DE2539145A1

DE2539145A1 - DEVICE FOR COLLECTING GASES IN FURNACES FOR THE MELT FLOW ELECTROLYTIC PRODUCTION OF ALUMINUM

Info

Publication number: DE2539145A1
Application number: DE19752539145
Authority: DE
Inventors: Arne Engesland
Original assignee: LISTA OG MOSJOEEN ALUMINIUMVER
Current assignee: LISTA OG MOSJOEEN ALUMINIUMVER
Priority date: 1974-09-04
Filing date: 1975-09-03
Publication date: 1976-03-25
Also published as: CH614239A5; NO135874C; IN145520B; SE412768B; FR2283963A1; IT1042309B; NO743169L; JPS5152312A; HU172394B; JPS5421166B2; SE7509775L; CA1052844A; OA05101A; NO135874B; SU575040A3; ES440679A1; FR2283963B1; BR7505652A; CS216803B2

Description

2539U52539U5

PATENTANWALT DR.-ING. LOTTERHOSPATENT ADVOCATE DR.-ING. LOTTERHOS

6000 FRANKFURT (MAIN)6000 FRANKFURT (MAIN)

ANNASTRASSE 19 FEKNSPRECHER, (0611) 555061 TELEGRAMME· LOMOSAPATENT LANDESZENTRALBANK 50007149 POSTSCHECK-KONTO FfM. 1667-iOS>ANNASTRASSE 19 FEKNSPRECHER, (0611) 555061 TELEGRAMS · LOMOSAPATENT LANDESZENTRALBANK 50007149 POST CHECK ACCOUNT FfM. 1667-iOS>

V/ho FRANKFURT(MAIN)₍ 1.Sept.V / ho FRANKFURT (MAIN) ₍ 1st Sept.

Lista og Mosten Aluminiumverk,
Elkem Aluminium A/S & Co.,
N Oslo 3, Middelthus gate 27Lista and must aluminum sales,
Elkem Aluminum A / S & Co.,
N Oslo 3, Middelthus gate 27

Vorrichtung zum Sammeln von Gasen in Oefen zur schmelzflusselektrolytisehen Herstellung von Aluminium.Device for collecting gases in furnaces for the production of molten electrolytes from aluminum.

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Oefen zur schmelzflusselektrolytischen Herstellung von Aluminium, in denen der Strom mittels vertikaler Kontaktbolzen, die gleichzeitig zur Anodenaufhängung dienen, der Anode zugeführt wird. Solche Oefen sind mit einem permanenten Eisen-Mantel ausgestattet, durch welchen die Elektrode entsprechend des Verbrauchs während der Elektrolyse nach und nach abgesenkt wird. Die Ofengase werden gewöhnlich in einem Gassammeiring aufgefangen, der die Elektrode an der Badoberfläche umgibt. Dieser Bassammeiring ist am unteren Teil des Mantels befestigt und seine Aussenwand ruht auf der Schmelzkruste, die sich auf der Badoberfläche ausbildet. Die Abdichtung zwischen dem unteren Rand des Gassammeirings und der Kruste wird durch Aluminiumoxyd, das sich auf der Kruste befindet, bewirkt. Von dem Gassammeiring wird das Gas üblicherweise zu einem Brenner geleitet, in dem der Anteil an CO-Gas mit Luft zu COp verbrannt wird. Bei Oefen mit sogenannten Söderberg-Anoden enthält das Ofengas fluchtige Teerbestandteile, die ebenfalls im Brenner verbrannt werden. Die Verbrennungsgase werden vom Brenner zu einer Nassreinigungsanlage abgeleitet, in dei^ieThe invention lies in the field of furnaces for melt flow electrolytic Manufacture of aluminum, in which the current is carried out by means of vertical contact bolts, which are used at the same time as the anode suspension serve, the anode is fed. Such ovens are equipped with a permanent iron jacket through which the electrode is gradually lowered according to the consumption during the electrolysis. The furnace gases become common caught in a gas collection ring that surrounds the electrode on the bath surface. This bass collection is at the bottom Part of the jacket is attached and its outer wall rests on the enamel crust that forms on the bath surface. the Sealing between the lower edge of the gas collection ring and the crust is made by aluminum oxide, which is on the crust, causes. The gas is usually passed from the gas collecting ring to a burner in which the proportion of CO gas is mixed with air is burned to COp. For furnaces with so-called Söderberg anodes the furnace gas contains volatile tar components, which are also burned in the burner. The combustion gases are derived from the burner to a wet cleaning system, in which

