DE2906903C2 - Abdeckung eines der Tonerdeeinspeisung dienenden Durchbruchs in der Kruste bei einer Elektrolysezelle. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Abdeckung eines der Tonerdeeinspeisung dienenden Durchbruchs in der Kruste bei einer zur Herstellung von Aluminium verwendeten Elektrolysezelle mit nachfolgender Abluftreinigung.

Beim Betrieb einer Elektrolysezelle werden durch chemische Reaktionen und thermische Einwirkungen Gase — insbesondere schädliche fluor- und kohlenstoffhaltige Gase — freigesetzt, die sich in der Regel unter der Kruste bilden und durch ein Loch in der Flußkruste, dem sogenannten Schnaufloch in die Außenluft gelangen.

Diese Ofengase wurden bisher entweder überhaupt nicht oder nur mittels starren aus zwei teleskopartigen Teilen bestehenden Röhren oder Schächten am Ofen direk; gesammelt und abgeleitet. Da diese Röhren oder Schächte in ausgefahrenem Zustand in die Kruste tindringen. bildet sich in der Regel eine luftdicht abschließende Kruste um deren unteren Teil.

Diese Vorrichtung hat /um einen den wesentlichen Nachteil, daß sie teuer und kompliziert ist, da es für das teleskopartige Einziehen der zweiten Hälfte besonderer Mechanismen bedarf. Zum anderen kann sie nur exakt vertikal bewegt werden, was ihren Anwendungsbereich erheblich beschränkt und ihre Handhabung erschwert.

Ein weiterer Mangel besteht darin, daß die beiden Hälften auf einer Gleitebene ineinandergleiten, wobei abrasiver Aluminiumoxidstaub in diese Gleitebene eindringen und zu einem Verklemmen führen kann, was wiederum zu langwierigen Betriebsstörungen führt.

Als Material für die Röhre, die mit der Kruste in Berührung steht und zudem eine erhebliche Starrheit

•*5 aufweisen muß, kat η nur Metall in Frage kommen.

Ein weiterer schwerwiegender Nachteil liegt in dem Luftabschluß, da das aus dem Unterdruck abgesaugt werden kann, wobei auch Tonerde mit abgesaugt wird.
Der Erfinder hat sich deshalb die Aufgabe gestellt,

w eine Abdeckung eines der Tonerdeeinspeisung dienenden Durchbruches in der Elektrolysekruste bei einer zur Herstellung von Aluminium verwendeten Elektrolysezelle mit nachfolgender Abluftreinigung zu entwickeln, bei der diese Nachteile vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein wenigstens horizontal bewegbarer, an einem Tragelement hängender Vorhang um den Durchbruch sowie den von ihm gebildeten Vorhangraum mit einem Abluftschacht verbindende Führungsorgane für den Abluftstrom angeordnet ist.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt in der Beweglichkeit des Vorgangs. Er sollte in vertikaler Richtung teilweise oder gänzlich hochgezogen werden können, so daß der Durchbruch in der Kruste völlig frei liegt und z. B. beim Stocken der Tonerdezufuhr manuell beschickt werden kann. Ebenso behindert er nicht das Wechseln der Anoden oder eine eventuell notwendige Reparatur innerhalb des Vorhangraumes.

ErfindungsgemäB kann der Vorhang ganz heruntergelassen werden, so daß er auf der Kruste aufliegt oder er kann, wenn nötig, etwas hochgezogen werden, um z. B. einen Unterdruck innerhalb des vom Vorhang umfangenen Raumes zu verhindern.

Da der Vorhang bevorzugt aus einem flexiblen und leichten Material besteht, kann diese Auf- und Abbewegung mittels eines einfachen Seilzuges bewerkstelligt und den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. Ist der Zugriff zum »Schnaufloch« nur an einer Seite erwünscht, so kann infolge der Flexibilität der Vorhang nur dort angehoben werden, wobei der Gasabzug nur in sehr geringem Umfang beeinträchtigt wird.

Ebenso kann der Vorhang horizontal geschwenkt werden, was Bedeutung erlangt, wenn nur eine der den Durchbruch begrenzenden Anoden gewechselt wird. Der Gasabzug wird auch hierbei während des Anodenwechsels nicht beeinträchtigt.

Vorteilhafterweise wird als Material für den Vorhang ein gas- und hitzebeständiger Stoff gewählt, z. B. Asbest, der zweckmäßig gleichzeitig auch dem Erfordernis eines leichten Gewichts Rechnung trägt.

