HU201977B - Process and automatic controlling equipment in aluminium production by hall-heroult process for controlling removal of forming gases - Google Patents
Process and automatic controlling equipment in aluminium production by hall-heroult process for controlling removal of forming gases Download PDFInfo
- Publication number
- HU201977B HU201977B HU852096A HU209685A HU201977B HU 201977 B HU201977 B HU 201977B HU 852096 A HU852096 A HU 852096A HU 209685 A HU209685 A HU 209685A HU 201977 B HU201977 B HU 201977B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- temperature
- extraction
- furnace
- suction
- threshold temperature
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/06—Operating or servicing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
- B08B15/002—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area using a central suction system, e.g. for collecting exhaust gases in workshops
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/22—Collecting emitted gases
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Sheets, Magazines, And Separation Thereof (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
- Forging (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Massaging Devices (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Description
A találmány tárgya eljárás és berendezés a HallHeroult eljárással történő alumínium előállításnál a keletkező gázok elszívásának szabályozására, amely különösen előnyösen alkalmazható az elektrolizáló kemencékben felgyülemlett gáz vagy porszerű anyagoknak az összegyűjtésére és onnan való elvezetésére, de jól alkalmazható egyéb forró gáz, illetve por formájában rendelkezésre álló hulladék eltávolítására is.
Általánosságban elterjedt eljárás az, hogy az alumíniumot alumíniumoxidból állítják elő elektrolízissel kriolit-fürdóben. Az elektrolizáló kemence, amely lehetővé teszi ezt az eljárást a következő elemeket tartalmazza:
- szénből kiképzett, amely acél házban és amely hőszigetelő anyagokkal van a hővel szemben szigetelve,
- anódot vagy egy sor anódot, amelyek szénből vannak, és amelyek a kriolit-fürdőbe vannak merítve. Az anódot vagy anódokat az alumíniumoxid bomlása során keletkező oxigén időszakonként oxidálja, így az elfogy.
A kemencében az áramlás lefelé irányulóan megy végbe. A keletkező Joule-hő következtében a kriolit folyékony halmazállapotban marad, mégpedig olyan hőmérsékleten, amely a szilárdulási hőmérsékletének a közelében van. Ezeknek a kemencéknek a működési hőmérséklete általában 930980 ’C körül van. Az alumínium folyékony halmazállapotú és a gravitációs erő hatására rakódik le a katódon, amely folyadékzáróan van kiképezve. Az előállított alumíniumot vagy annak egy részét merítő kanállal távolítjuk el adott időközönként és továbbítjuk az öntvényeket előállító kemencébe. Ugyancsak szabályos időközönként kell a már elhasználódott anódot cserélni új anódokra.
A fent ismertetett elektrolízis során általában a működési feszültségtartomány 3,8-5 V. Az egynapi teljesítmény pedig az elektrolizáló kemencén átfolyó áram erősségével egyenes arányban van az elektrolziáló berendezésekben rendelkezésre álló tápfeszültség függvényében. Általában 150-200 kemencét kapcsolnak sorba, ugyanis kb. 700-1000 V tápfeszültséggel lehet számolni. Ez a szempont eredményezte azt is, hogy a működési áramerősség növelése csak az elektrolizáló kemence méretének növelésével érhető el.
A kemencében levő fürdő kriolit alapú fürdő, amelyhez adott esetben adalékanyagokat is kevernek, amelyeknek segítségével az elektrolízis hatásfoka növelhető meg. Ilyen adalékanyag lehet például olyan, amely a keverék olvadási hőmérsékletét csökkenti és/vagy növeli az elektrolízis fürdő villamos vezetőképességét. Fenti célú adalékanyagok például a kalcium, magnézium, lítium és alumíniumfluorid.
Alkalmazott igen magas hőmérséklet következtében a fürdő intenzíven gőzölög is, amely gőzölgés egy sor hátrányos tulajdonságot hoz létre:
- a fürdő által kibocsátott gőzök tartalmaznak fluoridokat is. Ha ennek mennyisége túlzott mértékben megnő, akkor az komoly környezetszennyeződést eredményez.
- az elgőzölgött fluoridokat pótolni kell, és ez az eljárás költségeit növeli.
A fentiek alapján kézenfekvőnek látszik, hogy az eláramló anyagokat azok keletkezési helyén a kemencénél kell összegyűjteni.