609813/0707609813/0707

mit Wasser oder einer Lösung, die Alkalien oder Erdalkalien enthält, gewaschen werden. Das Ziel dieser Waschbehandlung ist, Staub und Fluordämpfe aus dem Gas zu entfernen, so dass es in die Atmosphäre abgelassen werden kann, ohne in der Umgebung Schaden anzurichten. Das wiedergewonnene Fluor kann weiterbehandelt werden, so dass Fluorverbindungen erhalten werden, die in die Elektrolyseöfen zurückgeführt werden können.with water or a solution containing alkalis or alkaline earths, getting washed. The goal of this washing treatment is to remove dust and fluorine fumes from the gas so that it can enter the atmosphere can be vented without causing damage to the environment. The recovered fluorine can be treated further so that fluorine compounds are obtained which are included in the Electrolytic furnaces can be recycled.

Die beschriebene Vorrichtung zum Sammeln von Gasen arbeitet zufriedenstellend. Jedoch ist eine Reihe von Nachteilen gegeben, die insbesondere bei grösseren Anlagen von besonderer Bedeutung sind. Einer dieser Nachteile ist der, dass - wenn von Zeit zu Zeit die Kruste gebrochen werden muss, um die Zugabe von weiterem Aluminiumoxyd in das Bad zu gestatten - der Gassammeiring mehr oder weniger offen sein wird. Ein Brechen der Kruste findet auch dann statt, wenn ein Anodeneffekt auftritt, d.h., wenn der Gehalt an Aluminiumoxyd im Schmelzbad unter eine gewisse Grenze gesunken ist, so dass sich die Spannung am Bad erhöht. Das Entstehen von freiem Fluor aus dem Bad ist gerade bei und um den Anodeneffekt am grössten, und wenn die Kruste eingebrochen ist, strömen die Fluordämpfe in die Ofenhalle und gehen verloren. Die heissen Fluor und Teer enthaltenden Gase sind desweiteren eine grosse Plage für die Ofenarbeiter und schaffen unangenehme Arbeitsbedingungen. The described device for collecting gases works satisfactorily. However, there are a number of disadvantages that are particularly important in larger systems are. One of these disadvantages is that - if from time to time the crust has to be broken, the addition of more Allowing aluminum oxide into the bath - the gas collecting ring will be more or less open. A breaking of the crust takes place also takes place when an anode effect occurs, i.e. when the content of aluminum oxide in the weld pool falls below a certain limit has decreased so that the tension in the bathroom increases. The emergence of free fluorine from the bathroom is just with and around the The anode effect is greatest, and when the crust has broken in, the fluorine vapors flow into the furnace hall and are lost. the Furthermore, hot gases containing fluorine and tar are a major nuisance for furnace workers and create uncomfortable working conditions.

Da sich weiter gezeigt hat, dass die Schicht von Aluminiumoxyd rund um den unteren Rand des Gassammelnrings niemals völlig gasdicht ist, können die Fluor und Teer enthaltenden Dämpfe auch ausserhalb der Zeitabschnitte, während der die Kruste gebrochen ist, nach aussen ausströmen. Das fluarrhaltige Gas, das so nicht im üblichen Gassammeisystem erfasst wird, steigt in der Ofenhalle auf, wo eventuell am Dach eine Extrawascheinrichtung vorgesehenSince it has also been shown that the layer of aluminum oxide around the lower edge of the gas collecting ring is never completely gas-tight is, the fluorine and tar containing vapors can also outside the time periods during which the crust is broken, flow outwards. The fluid-containing gas, that is not the case is recorded in the usual gas collection system, rises in the furnace hall where an extra washing facility may be provided on the roof

:ist, in der das Gas unschädlich gemacht wird, bevor es in die Atmosphäre abgelassen wird.: is in which the gas is rendered harmless before it enters the Atmosphere is vented.

