DE1085677B - Device for collecting gas from aluminum ovens - Google Patents

Device for collecting gas from aluminum ovens

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DE1085677B DEE14835A DEE0014835A DE1085677B DE 1085677 B DE1085677 B DE 1085677B DE E14835 A DEE14835 A DE E14835A DE E0014835 A DEE0014835 A DE E0014835A DE 1085677 B DE1085677 B DE 1085677B
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Description

Die Erfindung betrifft Öfen für die schmelzelektrolytische Herstellung von Aluminium, bei denen der Strom der Anode mit Hilfe von vertikalen Kontaktbolzen, die gleichzeitig zur Aufhängung der Anode dienen, zugeführt wird. Derartige öfen sind mit einem permanenten eisernen Mantel ausgerüstet, durch den man die Anode allmählich in dem Maße, wie sie während der Elektrolyse verbraucht wird, herabgleiten läßt. Die Ofengase werden im allgemeinen in einem Gassammeiring, der die Anode an der Badoberfläche umgibt, aufgesammelt. Dieser Gassammeiring ist am unteren Teil des Mantels befestigt, und seine Außenwand ruht auf der Kruste, die sich an der Badoberfläche bildet. Die Abdichtung zwischen dem Gassammelring und der Kruste erfolgt mit Hilfe von Aluminiumoxyd. Vom Gassammeiring wird das Gas im allgemeinen zu einem Brenner geleitet und sein Gehalt an CO mit Luft zu CO2 verbrannt. In öfen mit Söderberg-Anoden enthält das Ofengas stets einen Teil Teerdämpfe, die auch im Brenner verbrennen. Im allgemeinen erfolgt das Verbrennen mit einem bedeutenden Überschuß an Luft, wodurch das Gasvolumen auf ungefähr das 5- bis 6fache des im Ofen entwickelten Volumens gesteigert wird. Nach dem Verbrennen wird das Gas in eine Reinigungsanlage geleitet, in der es mit Wasser oder einer alkalischen Lösung gewaschen wird. Durch das Waschen werden Staub und Fluordämpfe aus dem Gas entfernt, so daß es an die Luft abgelassen werden kann, ohne in der Umgebung Schäden anzurichten. Das wiedergewonnene Fluor kann zu Kryolith aufgearbeitet werden.The invention relates to furnaces for the electrolytic production of aluminum, in which the current is fed to the anode with the aid of vertical contact bolts, which are also used to suspend the anode. Such furnaces are equipped with a permanent iron jacket through which the anode is gradually lowered as it is used up during the electrolysis. The furnace gases are generally collected in a gas collection ring that surrounds the anode on the bath surface. This gas collecting ring is attached to the lower part of the shell and its outer wall rests on the crust that forms on the bath surface. The seal between the gas collecting ring and the crust is made with the help of aluminum oxide. From the gas collecting ring, the gas is generally passed to a burner and its CO content is burned with air to form CO 2. In furnaces with Söderberg anodes, the furnace gas always contains some tar vapors, which also burn in the burner. Generally, the burning occurs with a significant excess of air, increasing the volume of gas to about 5 to 6 times the volume developed in the furnace. After burning, the gas is sent to a cleaning system where it is washed with water or an alkaline solution. Washing removes dust and fluorine fumes from the gas so that it can be vented to the air without causing damage to the surrounding area. The recovered fluorine can be processed into cryolite.