Ennek a feladatnak a megoldására többféle rendszer van:
a. Az eláramló anyag összegyűjtése a kemencében. Ezt kézi vagy automatizált módon lehet a kemencében elhelyezett nyílásokon keresztül elvégezni, a nyílások nyitásával célszerűen megválasztott időközönként, például az elhasználódott anód cseréjével egyidejűleg lehet az összegyűlt szennyeződéseket is eltávolítani.
b. A fluor tartalmú anyagokat el is szokták szállítani. Ezt csövek segítségével végzik, amelyek a szellőző berendezéshez vannak csatlakoztatva. Az egyes kemencék általában közös gyűjtőrendszerhez vannak egymással párhuzamosan kapcsolva, és a kezdeti viszonyok kiegyenlítéséről megfelelően elhelyezett áramlástechnikai elemekkel gondoskodnak, mégpedig úgy, hogy mindegyik csőben kiszámítják a szükséges szívás mértékét és különböző szellőző tolattyúkat alkalmaznak, amelyekkel a zárás mértéke szabályozható.
c. Az eláramló anyagokat megfelelő módon kezelik, például mossák és különféle elektrosztatikus vagy egyéb mechanikus reteszelő szűrőelemekkel vagy száraz körülmények között kezelik úgy, hogy a fluort alumíniumoxidon fogják meg és úgy vezetik be az elektrolizáló kemencébe.
A legmodernebb berendezésekben az egyébként áramló anyagok összegyűjtésének hatásfoka eléri a 97-99%-ot is.
Szakemberek azt tapasztalták, hogy egy rendszeren belül az eláramló hulladék összegyűjtésének a hatásfoka szoros kapcsolatban van az egyes kemencéknél a gázelszívás teljesítményével. Az is világos volt, hogy a berendezés a beruházási költségei, beleértve a telepítési költségeket és az üzemeltetési költségeket, mint szellőztetéshez szükséges megfelelő elektromos teljesítmény biztosítása stb. az elszívási sebesség növekedésével nőnek. A teljes költség egyenes arányban nő az elszívás értékének m3/sec-ben megadott értékével.
A kemence működése közben azokat a záróelemeket, ajtókat, amelynek a kemencét lezárják, az elfogyott anód újrapótlásakor azaz az anód cseréjekor vagy akkor, amikor a folyékony alumíniumot elvezetjük, ki kell nyitni. Az az időtartam, amely alatt a kemence nyitva van, néhány perc és néhányszor 10 perc közé esik. Ezen idő alatt ahhoz, hogy az eláramolni kívánó anyag megfelelő összegyűjtését továbbra is biztosítsuk, növelni kell az elszívási sebességet a kemence feletti térben. Azokban az időszakokban azonban, amikor a fedelek és ajtók megfelelően zárva vannak, elegendő kisebb elszívási teljesítmény is ahhoz, hogy az elszívás mértéke még megfelelő legyen. A továbbiakban fedél alatt értünk minden olyan a kemencén kiképzett nyílászáró elemet, amely akármilyen egyszerű nyílást vagy ajtót zár természetesen megfelelő mértékben tömítetten.
A kétféle elszívási sebesség alkalmazásával optimalizálni lehet az eláramló anyag összegyűjtésére fordított energia értékét, illetőleg a beépítendő elemek számát. A telepítéskor általában olyan elszívá-2HU 201977 Β si sebességet kell figyelembe venni, amely a minimális értékhez van közel. Megfelelő reteszelő elemek segítségével kézi vagy mechanikus úton állítani lehet egy adott kemencénél az elszívási sebességet, mégpedigúgy, hogy a kezelő személyzetet utasítjuk arra, hogy azokban az időszakokban, amikor a kád nyitva van, növelje meg az elszívási teljesítményt.
A kézi úton történő működtetésnek több hátránya van, nem eléggé megbízható, adott esetben a személyzet az utasítást nem veszi figyelembe vagy nem a kívánt mértékben hajtja végre.
Egy további hátrány, hogy ha a megnövelt sebességű elszívás túlságosan sok kemencében van egyidejűleg működtetve, akkor az elszívási sebesség a többi kemencében le fog csökkeni, mivel egyébként a sok kemencét magába foglaló rendszer teljes elszívási teljesítménye állandó. Ha a növelt elszívást nem kezdjük abban a pillanatban, amikor a rendszerben levő fedelek egy része nyitva van, fluor tartalmú gázok jutnak a környezetbe.
A találmánnyal az volt a célunk, hogy olyan automatikusan működésben levő elszívási eljárást dolgozzunk ki, amikoris a normál elszívásról azonnal a megnövelt elszívásra kapcsolunk át, amint legalább egy fedél nyitva van. Természetesen ezt a feladatot megoldhatnánk egy sor elektromechanikus kapcsolóelemmel, például relével is. Tekintettel azonban arra, hogy egy korszerű nagyteljesítményű, azaz egy 280000 A-es kemencén közel negyven fedél van és általában több kemence van párhuzamosan egy-egy tápfeszültségre kapcsolva, így adott esetben több ezer kapcsolót kellene beépíteni, és ezeknek a kapcsolóknak a nehéz üzemi körülmények (magas hőmérséklet, agresszív környezet) kellene megbízhatóan működni, nyilvánvaló, hogy ez a megoldás nem eredményezhet megbízható működést és olcsó berendezést.