;Die Erfindung zielt sonach darauf ab, die aufgezeigten Nachteile ;auszuräumen. Dies wird erfindungsgemäss erreicht, durch eine Vorrichtung zum Sammeln von Ofengasen an Oefen zur schmelzfluss-The invention aims to address the disadvantages indicated ; to clear out. This is achieved according to the invention by a Device for collecting furnace gases in furnaces for melt flow

609813/0707609813/0707

2539U52539U5

— "5 —- "5 -

elektrolytisehen Herstellung von Aluminium mit Stromzuführung zur Anode über vertikale Kontaktbolzen und mit einem die Anode an der Badoberfläche umgebenden Gassammeiring, de gekennzeichnet ist, durch eine den Ofen unter Belassung eines als Abzug und Ableitung der Gase nach oben wirkenden Zwischenraums umgebende Ab schlus s-Einrichtung.electrolytic production of aluminum with power supply to the anode via vertical contact bolts and with a gas collecting ring surrounding the anode on the bath surface, de is, by a surrounding the furnace, leaving an intermediate space that acts as a vent and discharge of the gases upwards Final facility.

Gemäss einer Weiterbildung ist die Abschluss-Einrichtung aus zwei Teilen aufgebaut, die gelenkig miteinander verbunden, schwenkbar angeordnet sind.According to a further education, the graduation facility is off built up two parts, which are hingedly connected to each other, are arranged pivotably.

Gemäss einer weiteren Weiterbildung der Abschluss-Einrichtung ist diese aus zwei Teilen aufgebaut, die gegeneinander verschiebbar angeordnet sind.According to a further development of the terminating device, it is made up of two parts that can be moved relative to one another are arranged.

Dadurch wird erreicht, dass es möglich ist, eine teilweise Abdeckung des Ofen zu erreichen, um einen natürlichen Kamineffekt zu erhalten, so dass die Gase innerhalb der Abschluss-Einrichtung zwischen der Abschluss-Einrichtung und den Längsseiten der Anode nach oben steigen und dass die heissen, Fluor und Teerjenthaltenden Gase über die normale Arbeitshöhe hinaus hochgeführt werden. Die Abschluss-Einrichtung dient so dazu, zu verhüten, dass die Gase in den Arbeitsbereich der Ofenarbeiter entweichen. Gleichzeitig schlitzt sie vor der vom Ofen abgestrahlten Wärme. Der Abstand zwischen der Abschluss-Einrichtung und der Oberfläche der Anode muss so gross sein, dass der Kaminzug einen Kühleffekt schafft, der gross genug ist, die durch die Abschluss-Einrichtung bewirkte verringerte Wärmeabfuhr durch Wärmeabstrahlung auszugleichen, so dass das Wärmegleichgewicht der Kaltode und besonders der Anode aufrecht erhalten bleibt.This means that it is possible to have a partial covering of the furnace to achieve a natural chimney effect, so that the gases within the closure device between the closing device and the long sides of the anode rise upwards and that the hot, fluorine and tar-containing elements Gases are led up above the normal working height. The final device is used to prevent that the gases escape into the work area of the furnace workers. At the same time, it slits in front of the heat radiated from the furnace. The distance between the termination device and the surface the anode must be so large that the chimney draft creates a cooling effect that is large enough through the closing device caused reduced heat dissipation through heat radiation equalize, so that the thermal equilibrium of the Kaltode and especially the anode is maintained.