Eine solche Vorrichtung zur Gasaufsammlung hat sich sehr gut bewährt, hat aber trotzdem gewisse Nachteile, die sich besonders in großen Anlagen zeigen. Ein Nachteil besteht darin, daß der Gassammelring mehr oder weniger offen stehenbleibt, wenn die Kruste von Zeit zu Zeit gebrochen werden muß, um dem Bad weiteres Aluminiumoxyd zuzuführen. Dieses Brechen der Kruste erfolgt, wenn der sogenannte Anodeneffekt eintritt, d. h. wenn der Aluminiumoxydgehalt des Schmelzbades unter eine gewisse Grenze gesunken ist, so daß die Badspannung steigt. Die Fluorverdampfung vom Bade ist gerade beim Anodeneffekt oder im Bereich desselben am größten, und wenn die Kruste gebrochen wird, entweichen die Fluordämpfe in die Ofenhalle und gehen verloren. Die Gasaufsammlung ist also in diesem Zeitraum weniger wirksam.Such a device for gas collection has proven itself very well, but still has certain Disadvantages that are particularly evident in large systems. One disadvantage is that the gas collecting ring more or less left open if the crust is broken from time to time must to add more aluminum oxide to the bath. This breaking of the crust occurs when the so-called anode effect occurs, d. H. when the alumina content of the molten bath has sunk below a certain limit, so that the bath voltage increases. The fluorine evaporation from the bath is just now at the anode effect or in the area of the same greatest, and when the crust is broken, escape the fluorine vapors enter the furnace hall and are lost. So the gas accumulation is in this period less effective.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß die Aluminiumoxydschicht um den unteren Teil des Gassammeiringes nie ganz gasdicht ist. Infolgedessen hat man in großen Anlagen, die die beschriebene Vorrichtung zur Gasaufsammlung verwenden, oft große Verantwortung für Schäden in der Nachbarschaft tragen müssen, da Vorrichtung zur Gasaufsammlung
aus AluminiumöfenIt has also been shown that the aluminum oxide layer around the lower part of the gas collecting ring is never completely gas-tight. As a result, in large plants that use the described device for gas collection, you often have to bear great responsibility for damage in the vicinity, since the device for gas collection
from aluminum ovens

Anmelder:
Elektrokemisk A/S, OsloApplicant:
Elektrokemisk A / S, Oslo

Vertreter: Dr. G. W. LotterhosRepresentative: Dr. G. W. Lotterhos

und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos, Patentanwälte,and Dr.-Ing. H. W. Lotterhos, patent attorneys,

Frankfurt/M., Lichtensteinstr. 3Frankfurt / M., Lichtensteinstr. 3

Beanspruchte Priorität:
Norwegen vom 24. Oktober 1956Claimed priority:
Norway October 24, 1956

die Luft, die bei normaler Ventilation durch das Dach der Ofenhalle entweicht, fluorhaltig ist. Einige Werke haben daher eine besondere Waschanlage am Dach der Ofenhalle eingebaut, um die dort abziehende Luft zu behandeln. Eine derartige Waschanlage erfordert jedoch große Installationen, da die an dieser Stelle abziehende Gasmenge sehr groß ist und sich außerdem über eine große Fläche erstreckt. Die Gase werden auch so stark verdünnt, daß ein Waschen verhältnismäßig wenig wirksam ist.the air that passes through the roof with normal ventilation escapes from the furnace hall, contains fluorine. Some plants therefore have a special washing facility on the roof of the Built-in furnace hall in order to treat the air extracted there. However, such a washing system requires large installations, since the amount of gas withdrawn at this point is very large and also extends over a large area. The gases are also diluted so much that washing is proportionate is ineffective.

Die Erfindung soll es ermöglichen, diese Verhältnisse in einfacher Weise zu bessern, ohne eine besondere Waschanlage vorsehen zu müssen.The invention is intended to make it possible to improve these relationships in a simple manner, without a special one To have to provide a washing system.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß, außer dem üblichen Gassammeiring oder der sonstigen Einrichtung zum Sammeln des Gases an der Badoberfläche, am Anodenmantel oberhalb des primären Gassammeiringes ein sekundärer Gassammelring angeordnet ist, mittels dessen die Ofengase oder ein Teil derselben zusammen mit überschüssiger Luft aus dem Ofenraum abgesaugt werden.This is achieved according to the invention in that, in addition to the usual gas collecting ring or the other device for collecting the gas on the bath surface, on the anode jacket above the primary gas collecting ring, a secondary gas collecting ring is arranged, by means of which the furnace gases or some of the same can be sucked out of the furnace chamber together with excess air.

Der primäre Gassammeiring dient dazu, die Ofengase über dem Bad in konzentriertem unverbranntem Zustand aufzusammeln. Der sekundäre Gassammeiring soll die vom primären Gassammeiring nicht erfaßten bzw. abgegebenen Gase sammeln.The primary gas collector is used to concentrate the furnace gases above the bath in unburned material To collect state. The secondary gas collection should not include those of the primary gas collection collect or released gases.