A találmányunk azon a felismerésen alapult, hogy megfigyeléseink szerint annak az eláramló gáznak a hőmérséklete, amely a kemence feletti térből van elvezetve és amelyet az egész rendszer fő szívási csövében mérhetünk előre kiválasztott pontokon, abban a pillanatban, amint legalább egy fedél valahol kinyitásra kerül, lecsökken. A csökkenés mértéke pedig jól mérhető, 50-100 °C körüli érték. Ennek alapján arra a felismerésre jutottunk, hogy mérjük a hőmérsékletet és ha az egy előre megadott érték alá csökken, akkor a normál elszívásról a fokozott elszívásra kapcsolunk át illetőleg, amint hőmérséklet visszaáll, a szintén előre megadott értékre, a normál üzemmódba kapcsolunk vissza.
A találmány tehát élj árás Hall-Heroult eljárással történő alumúiium előállításnál a keletkező gázok elszívásának szabályozására, ahol az alumíniumot nyitható fedelekkel vagy ajtókkal ellátott elektrolizáló kemencékben állítják elő, ahol elektrolizáló kádak felett elszívó berendezéshez csatlakoztatott elszívó csővezeték van.
Az eljárás úgy van megvalósítva, hogy legalább az egyik csővezetékben folyamatosan mérjük a gáz hőmérsékletét, és a mért hőmérsékletet előre megadott alapjel hőmérséklettel, felső küszöbérték hőmérséklettel, és alsó küszöbérték hőmérséklettel folyamatosan összehasonlítjuk, ahol a felső küszö4 bérték hőmérsékletet és az alsó küszöbérték hőmérsékletet az alapjel hőmérsékletnél alacsonyabbra választjuk, és ha a hőmérséklet a felső küszöbérték hőmérséklet alá csökken, az elszívó berendezést fokozott elszívásra állítjuk, és ha a hőmérséklet az alsó küszöbérték hőmérsékletet elérte, az elszívó berendezést normál elszívásra állítjuk vissza.
Előnyös a találmány szerinti eljárás akkor, ha a normál elszívásnál a gáz áramlási sebességét kisebbre állítjuk, mint a fokozott elszívásnál, továbbá a fokozott elszívásnál az áramlási sebességet 1,2-4, előnyösen 1,5-3-szorosára állítjuk, mint a normál elszívás sebessége.
A találmány szerinti eljárás további előnyös foganatosítási módját képezi, ha a hőmérsékletet célszerűen hőelemmel mérjük, és ha mért hőmérséklet valamelyik küszöbértéket eléri, fény és hangjelző elemet működtetünk, illetve a mért hőmérsékletet egy számítógépes folyamatszabályozóhoz csatlakoztatjuk és segítségével a működését szimuáljuk, számoljuk és létrehozzuk a vészjelzéshez tartozó adatokat.
A találmány tárgya továbbá berendezés a találmány szerinti eljárás foganatosítására, amely tartalmaz a gáz hőmérsékletét mérő hőmérsékletérzékelőket, amelyek egy, a mért hőmérsékletet előre beállított első és második küszöbértékkel összehasonlító és az elszívást megfelelően normál vagy fokozott üzemmódba kapcsoló szabályozót és szabályozó kimenetére csatlakoztatott a csőszakaszban vagy csőszakaszokban levő az áramlási állító beavatkozó elemet vagy elemeket tartalmaz.
A találmány szerinti berendezés úgy is kiképezhető, hogy a hőmérsékletérzékelő(k) hőelem(ek), amelyek a kemence elszívócsöve(i)ben van(nak) elhelyezve; a szabályozó beavatkozó elem egy célszerűen sík reteszelő elem, amely az elszívó cső(vek)ben a cső tengelyére merőleges tengely mentén mozgathatóan van(nak) kiképezve, vagy a reteszelő elem az elszívó cső tengelyére merőleges sík mentén mozgathatóra van kiképezve, és a szabályozó beavatkozó eleme(i) rugalmas anyagból kiképzett csőszakasz(ok).
A találmány szerinti eljárást, valamint az eljárást megvalósító berendezést a továbbiakban példakénti kiviteli alakja segítségével, a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az
1. ábrán látható a találmány szerinti és a PECHINEY cég által gyártott 280000 A-es elektrolizáló kemence oldalnézete, ahol a berendezés olyan két fedelet tartalmaz, amelyeken keresztül az elfogyott anód helyére új helyezhető, a
2. ábrán látható az 1. ábrán bemutatott kiviteli alak felülnézete a különböző elszívó körökkel.
Az 1. ábrán látható, hogy az elektrolizáló kemence tartalmaz egy vízszintesen elhelyezett 1 tartóelemet, amely a kád felső tartószerkezetét képezi és amelyre az alumíniumoxidot betápláló garat tartóelemei, valamint a pozitív 2 anódrudak és 3 anódtartó rudak el vannak helyezve. A 3 anódtartó rudak 4 rögzítő elemekkek vannak a 2 anódrúdhoz erősítve. Az 5 elhasznált anódrúd a két 7 fedélen keresztül távolítható el a kemencéből. Ezek a 7 fedelek levétel után a kemence másik oldalánál
-3HU 201977 Β kiképzett 6 fedelek mellett helyezhetők el, amelyek ilyenkor egyébként is zárva vannak. Az alsó részen látható 8 rácsozat a munkateret látja el friss levegővel.