Der Vorhang ist so ausgestaltet, daß er sich beim Aufziehen zumindest teilweise ziehharmonikaartig zusammenlegt. Die Erfindung umfaßt aber auch einen Vorhang, der aus beweglich zueinander ausgebildeten zusammenhängenden Ringen mit unterschiedlichen Durchmessern besteht, so daß der Vorhang eine glocken- oder rüsselartige Form annehmen kann.

Da am Vorhang keine Gleitflächen vorhanden sind, wird seine Funktionsfähigkeit durch die Tonerdezufuhr mit der damit verbundenen Entstehung von Aluminiumoxidstaub in keiner Weise beeinträchtigt.

Zur Kruste hin wird der Vorhang durch ein StoßbanJ begrenzt, das aus besonders resistentem Material — vorzugsweise Metall — besteht, da dieser Teil des Vorhanges in enger Berührung mit der Kruste bzw. der Tonerdeoberfläche steht. Zudem soll das Stoßband eine Zugwirkung -uf den Vorhang ausüben.

Einen weiteren sehr wesentlichen Vorteil bietet der Vorhang durch seine Luftdurchlässigkeit. Der Erfindungsgedanke umfaßt dabei nicht nur. daß zwischen Vorhang und Kruste ein Spalt für die Luftzufuhr frei gelassen wird, sondern auch, daß vorzugsweise im unteren Be-eich bzw. am Stoßbat.d Luftöffnungen vorhanden sind. Da der Vorhang lediglich auf der Kruste bzw. der die Kruste bedeckenden Tonerde aufsitzt, kann sich auch keine ihn umfassende und abschließende Kruste ausL'lden.

Um den Gasabzug zu ermöglichen, münden in den vom Vorhang umfangenen Raum Abluftöffnungen, die sich vorzugsweise in einen am Tonerdebehälter durch teilweise Verdoppelungen von dessen Wandung gebil-• deten Abluftschachi fortsetzen. Durch diesen Schacht und ein anschließendes Rohr wird die mit Schadstoffen angereicherte Luft in ein Abluftreinigungssystem gesaugt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführüngsbeisplele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in

F i g. I den Schnitt durch eine Elektrolysezelle entlang deren Längsachse;

F i g. 2 den vergrößerten Querschnitt einer Elektrolysezelle entsprechend der Linie H-Il der Fig. 1;

Fi g. 3 ein vergrößertes Detail aus einer Elektrolysezelle im Aufriß.

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Elektrolysezelle besteht aus einer kathodisch geschalteten Wanne 11 mit einem Elektrolysiertrog 12 und zwölf Anodenpaaren 13, deren Anodenträger 15 an der Traverse 14 mittels — nicht dargestellten — Befestigungselementen lösbar angebracht sind. Die Anodenpaare 13 können längs der Traverse 14 verschoben werden, so daß sich zwischen zwei Anodenpaaren 13 ein quer zur

ίο Längsachse der Elektrolysezelle verlaufender Zwischenraum 16 ausbildet. Ober bzw. in dem Zwischenraum 16 sind ein Krustenbrecher 17 und ein Tonerdebehälter 19 angeordnet, wobei sich der Tonerdebehälter 19 zur Bildung einer Spalte 20 zum Elektrolysiertrog 12 hin verjüngt.

Den Krustenbrecher 17 und die Spalte 20 umgibt ein Vorhang 21, der von einer Hebevorrichtung 23 (F i g. 3) vertikal bewegt werden kann. Am Tonerdebehälter 19 ist mittels einer doppelten Wand 18 ein Abluftschacht 22 ausgebildet, der sich vom Tonerdebehälter 19 weg in ein entlang der Traverse 14 verlaufendes Ctohr 24 fortsetzt. Mittels einer nicht dargestellten Saugvoi richtung wird die mit Gasen aus dem Elektrolysiertrog 12 angereicherte Luft in Pfeilrichtung Y aus dem vom Vorhcng 21 begrenzten Innenraum 9 durch eine Abluftöffnung 10 über den Abluftschacht 22 und das Rohr 24 abgezogen.

Gemäß F i g. 2 befindet sich in dem Elektrolysiertrog 12 kathodisch abgeschiedenes Aluminium 25 und ein Elektrolyt 26 mit darüber ausgebildeter Kruste 27.

wobei sich letztere am Seitenrand 28 der mit Kohlenstoff ausgekleideten Wanne 11 bis zum Trogboden 29 hinzieht. In den Elektrolyten 26 taucht das an den Anodenträgtrn 15 und der Traverse 14 befestige Anodenpaar 13. Der Krustenbrecher 17 besteht aus einem sich gegebenenfalls über die gesamte Länge der dargestellten Anoden 13 erstreckenden Querträger 30. der nach unten, also zur Kruste 27, hin mit zinkenförmigen Meißeln 31 versehen ist. Dieser Krustenbrecher 17 ist an Antriebsvornchtungen 32 mittels Verbindungsstangen 33 angelenkt, wobei die Antriebsvorrichtungen 32 manuell betätigt oder automatisch gesteuert werden und — vorzugsweise pneumatisch — den Krustenbrecher 17 über die Verbindungsstangen 33 in die Kruste 27 eindrucken. Die Antriebsvornchtungen 32 sind an einem Träger M. der auch den Tonerdebehälter 19 trägt, befestigt.

