CS216803B2

CS216803B2 - Appliance for sampling the combucstion products from thefurnaces for making the aluminium by the fusing electrolysis

Info

Publication number: CS216803B2
Application number: CS755896A
Authority: CS
Inventors: Arne Engesland
Original assignee: Lista & Mosjoen Alu
Priority date: 1974-09-04
Filing date: 1975-08-29
Publication date: 1982-11-26
Also published as: CH614239A5; NO135874C; IN145520B; SE412768B; FR2283963A1; IT1042309B; DE2539145A1; NO743169L; JPS5152312A; HU172394B; JPS5421166B2; SE7509775L; CA1052844A; OA05101A; NO135874B; SU575040A3; ES440679A1; FR2283963B1; BR7505652A

Abstract

APPARATUS FOR GAS COLLECTION IN ALUMINUM SMELTING FURNACES A gas collection apparatus for use in electrical smelting furnaces especially those for the production of aluminum is disclosed. The apparatus comprises a substantially annular body positioned beyond the outer circumference of the furnace at its lower edge and tapering towards the anode carrier at its upper edge. A space at the bottom is left between the wall of the gas collection apparatus and the furnace to permit introduction of air resulting in a chimney effect in the gas collecting apparatus of the present invention.

Description

Vynález se týká zařízení pro odebírání spalin z pecí na výrobu hliníku · tavnou elektrolýzou s kelímkem, obsahujícím katodu a anodu, přičemž se proud přivádí k anodě svislými kontaktními podpěrkami a anoda je na povrchu lázně obklopena prstencem pro jímání plynů.The invention relates to an apparatus for removing flue gases from aluminum furnaces by means of a melting electrolysis with a crucible comprising a cathode and an anode, wherein the current is fed to the anode by vertical contact supports and the anode is surrounded by a gas collection ring on the bath surface.

Takové pece jsou vybaveny železným pláštěm, pomocí kterého se postupně elektroda snižuje, jak se spotřebovává v průběhu elektrolýzy. Spaliny se obvykle jímají ve sběrném prstenci, který je umístěn kolem elektrody při povrchu lázně. Tento prstenec pro jímání plynů je upevněn na dolní části pláště a jeho vnější stěna spočívá na kůře, jež vzniká na povrchu lázně. Utěsnění mezi spodním krajem prstence pro jímání plynů a kůrou je dosaženo kysličníkem hlinitým, který spočívá na kůře. Z prstence pro jímání plynů se plyny obvykle vedou do hořáku, kde se kysličník uhelnatý, v nich obsažený, spaluje vzduchem na kysličník uhličitý. Při použití pecí s tzv. Soderbergovými anodami obsahují spaliny dehtové páry, které se rovněž spálí v hořáku. Z hořáku se spálené plyny vedou dále do čisticího zařízení, kde se promyjí vodou nebo roztokem, obsahujícím hydroxidy alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin. Smyslem tohoto promývání je odstranění prachu a fluó2 rových par z plynu natolik, že se plyn potom může vypustit do okolní atmosféry, a to beze škody pro okolí. Zpět získaný podíl fluóru se může dále zpracovat za vzniku sloučenin fluóru, které se mohou opět použít v elektrolyzérech.Such furnaces are provided with an iron sheath, by means of which the electrode gradually decreases as it is consumed during electrolysis. The flue gas is usually collected in a collecting ring which is placed around the electrode at the surface of the bath. This gas collecting ring is mounted on the lower part of the housing and its outer wall rests on the bark formed on the surface of the bath. The seal between the lower edge of the gas collection ring and the bark is achieved by the alumina resting on the bark. From the gas collection ring, the gases are typically routed to a burner where the carbon monoxide contained therein is combusted by air to carbon dioxide. When using furnaces with so-called Soderberg anodes, the flue gases contain tar vapor, which is also burned in the burner. From the burner, the burnt gases are fed further to a scrubber where they are washed with water or a solution containing alkali or alkaline earth metal hydroxides. The purpose of this scrubbing is to remove dust and fluorine vapor from the gas to such an extent that the gas can then be discharged into the surrounding atmosphere without damaging the environment. The recovered fluorine fraction can be further processed to form fluorine compounds which can be reused in electrolysers.