A 2. ábrán látható a kemencének az a felülnézete, amelynek segítségével a találmány lényege megérthető. A kemence a példakénti kiviteli alaknál öt A, B, C, D, E tartományra van osztva, amelyek egyébként két 7 fedél szélességének felelnek meg, és mindegyik A, B, C, D, E tartomány egy-egy 10a, 10b, 10c, 10d és 10e elszívó csőhöz csatlakozik. Ezeknek méretezése olyan, hogy a geometriai felépítésük alapján az előírt elszívási teljesítményt biztosítsák.
Az öt 10a-10e elszívó cső egy 10 elszívó csőhöz van csatlakoztatva, amely ezután a központi elszívó berendezéshez van csatlakoztatva.
Látható a 2. ábrán, hogy minden egyes 10a, 10b, 10c, 10d és 10e elszívó csőnek a 10 elszívó csőbe Hőelemeket t hőmérséklete 0 °C-ban és a mért Át t való becsatlakozása előtti részén egy-egy megfelelően kiválasztott helyen 11,12,13,14 és 15 hőelem van elhelyezve. A 11-15 hőelemek célszerűen NiCr-Ni hőelemek, mivel ezeknek elég nagy az ér5 zékenysége és majd 100 ’C-ig működtethetők, továbbá igen jól ellenállnak a kemence által kibocsátott fluortartalmú anyagoknak.
A stabilizált hőmérsékletet a különböző hőelemekkel mérjük, mégpedig normál elszívás esetén a következőképpen:
a: Minden egyes 6 és 7 fedél zárva van, beleértve a 18 ajtót is, amely akemence tetején van elhelyezve és amelynek az a szerepe, hogy azon keresztül lehessen az olvadt alumíniumot eltávolítani (kimerni) b: Kinyitjuk sorban egymás után az A, B, C, D és E tartományoknál elhelyezett két 7 fedelet valamint a 18 ajtót is.
A mérés során a következő eredményeket kaptuk:
és ’C-ban:
Ajtók és fedelek zárva | 175 | 170 | 150 | 130 | 175 |
A tartomány nyitva t | 80 | 100 | 130 | 150 | 130 |
Át | -95 | -70 | -20 | + 20 | -45 |
B tartomány nyitva t | 140 | 75 | 100 | 130 | 130 |
Át | -35 | -95 | -50 | 0 | -45 |
c tartomány nyitva t | 150 | 125 | 70 | 120 | 120 |
Át | -25 | -45 | -80 | -10 | -55 |
D tartomány nyitva t | 200 | 150 | 100 | 75 | 120 |
Át | +25 | -20 | -50 | -55 | -55 |
E tartomány nyitva t | 220 | 170 | 120 | 70 | 80 |
Át | 145 | 0 | -30 | -60 | -95 |
Merítő ajtó nyitva t | 230 | 180 | 150 | 70 | 55 |
Át | +55 | + 10 | 0 | -60 | -120 |
Azt tapasztaltuk, hogy az a tény, hogy a 18 ajtót kinyitottuk az egyes tartományokban levő levegőáram hőmérsékletének több mint 50 *C-al történő 40 csökkenését eredményezte, és a mért hőmérsékletugrás néhány sec-on belül érzékelhető volt. Ez az idő már elegendő ahhoz, hogy igen nagy megbízhgatósággal egy villamos jelet hozzunk létre, amelynek segítségével át lehet kapcsolni a vezérlő rend- 45 szert a fokozott elszívásra.
A gyakorlatban igen jól használható egyszerű és hatásos módon a fokozott elszívás úgy valósítható meg, hogy egy mozgatható sík 17 reteszelő elemet helyezünk el minden egyes 10a- 10e elszívó csőbe, 50 és ezeket működtetjük egy emelővel. Normál elszívás esetében a 17 reteszelő elem mondjuk Nm3/perc áramlási sebességet biztosít az egyes 10a- 10e míg teljesen nyitott esetben, azaz fokozott elszívás esetében X.N m3/perc az áramlási sebes- 55 ség, ahol X értéke viszonylag széles tartományban változik.
Amikor a levett 7 fedélt egy fedeleket visszahelyezzük, a hőmérséklet ismételten igen gyorsan növekedni fog, és néhány másodperc alatt elér egy 60 magasabb értéket, amely érték azonban nem feltétlenül egyezik meg az előzőleg mért magasabb értékkel. A hőmérsékletnövekedés azonban elegendő ahhoz, hogy megfelelően kiértékelhető villamos jelet állítsunk elő segítségével és így a mért értékek 65 alapján vissza lehessen kapcsolni a normál szívásra.