Der Tonerdebehälter 19 setzt sich nach unten als Spalt 20 fort, wobei sich die — irn Längsschnitt (Fig. 1) verjüngende — Spalte 20 wie der Krustenbrecher 17 gegebenenfalls über die ganze Länge des Anodenpaares erstreckt. Unterhalb der Mündung 35 der Spalte 20 ist eine Dosiervorrichtung 36 angebracht. Radial zurr Tonerdebehälter verläuft ein Tragelement 37. an dessen äußerer begrenzung 44 der Vorhang 21 befestigt ist. An dem Tragelement 37 fernen Ende wird der Vorhang 21 von einem Stoßbanu (38) begrenzt.

F i g. 3 zeigt, daß am Stoßband 38 eine Hebevorrichtung 23 angebracht ist, die aus einem über die Umlenkrolle 39 Geführten Seilzug 40 besteht. Bei Betätigung der Hebevorrichtung 23 in Richtung Z wird ein ziehharmonikaartiges Zusammenfalten 41 des Vorhanges 21 bewirkt. Die Umlenkrolle 39 is', über das Verbindungsstück 42 vorzugsweise an der Antriebsvorrichtung 32 angebracht. Der Vorhang 21 weist

b5 zumindest in seinem unteren Teil öffnungen 43 auf, die das Ansaugen des Vorhanges 21 bzw. ein Absaugen der Tonerde verhindern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Abdeckung eines der Tonerdeeinspeisung dienenden Durchbruches in der Kruste bei einer zur Herstellung von Aluminium verwendeten Elektrolysezelle mit nachfolgender Abluftreinigung, gekennzeichnet durch zumindest einen wenigstens horizontal bewegbaren, an einem Tragelement (37) hängenden und um den Durchbruch angeordneten Vorhang (21) sowie den von ihm gebildeten Vorhangraum (9) mit einem Abluftschacht (22) verbindende Führungsorgane (10, 24, 43) für den Abluftstrom.

   Z Abdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorhang (21) allseitig beweglich ist

   3. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorhang (21) aus einem allseitig flexiblen Material besteht, das gegen Gas und Hiu». resistent ist

   4. Abdeckung nach einem der Ansprüche ! bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorhang balgartig faltbar ist.

   5. Abdeckung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorhang (21) aus ziehharmonikaartig zusammenlegbaren Ringen besteht.

   6. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorhang (21) am unteren Ende durch ein Stoßband (38) begrenzt ist.

   7. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorhang (21) aus zueinander beweglich ausgebildeten, zusammenhängenden Ringen besteht, deren Durchmesser vom Trägerelement (37) zum StoOband (38) hin zu- oder abnehmen.

   8. Abdeckung nach Anspruch 6 und 7. dadurch

   gekennzeichnet, daß das den Vorhang (21) zur Kruste hin begrenzende Stoßband (38) aus einem hitzebeständigen Metallring gefertigt ist.

   9. Abdeckung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens im unteren Bereich des Vorhanges (21), zumindest aber im Stoßband (38) öffnungen (43) vorhanden sind.

   10. Abdeckung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Vorhanges (21), vorzugsweise am Stoßband (38), eine Zugvorrichtung (23) angebracht ist.

   11. Abdeckung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugvorrichtung (23) aus einem über eine Umlenkrolle (39) manuell oder automatisch zu betätigenden Seilzug (40) besteht.

   12. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis !!, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (37) zumindest teilweise einen Tonerdebehälter (19) umschließt, wobei seine äußere Begrenzung (44), an welcher der Vorhang (21) hängt, eine beliebige geometrische Form aufweist.

   13. Abdeckung nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß zumindest teilweise zwischen Tragelement (37) und Tonerdebehälter (19) Abiuftöffnungen (10) vorhanden sind, an die durch die Ausbildung einer doppelten Wand (18) am Tonerdebehälter (19) ein Abluftschacht (22) und im weiteren Verlauf ein Rohr (24) anschließen.

   14. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorhanginnenraum (9) einen Teil der Luftstromführung bildet.