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Der sekundäre Gassammeiring kann unmittelbar über dem primären angebracht und mit verstellbaren Öffnungen zur Regelung des Einsaugens von zusätzlicher Luft versehen werden. Der sekundäre Gassammelring kann dabei als eine Rauchhaube ausgebildet werden, die auf oder an dem oberen Ende des Elektrodenmantels angeordnet ist.The secondary gas collection ring can be attached directly above the primary and with adjustable Openings are provided to regulate the intake of additional air. The secondary gas collecting ring can be designed as a smoke hood on or at the upper end of the Electrode jacket is arranged.

Das über dem Bad bzw. an dem primären Gassammelring entweichende Gas wird zweckmäßig mit Hilfe eines Ventilators in den sekundären Gassammelring eingesaugt. Das Saugen kann kontinuierlich erfolgen oder nur solange die Arbeit im Ofen vorgenommen wird und die Kruste, wie oben beschrieben, durchbrochen ist. Das in dieser Weise abgesaugte Gas wird dabei so stark mit Luft verdünnt, daß es nicht brennbar ist. Es kann jedoch dadurch ausgenutzt werden, daß man es beim Verbrennen des konzentrierten Ofengases aus dem primären Gassammeiring als Verbrennungsgas in Brenner leitet. Es kann aber auch unmittelbar in die Gassammeirohre hinter dem Brenner und zur Waschanlage geleitet werden, um zusammen mit dem verbrannten Gas weiterbehandelt zu werden.The gas escaping above the bath or at the primary gas collecting ring is expediently with Sucked into the secondary gas collecting ring with the help of a fan. Sucking can be done continuously or only as long as the work is done in the oven and the crust, as described above, is broken. The gas sucked off in this way is diluted so much with air that it is not is flammable. However, it can be exploited by burning the concentrated Passes furnace gas from the primary gas collecting ring into the burner as combustion gas. But it can also are fed directly into the gas collection tubes behind the burner and to the washing system in order to collect to be treated further with the burned gas.

Anstatt den sekundären Gassammeiring nahe der Badoberfläche bzw. nahe dem primären Gassammelring anzuordnen, kann auch am oberen Ende des Elektrodenmantels ein Gassammeiring als Rauchhaube vorgesehen werden. Bei dieser Anordnung ist der primäre Gassammeiring nicht unbedingt erforderlich. Der Ringraum über dem Bad kann dann nämlich durch die Elektrode und die diese umgebende Kruste gebildet werden. In diesem Raum sammeln sich dann die Gase. Die Kruste kann an gewissen Stellen durchbrochen werden, und das durch diese Durchlässe austretende Gas kann von der Rauchhaube aufgefangen werden.Instead of the secondary gas collecting ring near the bath surface or near the primary gas collecting ring to be arranged, a gas collecting ring as a smoke hood can also be used at the upper end of the electrode jacket are provided. With this arrangement, the primary gas collecting ring is not absolutely necessary. The annular space above the bath can then namely through the electrode and the crust surrounding it are formed. The gases then collect in this space. The crust can break through in certain places and the gas escaping through these passages can be collected by the smoke hood will.

Man kann auch an dem primären Gasring im Raum unterhalb der Rauchhaube Brenner vorsehen, die mit Brenngas aus dem primären Ringraum und mit Verbrennungsgas aus dem Raum unterhalb der Rauchhaube gespeist werden. Wenn ein primärer Gassammelring fehlt, können Brenner am unteren Teil des Elektrodenmantels mittels Halterungen angebracht werden. Das Brenngas wird diesen Brennern mittels durch die Kruste geführten Rohrstutzen zugeleitet.You can also provide burners on the primary gas ring in the space below the smoke hood, with Combustion gas from the primary annulus and with combustion gas from the space below the smoke hood be fed. If a primary gas collection ring is missing, burners on the lower part can be used of the electrode jacket can be attached by means of brackets. The fuel gas is these burners by means of fed through the crust pipe socket.

Es ist sehr zweckmäßig, den sekundären Gassammelring bzw. die Rauchhaube als Arbeitsbühne auszubilden.It is very convenient to use the secondary gas collecting ring or to train the smoke hood as a work platform.