A tapasztalatok és az elvégzett kísérletek alapján a szakemberek minden további nélkül meg tudják egy adott rendszernél állapítani, hogy melyik legyen az a két küszöbérték hőmérséklet, amelynél át kell kapcsolni a normál elszívásról a fokozott elszívásra, illetőleg fordítva. A felső küszöbértéket ti hőmérséklete jelölve azt a hómérsékletértéket adja meg, amelynél a hőmérséklet annyira lecsökkent, hogy át kell kapcsolni a fokozott elszívásra, alsó küszöbérték t’i hőmérséklete pedig azt a már megemelkedett hőmérsékletet jelzi, amikor a fokozott elszívásról normál elszívásra kell visszakapcsolni. A két küszöbérték ti és t’i hőmérséklet lehet egymással közel egyenlő vagy egymástól eltérő.
A táblázatban megadott értékek egy olyan rendszerre vonatkozik, ahol a fokozott elszívásra a felső küszöbérték ti hőmérséklete 100 ’C-ra volt beállítva, míg az alsó küszöbérték ti hőmérséklete, amelynél vissza kell a rendszernek kapcsolnia normál elszívásra 70-80 ’C.
Olyan műszerek, amelyek a fenti eljárást megvalósítják ma már rendkívül olcsón beszerezhetők.
A tapasztalatok azt is mutatták, hogy egyetlen 6 vagy 7 fedél kinyitása is sok esetben igen gyors hőmérsékletváltozást idéz elő és hőmérsékletváltozás sebessége több ’C/sec.
Egy további lehetséges változat szerint nem a
-4HU 201977 Β
Ί hőmérsékletváltozást figyeljük, hanem a hőraérsékletgradienst, azaz a dT/dt-t, és annak alapján végezzük el az átkapcsolást.
Azt követően, hogy a normál elszívásról fokozott elszívásra kapcsolt át a rendszer, a találmány szerint egy sor olyan műveletet is meg lehet valósítani, amely a modern nagyteljesítményű elektrolizáló kemencékkel kapcsolatos. Amellett, hogy a kapcsolóval a rendszert a fokozott elszívásra kapcsoltuk és az a tény, hogy a t hőmérséklet bármelyik csővezeték i-k csővezetékében meghaladta a ti(i) és a t’i(i) hőmérsékletet, még bekapcsolható egy figyelmezhetető lámpa és/vagy egy hangjelzést adó berendezés is az adott kemencénél, továbbá kijelezhető a rendszerben az is, hogy melyik fedél van zárva, melyik nyitva. Abban az esetben például, ha 150 kemence van sorosan kapcsolva, és a megfelelő elszívó berendezés úgy van kialakítva, hogy 30 kemence tartozik egy elszívó berendezéshez, majd ezek vannak a fő elszívó csőhöz csatlakoztatva, azt tapasztalták, hogy ha egy 30 kemencés csoporton belül több mint négy fedél egyszerre van nyitva a fokozott elszívásra való átkapcsolás nem eredményez teljesen kielégítő hatást. Adott esetben pl. célszerű ezt az eljárást egy vészjelzőre kapcsolni és kijelezni, hogy várni kell egy további ötödik ajtó vagy fedél kinyitásával. Természetesen az adott rendszer határozza meg, hogy egyszerre hány ajtó vagy fedél lehet nyitva, így a vészjelzőt annak megfelelően az előre beállított n-ik ajtó kinyitásához kell időzíteni.
Egy további lehetséges kiegészítő szerkezet lehet, amikor azt is jelezzük, hogy melyik az a fedél vagy ajtó, amelyet bezártunk ugyan, de nem zár tökéletesen vagy éppen nyitva lett felejtve.
Összefoglalva megállapíthatjuk, hogy egy megfelelően kialakított központi vezérlő állomással lehetőség van arra, hogy jelezzük, hogy melyik fedél van nyitva, mennyi ideig van nyitva, stb. Az a jel, amely a hőelemes mérés során a rendelkezésünkre áll, minden tekintetben jól felhasználható, az előbbieken kívül arra is, hogy számítógépes adatfeldolgozóhoz vagy akár számítógépes vezérlő rendszerhez is csatlakoztassuk.
A találmány szerinti eljárás és berendezés által elért előnyök a következők:
- Igen nagy az energiamegtakarítás, mivel valóban csak akkor kapcsolunk át fokozott elszívásra, amikor azt a technológia igényli. Egy általánosan ismert kemence, amelynek a szívóhatása 3 m3/s kemence egy tonna alumínium előállításánál 300 kWh energiát fogyaszt. Ha figyelembe vesszük, hogy 12500-13500 103 kg között van egy adott helyen az Al-előállítás, akkor ez az energia nem kevés. A találmány szerinti eljárást és berendezést alkalmazva az elszívási sebességgel le lehetett menni 2 m3/sec kemence értékre és csak a fokozott elszívásnál alkalmaztunk 3 m3/sec kemence értéket. Ekkor a megtakarítás energiában mért értéke 6090 kWh 103 kg Al.