Popsané zařízení pro odebírání plynů pracuje dobře, ale jsou zde některé nedostatky, které jsou zvlášť důležité v případě větších provozů. Jedním z nedostatků je situace, kdy se musí kůra čas od času prorazit se zřetelem na přidání dalšího· podílu kysličníku hlinitého do lázně; pak totiž prstenec pro jímání plynů je více či méně otevřen. K prasknutí kůry dochází také v případě anodového efektu, tj. tehdy, když obsah kysličníku hlinitého v roztavené lázni klesne pod určenou mezní hodnotu, takže se zvýší napětí v lázni. Odpařování fluóru z lázně je největší právě při anodovém efektu nebo v okolí anodového efektu a praskne-li kůra, pak uniknou fluórové páry do provozovny a jsou ztraceny. Horké plyny, obsahující fluór a dehty, znamenají rovněž značnou obtíž pro pracovníka u pece, a jsou příčinou nežádoucích podmínek při práci.The gas extraction device described works well, but there are some drawbacks that are particularly important in larger operations. One drawback is that the bark must break through from time to time in order to add an additional proportion of alumina to the bath; that is, the gas collection ring is more or less open. Bark rupture also occurs in the case of the anode effect, i.e. when the content of alumina in the molten bath falls below a predetermined limit, so that the bath voltage is increased. Evaporation of fluorine from the bath is greatest at the anode effect or around the anode effect, and if the crust bursts, the fluorine vapor escapes into the plant and is lost. Hot gases containing fluorine and tar also cause considerable inconvenience to the furnace worker and cause undesirable working conditions.

Bylo zjištěno, že vrstva kysličníku hlinitého u spodního okraje prstence pro jímání plynů není nikdy dokonale plynotěsná. V důsledku toho plyny, •obsahující fluór a deh216803 ty, unikají rovněž z vnitřku prstence i mimo tu dobu, kdy dojde к proražení kůry. Plyn s obsahem fluóru, který takto uniká z obvyklého systému jímání plynů, se dostává do provozovny, kde je ovšem možné umístit u střechy další promývací zařízení, kde se takový plyn zneškodní, dříve než se vypustí do atmosféry.It has been found that the alumina layer at the lower edge of the gas collection ring is never perfectly gas tight. As a result, gases containing fluorine and deh216803 also escape from the inside of the ring beyond the time the crust is punctured. The fluorine-containing gas thus escaping from the usual gas collection system reaches the plant, where it is possible to place additional scrubbing devices at the roof where such gas is destroyed before it is discharged into the atmosphere.

Účelem vynálezu je odstranit shora uvedené nedostatky.The purpose of the invention is to overcome the above drawbacks.

Podle vynálezu obsahuje zařízení pro odebírání spalin z pecí na výrobu hliníku tavnou elektrolýzou krytovou soustavu, která pokrývá kůru lázně pece v oblasti mezi anodou a okrajem kelímku pece, popřípadě mezi anodou a dnem pece, a která je oddálena od anody.According to the invention, the flue gas removal apparatus of aluminum production furnaces comprises a cover assembly which covers the bark of the furnace bath in the region between the anode and the edge of the furnace crucible, optionally between the anode and the furnace bottom, and spaced apart from the anode.

Podle výhodného provedení vynálezu se krytová soustava skládá z dolní a horní části, které jsou navzájem otočně spojeny závěsem.According to a preferred embodiment of the invention, the cover assembly comprises lower and upper portions which are hingedly connected to each other.

Podle jiného provedení vynálezu se krytová soustava skládá z dolní a horní části, které jsou uloženy navzájem posuvně.According to another embodiment of the invention, the cover assembly comprises lower and upper portions which are displaceable relative to one another.

Vynálezem lze docílit částečné uzavření pece s tím výsledkem, že se docílí efekt přirozeného odtahu komínem tak, že plyny unikají krytem směrem vzhůru, a to mezi ním a podélnými stranami anody, a plyny, obsahující horký fluór a dehty, se tak vedou do výše nad prostor vlastní práce. Kryt tedy slouží к tomu, že se znemožní plynům unikání do pracovního prostředí pracovníka u pece, a současně slouží i jako ochrana před sáláním pece.The invention can achieve partial closure of the furnace, with the result that a natural chimney draft effect is achieved so that the gases escape upwardly between the cover and the longitudinal sides of the anode, and the gases containing hot fluorine and tar are thus led above own work space. The cover thus serves to prevent gases from escaping into the working environment of the worker at the furnace, and at the same time serves as protection against radiation of the furnace.