Die Zeichnungen bringen zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigtThe drawings bring two exemplary embodiments of the subject matter of the invention, namely shows

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Ofen mit einer Vorrichtung zum Aufsammeln. von Gasen mit einem primären und einem dicht darüber befindlichen sekundären Gassammeiring,1 shows a schematic section through an oven with a device for collecting. of gases with a primary and a secondary gas collecting ring located close above it,

Fig. 2 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen Ofen mit einer solchen Vorrichtung, bei der der sekundäre Gassammeiring an dem oberen Ende des Elektrodenmantels angebracht ist.Fig. 2 is a schematic vertical section through a furnace with such a device in which the secondary gas collecting ring is attached to the upper end of the electrode shell.

In Fig. 1 bezeichnet 1 den Ofenmantel mit- der Ausfütterung 2. 3 ist die Anode, deren Stromzuführung durch die mit der Stromschiene 5 verbundenen Kontaktbolzen 4 erfolgt; 6 ist der permanente Mantel, der die Elektrode umgibt; 7 ist das Schmelzbad; 8 ist die Kruste und 9 das Alumniumoxyd, das die Kruste deckt. 10 ist der primäre Gassammeiring, durch welchen die Gase, die sich auf und neben der Anode entwickeln, in konzentrierter und unverbrannter Form aufgesammelt werden, 11 ist der sekundäre Gassammelring, in dem mit Hilfe eines Ventilators oder einer anderen Vorrichtung genügend Unterdruck erzeugt wird, um das Gas von der Oberfläche des Ofens durch die Öffnungen 12 an der Außenwand des Ringes 11, der gegebenenfalls — wie in der linken Hälfte der Figur gezeigt — eine geneigte Seitenwand haben kann, absaugen zu können. Es ist von Bedeutung, daß die Öffnungen so angebracht werden, daß die Saugwirkung gleichmäßig um die Anode herum verteilt und den bestehenden Verhältnissen angepaßt wird. Die Menge eingesaugter Luft wird durch Einstellung der Saugkraft und/oder der öffnungen in der WandIn Fig. 1, 1 denotes the furnace jacket with the lining 2. 3 is the anode, its power supply takes place through the contact bolts 4 connected to the busbar 5; 6 is the permanent coat that surrounds the electrode; 7 is the weld pool; 8 is the crust and 9 is the alumina that makes up the crust covers. 10 is the primary gas collector through which the gases that are on and next to the anode develop, be collected in concentrated and unburned form, 11 is the secondary gas collection ring, in which sufficient negative pressure is generated with the help of a fan or other device is to the gas from the surface of the furnace through the openings 12 on the outer wall of the ring 11, which optionally - as shown in the left half of the figure - have an inclined side wall can, to be able to suction. It is important that the openings are placed so that the suction is evenly distributed around the anode and adapted to the existing conditions. The amount of air sucked in is determined by adjusting the suction force and / or the openings in the wall

ίο des Ringes 11 nach Bedarf reguliert. Während des Betriebes wird auch etwas Staub in den sekundären Gassammeiring eingesaugt, aber der Staub ist trocken und kann leicht z. B. mit Preßluft weggeblasen werden.ίο of the ring 11 regulated as required. During the During operation, some dust will also be sucked into the secondary gas collecting ring, but the dust will be dry and can easily z. B. be blown away with compressed air.

Der sekundäre Gassammeiring ist vorzugsweise so solid ausgeführt, daß er für die Ofenbedienung als Arbeitsbühne dienen kann, wenn diese die Arbeitsgänge an den stromführenden Organen ausführt.The secondary gas collecting ring is preferably designed so solid that it is used for the furnace operation Working platform can serve when it performs the operations on the current-carrying organs.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher der sekundäre Gassammeiring als eine am obersten Teil des Mantels 6 angeordnete Rauchhaube ausgeführt ist. Die Rauchhaube 13 ist mit Absaugrohren 14 versehen und vorteilhaft so solid ausgeführt, daß sie, wie oben beschrieben, als Arbeitsbühne dienen kann.Fig. 2 shows a modified embodiment in which the secondary gas collecting ring as an am uppermost part of the jacket 6 arranged smoke hood is executed. The smoke hood 13 is with suction pipes 14 provided and advantageously made so solid that they, as described above, serve as a working platform can.