- Sokkal kedvezőbb volt az elszívás során elvezetett szennyezőanyag-mennyiség
- Lényegesen lecsökkent a visszamaradó fluor
- Lecsökkent a környezetre és személyzetre kifejtett szennyező hatás éppen a hatásosabb elszí8 vással történő szennyezőanyag összegyűjtés miatt
- Kisebbek és kevésbé robosztusabbak az alkalmazott berendezések és mivel a gáz sebességét és gáz hőmérsékletét ismerjük, a gázból kilépő termikus teljesítmény is meghatározható
- Könnyen kézbentartható a kemencék termikus egyensúlya
- Lehetőség van arra, hogy a fedeleket és ajtókat elektromechanikus vagy mechanikus kapcsolók nélkül működtessük, ami az egész berendezés megbízhatóságát növeli.
A találmány szerinti eljárást és berendezést tűzelelektrolizis alumíniumgyártásnál próbáltuk ki, alkalmazható azonban tetszőleges olyan rendszereknél, ahol gázjellegű anyagokat kell elszívással eltávolítani és ahol a hőmérsékletváltozás jellemzőként figyelhető.
Claims (10)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Eljárás Hall-Heroult eljárással történő alumínium előállításnál a keletkező gázok elszívásának szabályozására, ahol az alumíniumot nyitható fedelekkel vagy ajtókkal ellátott elektrolizáló kemencében állítják elő, ahol elektrolizáló kádak fölött elszívó berendezéshez csatlakoztatott elszívó csővezeték van, azzal jellemezve, hogy legalább az egyik csővezetékben folyamatosan mérjük a gáz hőmérsékletét (t) és a mért hőmérsékletet előre megadott alapjel hőmérséklettel felső küszöbérték hőmérséklettel (ti) és alsó küszöbérték hőmérséklettel (t’i) folyamatosan összehasonlítjuk, ahol a felső küszöbérték hőmérsékletet (ti) és az alsó küszöbérték hőmérsékletet (t’i) az alapjel hőmérsékletnél alacsonyabbra választjuk, és ha a hőmérséklet a felső küszöbérték hőmérséklet (ti) alá csökken, az elszívó berendezést fokozott elszívásra állítjuk, és ha a hőmérséklet az alsó küszöbérték hőmérsékletet (t’i) elérte, az elszívó berendezést normál elszívásra állítjuk vissza.
- 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a normál elszívásnál a gáz áramlási sebességét kisebbre állítjuk, mint a fokozott elszívásnál.
- 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fokozott elszívásnál az áramlási sebességet 1,2-4, előnyösen 1,5-3-szorosára állítjuk, mint a normál elszívás sebessége.
- 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőmérsékletet célszerűen hőelemmel mérjük, és ha a mért hőmérséklet a küszöbérték hőmérsékletet eléri, fény és hangjelző elemet működtetünk.
- 5. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogya mért hőmérsékletet egy számítógépes folyamatszabályozóhoz csatlakoztatjuk, és segítségével a működést szimuláljuk, számoljuk és létrehozzuk a vészjelzéshez tartozó adatokat.
- 6. Automatikus szabályozó berendezés az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, azzal jellemezve, hogy tartlmaz a gáz hőmérsékletét mérő hőmérsékletérzékelőket, amelyek egy, a mért hőmérsékletet előre beállított alsó és felső küszöbérték hőmérséklettel (ti; t’i) összeha5-5HU 201977 Β sonlító és az elszívást megfelelően normál vagy fokozott üzemmódba kapcsoló szabályozót és a szabályozó kimenetére csatlakoztatott, az elszívó csövekben (10) levő áramlást állító beavatkozó elemet vagy elemeket.
- 7. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hőmérsékletérzékelő(k) hőelem(ek) (11-15), amelyek a kemence elszívó csövé(i)ben (10) van(nak) elhelyezve.
- 8. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szabályozó beavatkozó eleme egy célszerűen sík reteszelő elem (17), amely az elszívó csőv(ek)ben (10), azok tengelyére merőleges tengely mentén mozgathatóan van(nak) kiképezve.
- 9. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jelle5 mezve, hogy a reteszelő elem (17) az elszívó cső (10) tengelyére merőleges sík mentén mozgathatóan van kiképezve.