Dva příklady možného provedení zařízení podle vynálezu jsou schematicky zakresleny na výkresech, kde obr. 1 znázorňuje provedení, kdy horní část krytového uspořádání je rovnoběžná s anodou, obr. 2 znázorňuje provedení, kdy kryt je rovnoběžný s anodovou kostrou.Two examples of a possible embodiment of the device according to the invention are schematically depicted in the drawings, wherein Fig. 1 shows an embodiment where the upper part of the housing arrangement is parallel to the anode; Fig. 2 shows an embodiment where the housing is parallel to the anode frame.

Na obr. 1 je označena vlastní pec obrysem 2. Anoda 3 je zavěšena na závěsném uspořádání ЗА. Na kůře 5 spočívá prstenec pro jímání plynu.In FIG. 1, the furnace itself is indicated by the outline 2. The anode 3 is suspended on the suspension arrangement ЗА. A gas collection ring rests on the bark.

Podle uspořádání na obr. 1 jsou spodní část 6 a horní část 7 krytové soustavy spojeny závěsem 8, jež dovoluje vybočení spodní části 6 krytové soustavy, popřípadě sklonění horní části 7 krytové soustavy, podle potřeby. Jak je patrno z vyobrazení, spodní část 6 krytové soustavy se opírá o stěnu pece s mezerou 9 mezi pecí a stěnou, takže se tím docílí tah z nejnižší části. Dolní část 6 může být rovněž zakončena nad stěnou pece, takže se tím nasává vzduch vzhůru podél stěny do vnitřku krytového uspořádání.According to the arrangement in Fig. 1, the lower part 6 and the upper part 7 of the cover assembly are connected by a hinge 8 which allows the lower part 6 of the cover assembly to be deflected or the upper part 7 of the cover assembly to be inclined as desired. As can be seen from the figure, the lower part 6 of the housing assembly rests on the furnace wall with a gap 9 between the furnace and the wall, so that a thrust from the lowest part is achieved. The lower portion 6 may also terminate above the furnace wall so that air is drawn upwards along the wall into the interior of the housing arrangement.

Na obr. 2 jsou dvě části krytové souistavy pohyblivé tak, že spodní část 10 krytové soustavy se může pohybovat směrem vzhůru, zatímco horní část 11 krytové soustavy se může pohybovat směrem dolů.In Fig. 2 the two parts of the cover assembly are movable so that the lower part 10 of the cover assembly can move upwards while the upper part 11 of the cover assembly can move downwards.

Tímto uspořádáním se docílí paralelní směr krytu s kostrou 12 anody 3.By this arrangement, a parallel direction of the cover with the anode frame 12 is achieved.

Vzdálenost mezi krytovou soustavou a povrchem anody 3 musí být tak velká, že se odtahem do komína docílí chladicí efekt, který je dostatečně veliký, aby kompenzoval sníženou ztrátu tepla sáláním v důsledku tohoto krytu, takže se tím zachová tepelná bilance na katodě a zvláště na anodě 3. Různé části krytové soustavy jsou otočné nebo pohyblivé jinými směry tak, aby tím byl umožněn přístup při drcení kůry, odpichu, výměně prstence pro jímání plyní, chodu hořáků atd. tak, že se vytáhne nebo vybočí spodní část krytu do určitého nutného stupně. Při práci spojené s doplňováním anodové pasty, zasazováním kontaktních podpěrek, odebíráním odpadu atd. může horní část vybočit směrem dolů, takže se tím docílí přístup.The distance between the enclosure and the surface of the anode 3 must be so large that a cooling effect is obtained which is sufficiently large to compensate for the reduced radiant heat loss due to the enclosure so as to maintain the heat balance at the cathode and in particular at the anode. 3. The various parts of the housing assembly are rotatable or movable in other directions to allow access during bark crushing, tapping, gas collection ring replacement, burner operation, etc. by pulling or swiveling the lower housing part to a certain degree necessary. When working with anode paste refilling, inserting contact pads, collecting waste, etc., the upper portion may swing downwards for access.

Claims

An apparatus for removing flue gases from aluminum furnaces by melting electrolysis with a crucible comprising a cathode and an anode, the current being fed to the anode by vertical contact supports and the anode being surrounded by a gas collecting ring on the bath surface, characterized in that it comprises a cover assembly (6, 7, 10, 11), which covers the bark (5) of the furnace bath in the region between the anode (3) and the rim of the furnace crucible (1), optionally between the anode (3) and the furnace bottom; 3).

Device according to claim 1, characterized in that the cover assembly comprises a lower part (6) and an upper part (7) which are hingedly connected to each other by a hinge (8).

Device according to claim 1, characterized in that the cover assembly comprises a lower part (10) and an upper part (11) which are displaceable relative to one another.