Die verschiedenen Teile der Abschluss-Einrichtung sind miteinander gelenkig oder in anderer Weise bewegbar angeschlossen, um im Zusammenhang mit dem Brechen der Kruste, dem Anstechen, dem Austausch des Gassammeirings, der Wartung des Brenners usw. durch Ausschwenken oder Verschieben des unteren Teils der Abschluss-Einrichtung den erforderlichen Zugang zu ermöglichen. Beim Arbeitefct im Zusammenhang im dem Auffüllen der Anodenmasse, dem BoI-The different parts of the graduation facility are interrelated articulated or otherwise movably connected in connection with breaking the crust, piercing, exchanging the gas collection ring, the maintenance of the burner, etc. by pivoting or moving the lower part of the closing device to enable the required access. When working in connection with the filling of the anode mass, the BoI-

6 09813/07076 09813/0707

2539UB2539UB

zenziehen, dem Querheberi usw. kann dann der obere Teil der Abschluss-Einrichtung nach unten geschwenkt oder verscho-ben werden, so dass so der erforderliche Zugang gegeben ist. \ The upper part of the closing device can then be swiveled or shifted downwards, so that the required access is given. \

In den anliegenden Zeichnungen sind zwei Au sftihrungsb ei spiele : der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:The attached drawings show two examples: of the invention shown schematically. Show it:

Fig. 1 eine Abschluss-Einrichtung, bei welcher der obere Teil i parallel zur Anode liegt und iFig. 1 shows a termination device in which the upper part i parallel to the anode and i

Fig. 2 eine Abschluss-Einrichtung, welche parallel zum Anoden- : rahmen liegt.Fig. 2 shows a termination device which, in parallel with the anode: frame lies.

In den Fig. i. und 2 ist der Ofen 1 mit Auskleidung 2 gezeigt. In, den Ofen 1 reicht eine Anode 3 mit einem ersten Gassammelring 4·» j der auf der Kruste 5 ruht. Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind der untere und der obere Teil der Abschluss-Einrichtung, das Teil 6 und das Teil 7» über eine Gelenkverbindung an- ; einander angeschlossen, wodurch es möglich ist, das untere Teil 6 nach oben bzw. das obere Teil 7i so weit gewünscht, nach unten zu schwenken. Das untere Teil 6 ruht auf dem Ofenboden, wobei zwischen Ofen und Boden ein Zwischenraum 9 belassen ist, so dass dort ein Zug vom Fundament her gegeben ist. Das untere Teil 6 kann auch liter dem Ofenboden enden, so dass die Luft entlang dem Boden und in der Abschluss-Einrichtung nach oben gezogen wird.In Figs. and FIG. 2 shows the furnace 1 with lining 2. In, An anode 3 with a first gas collecting ring 4 · »j extends the furnace 1 which rests on the crust 5. According to the embodiment of FIG. 1, the lower and the upper part of the closing device, the part 6 and the part 7 »via an articulated connection; connected to each other, whereby it is possible to move the lower part 6 upwards or the upper part 7i downwards as far as desired to pan. The lower part 6 rests on the furnace floor, an intermediate space 9 being left between the furnace and the floor, so that there is a pull from the foundation. The lower part 6 can also end at the bottom of the furnace, so that the air flows along the Floor and in the closing device is pulled up.

Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die beiden Teile der Abschluss-Einrichtung 10, 11 in der Weise gegeneinander Verschiebbar angeordnet, dass der untere Teil 10 aufwärts bewegtAccording to the embodiment of FIG. 2, the two parts of the terminating device 10, 11 in such a way that they can be displaced relative to one another arranged that the lower part 10 moves upwards

; werden kann, während der obere Teil 11 abwärts zu bewegen ist.; while the upper part 11 is to be moved downward.

j Bei dieser Anordnung liegt die Abschluss-Einrichtung 10, 11 parallel zum Anodenrahmen 12. ^! In this arrangement, the terminating device 10, 11 lies parallel to the anode frame 12. ^!

609 8 13 /0707609 8 13/0707

Claims

2539U5 claims

1. Device for collecting furnace gases in furnaces for melt-flow electrolytic Manufacture of aluminum with power supply to the anode via vertical contact bolts and with a die Anode on the bath surface surrounding gas collecting ring, characterized by a furnace (1) leaving a as Discharge and discharge of the gases upwardly acting interspace surrounding the closing device (6, 7; 10-11).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the closure device (6, 7) consists of a lower part (6) and one upper part (7), which is hingedly connected to one another and is arranged to be pivotable.

3. IBorrichtung according to claim 1, characterized in that the Closing device (10, 11) comprising a lower part (1o) and an upper part (11) which are arranged to be displaceable relative to one another are built.

609813/0707