- 10. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szabályozó beavatkozó eleme(i)10 rugalmas anyagból kiképezett csőszakasz(ok).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8407521A FR2563845B1 (fr) | 1984-05-03 | 1984-05-03 | Procede et dispositif de suraspiration automatique sur les cuves d'electrolyse pour la production d'aluminium |
PCT/FR1985/000104 WO1985005132A1 (fr) | 1984-05-03 | 1985-05-02 | Procede et dispositif de suraspiration automatique sur les cuves d'electrolyse pour la production d'aluminium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HUT41457A HUT41457A (en) | 1987-04-28 |
HU201977B true HU201977B (en) | 1991-01-28 |
Family
ID=9304003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU852096A HU201977B (en) | 1984-05-03 | 1985-05-02 | Process and automatic controlling equipment in aluminium production by hall-heroult process for controlling removal of forming gases |
Country Status (31)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4668352A (hu) |
EP (1) | EP0179115B1 (hu) |
JP (1) | JPS61500557A (hu) |
KR (1) | KR850008363A (hu) |
CN (1) | CN1006308B (hu) |
AT (1) | ATE32752T1 (hu) |
AU (1) | AU570890B2 (hu) |
BR (1) | BR8506714A (hu) |
CA (1) | CA1249791A (hu) |
CS (1) | CS274604B2 (hu) |
DE (1) | DE3561749D1 (hu) |
ES (1) | ES8603591A1 (hu) |
FR (1) | FR2563845B1 (hu) |
GB (1) | GB2158226B (hu) |
GR (1) | GR851043B (hu) |
HR (1) | HRP931209B1 (hu) |
HU (1) | HU201977B (hu) |
IN (1) | IN164715B (hu) |
IS (1) | IS1319B6 (hu) |
MY (1) | MY101055A (hu) |
NO (1) | NO171374C (hu) |
NZ (1) | NZ211907A (hu) |
PH (1) | PH22403A (hu) |
PL (1) | PL253145A1 (hu) |
SI (1) | SI8510706A8 (hu) |
SU (1) | SU1473718A3 (hu) |
TR (1) | TR22411A (hu) |
UA (1) | UA5564A1 (hu) |
WO (1) | WO1985005132A1 (hu) |
YU (1) | YU44114B (hu) |
ZA (1) | ZA853287B (hu) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4690042A (en) * | 1986-05-27 | 1987-09-01 | Matthew H. Bertelsen | Computer environment filter apparatus having wing with internal baffles |
US4898089A (en) * | 1988-04-28 | 1990-02-06 | Roos George B | Laminar flow work table with controllable ventilation of a work surface |
AT392927B (de) * | 1989-03-20 | 1991-07-10 | Scheuch Alois Gmbh | Absaugsystem fuer den bereich der holzverarbeitung |
DE19605891C2 (de) * | 1996-02-19 | 1999-02-25 | Roland Geipel | Melde- und Schalteinrichtung für Motorenabgas- und Schweißgasförderanlagen |
FR2754832B1 (fr) * | 1996-10-23 | 1998-11-27 | Pechiney Aluminium | Procede de changement d'anodes usees de cuves d'electrolyse de l'aluminium et dispositif de captage des effluents gazeux permettant de le mettre en oeuvre |
NO310730B1 (no) * | 1999-11-17 | 2001-08-20 | Norsk Hydro As | Fremgangsmåte og anordning for drift av elektrolysecelle |
US7112269B2 (en) * | 2003-08-21 | 2006-09-26 | Alcoa, Inc. | Measuring duct offgas temperatures to improve electrolytic cell energy efficiency |
CN100460568C (zh) * | 2005-09-20 | 2009-02-11 | 东北大学设计研究院(有限公司) | 一种铝电解预焙槽的排风方法及装置 |
CN1326908C (zh) * | 2005-10-25 | 2007-07-18 | 辽宁银珠化纺集团有限公司 | 全消光聚酰胺66树脂及纤维的制造方法 |
RU2308551C1 (ru) * | 2005-12-22 | 2007-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Устройство для сбора и удаления газов алюминиевого электролизера |
ES2360871T3 (es) * | 2006-04-11 | 2011-06-09 | Aluminium Pechiney | Sistema y proceso para la captación de efluentes de una cuba electrolítica. |
RU2316620C1 (ru) * | 2006-04-18 | 2008-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Устройство для сбора и удаления газов из алюминиевого электролизера |
US8449738B2 (en) | 2006-12-21 | 2013-05-28 | Danieli Corus Technical Services Bv | Apparatus and method for the removal of gasses |
EP1936011A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-25 | Danieli Corus Technical Services BV | Apparatus and method for the removal of gasses |
FI122595B (fi) * | 2009-02-03 | 2012-04-13 | Outotec Oyj | Menetelmä metallin elektrolyyttiseksi talteenottamiseksi ja elektrolyysijärjestelmä |
CN101823067A (zh) * | 2010-03-25 | 2010-09-08 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 伸缩环保烟罩 |
FR2963625B1 (fr) * | 2010-08-06 | 2013-02-22 | Solios Environnement | Installation pour la collecte des gaz d'une pluralite de cuves d'electrolyse et dispositif d'ajustement pour une telle installation |