Bei Anwendung einer derartigen Rauchhaube wird die abgesaugte Luftmenge zwar beträchtlich erhöht, aber die Vorrichtung wird dadurch übersichtlicher und leichter zugänglich.When using such a smoke hood, the amount of air extracted is increased considerably, but this makes the device clearer and more accessible.

Ein wesentlicher Teil der Teerdämpfe kann durch Verwendung eines Brenners 15 entfernt werden, der — wie in der linken Hälfte der Fig. 2 veranschaulicht — in der Kruste selbst angebracht wird. Der Brenner 15 wird zweckmäßig mit Hilfe der eisernen Versteifung 16 am Mantel befestigt. Der Brenner ist in bekannter Weise mit Luftöffnungen versehen.A substantial part of the tar fumes can be removed by using a burner 15, which - as illustrated in the left half of FIG. 2 - is attached in the crust itself. Of the Burner 15 is expediently attached to the jacket with the help of the iron stiffener 16. The burner is provided in a known manner with air openings.

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zur Gasauf Sammlung aus Öfen für die schmelzelektrolytische Herstellung von Aluminium, bei welchen der Strom mit Hilfe von vertikalen Kontaktbolzen der Anode zugeführt wird und ein Gassammeiring an der Badoberfläche vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Anodenmantel oberhalb des primären Gassammelringes (10) ein sekundärer Gassammeiring (11) angeordnet ist, mittels dessen die Ofengase oder ein Teil derselben zusammen mit überschüssiger Luft aus dem Ofenraum abgesaugt werden.1. Apparatus for gas collection from furnaces for the electrolytic production of Aluminum, in which the current is fed to the anode with the help of vertical contact bolts is and a gas collecting ring is provided on the bath surface, characterized in that on Anode jacket above the primary gas collecting ring (10) a secondary gas collecting ring (11) is arranged, by means of which the furnace gases or a part thereof together with excess Air can be sucked out of the furnace chamber. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der wesentliche Teil der Ofengase in konzentrierter Form in den primären Gassammeiring an der Badoberfläche aufgesammelt wird, dadurch gekenn-2. Apparatus according to claim 1, wherein the substantial part of the furnace gases in concentrated Form is collected in the primary gas collecting ring on the bath surface, thereby identifying zeichnet, daß der sekundäre Gassammeiring (11) unmittelbar über dem primären (10) angebracht ist und mit verstellbaren Öffnungen (12) zur Regelung des Einsaugens von zusätzlicher Luft versehen istdraws that the secondary gas collecting ring (11) is attached directly above the primary (10) is and provided with adjustable openings (12) for regulating the intake of additional air is 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sekundäre Gassammeiring als Rauchhaube (13) ausgebildet ist, die auf oder an dem oberen Ende des Anodenmantels angeordnet ist.3. Device according to claim 1, characterized in that that the secondary gas collecting ring is designed as a smoke hood (13) on or is arranged at the upper end of the anode jacket. 4. Vorrichtung zur Gasaufsammlung aus öfen für die schmelzelektrolytische Herstellung von Aluminium, in welchen der Strom mit Hilfe von vertikalen Kontaktbolzen der Anode zugeführt wird und die Ofengase an der Badoberfläche aufgesammelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß4. Device for gas collection from furnaces for the electrolytic production of Aluminum, in which the current is fed to the anode with the help of vertical contact bolts is and the furnace gases are collected on the bath surface, characterized in that am oberen Ende des Anodenmantels ein Gassammelring als Rauchhaube (13) vorgesehen ist. a gas collecting ring is provided as a smoke hood (13) at the upper end of the anode jacket. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des sekundären Gassammelringes (11) wenigstens ein Brenner angeordnet ist, der mit Brenngas aus dem Raum ober-5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that below the secondary gas collecting ring (11) at least one burner is arranged, which with fuel gas from the space above halb des Bades und mit Verbrennungsgas aus dem Raum unterhalb der Rauchhaube gespeist wird. half of the bath and with combustion gas from the room below the smoke hood. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb der Kruste (8) angeordnete Gassammeiring (10) als Arbeitsbühne ausgestaltet ist.6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that the above Crust (8) arranged gas collecting ring (10) is designed as a working platform. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DEE14835A 1956-10-24 1957-10-24 Device for collecting gas from aluminum ovens Pending DE1085677B (en)

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