极底掌，通道下部位置在铝电解槽的电解质较高温区域，并且在此区域内电解质流速较快，电解质表面的炭渣较少及电解质表面无结壳现象，在通道(15)内装有净化反应器(6)和压缩空气管(4)，净化反应器也可以直接安装在阳极框架外面，净化反应器上部连接滤气袋(3)，滤气袋上口与给料机(2)相连接，给料机上方还与预收尘器(13)和料仓(1)相连接，在阳极糊上(17)盖有集气罩(5)。

2.按权利要求1所述的自焙多阳极铝电解槽装置，其特征是，隔离总板(14)可由大隔离管(8)，小隔离管(10)及隔离板(20)组成，大隔离管(8)和小隔离管(10)通过隔离筋(9)与隔离板(20)连接，在大隔离管内装绝缘套管(7)，绝缘套管内装有净化反应器(6)，或净化反应器直接安装在阳极框架外，小隔离管内装有空气压缩管(4)，隔离总板高度与阳极框架高度相匹配。

3.按权利要求1所述的自焙多阳极铝电解槽装置，其特征是，给料机(2)要求具有能输送各种性能原材料，密封性能好，能点式连续少量给料，给料量最小值应大于吸附电解烟气中氟化物所需的氧化铝量特点，给料机(2)可以是螺旋给料机，或者园盘给料机，星形给料机，电磁振动给料机。

4.按权利要求2所述的自焙多阳极铝电解槽装置，其特征是，绝缘导管(7)的材料要求绝缘性能良好，耐高温，耐腐蚀，具有一定的机械强度和可塑性，保证安装在阳极框架内的净化反应器上无电流通过。

5.按权利要求2所述的自焙多阳极铝电解槽装置，其特征是，净化反应器(6)的内壁上装有梯形管(21)，净化反应器的材料要求耐高温，耐腐蚀。

6.按权利要求2所述的自焙多阳极铝电解槽装置，其特征是，在小隔离管上口设有密封圈(18)和在隔离筋(9)上部设有密封板(19)。

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