FR2963793B1 (fr) | 2010-08-10 | 2012-09-07 | Solios Environnement | Procede et dispositif de confinement des gaz de cuve dans une cuve d'electrolyse de l'aluminium |
EP2431499B1 (en) * | 2010-09-17 | 2014-04-23 | Alstom Technology Ltd | Raw gas collection system |
KR102077864B1 (ko) | 2012-08-01 | 2020-02-14 | 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤 | 내용물 부착 방지 덮개재 |
FR3016893B1 (fr) * | 2014-01-27 | 2016-01-15 | Rio Tinto Alcan Int Ltd | Cuve d'electrolyse comprenant une paroi de cloisonnement |
FR3025221B1 (fr) * | 2014-08-29 | 2018-04-27 | Fives Solios | Dispositif d'aspiration d'effluents gazeux provenant d'une cuve de production industrielle d'aluminium par electrolyse ignee |
RU2624559C1 (ru) * | 2016-07-19 | 2017-07-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Устройство для сбора и эвакуации газов из алюминиевого электролизера |
RU173997U1 (ru) * | 2016-11-07 | 2017-09-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Устройство охлаждения отходящих технологических газов металлургических производств, транспортируемых по газоходной сети |
NO20181482A1 (en) * | 2018-11-20 | 2020-05-21 | Norsk Hydro As | Method and system for controlling suction of off-gases from electrolysis cells |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1017505A (en) * | 1961-08-18 | 1966-01-19 | Siderurgie Fse Inst Rech | Process and apparatus for the non-combustible recovery of waste gases emanating from the refinery of pig iron by oxygen |
AT259822B (de) * | 1965-04-22 | 1968-02-12 | Schwarz Walter | Lüftungsanlage |
FR2122703A5 (hu) * | 1971-01-20 | 1972-09-01 | Luftkonditionering Ab | |
NO135874C (hu) * | 1974-09-04 | 1977-06-15 | Lista & Mosjoen Alu | |
US4051224A (en) * | 1975-04-17 | 1977-09-27 | Aluminum Pechiney | Process and apparatus for collecting the fumes given off during the production of aluminium in an electrolysis cell with a continuous anode |
DE2832786A1 (de) * | 1977-07-29 | 1979-02-15 | Prl Soc | Dunstabzugshaube |
GB2076145B (en) * | 1980-03-24 | 1983-12-21 | A C Plastic Ind | Enclosures with a gas extraction system |
-
1984
- 1984-05-03 FR FR8407521A patent/FR2563845B1/fr not_active Expired
-
1985
- 1985-04-26 SI SI8510706A patent/SI8510706A8/sl unknown
- 1985-04-26 IS IS3003A patent/IS1319B6/is unknown
- 1985-04-26 NZ NZ211907A patent/NZ211907A/en unknown
- 1985-04-26 YU YU706/85A patent/YU44114B/xx unknown
- 1985-04-27 IN IN320/MAS/85A patent/IN164715B/en unknown
- 1985-04-29 GR GR851043A patent/GR851043B/el unknown
- 1985-04-29 PL PL25314585A patent/PL253145A1/xx unknown
- 1985-04-29 CS CS311785A patent/CS274604B2/cs unknown
- 1985-04-29 PH PH32205A patent/PH22403A/en unknown
- 1985-04-30 ES ES542733A patent/ES8603591A1/es not_active Expired
- 1985-05-01 GB GB08511012A patent/GB2158226B/en not_active Expired
- 1985-05-01 TR TR21970/85D patent/TR22411A/xx unknown
- 1985-05-02 CA CA000480621A patent/CA1249791A/fr not_active Expired
- 1985-05-02 UA UA3997403A patent/UA5564A1/uk unknown
- 1985-05-02 AT AT85902062T patent/ATE32752T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-05-02 EP EP85902062A patent/EP0179115B1/fr not_active Expired
- 1985-05-02 HU HU852096A patent/HU201977B/hu not_active IP Right Cessation
- 1985-05-02 AU AU43554/85A patent/AU570890B2/en not_active Expired
- 1985-05-02 BR BR8506714A patent/BR8506714A/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-05-02 ZA ZA853287A patent/ZA853287B/xx unknown
- 1985-05-02 DE DE8585902062T patent/DE3561749D1/de not_active Expired
- 1985-05-02 JP JP60502077A patent/JPS61500557A/ja active Pending
- 1985-05-02 WO PCT/FR1985/000104 patent/WO1985005132A1/fr active IP Right Grant
- 1985-05-03 KR KR1019850003011A patent/KR850008363A/ko not_active Application Discontinuation
- 1985-05-03 CN CN85103452A patent/CN1006308B/zh not_active Expired
- 1985-12-30 NO NO85855338A patent/NO171374C/no not_active IP Right Cessation
- 1985-12-31 US US06/840,554 patent/US4668352A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-01-02 SU SU863997403A patent/SU1473718A3/ru active
-
1987
- 1987-02-16 MY MYPI87000148A patent/MY101055A/en unknown
-
1993
- 1993-09-20 HR HRP-706/85A patent/HRP931209B1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
HU201977B (en) | Process and automatic controlling equipment in aluminium production by hall-heroult process for controlling removal of forming gases | |
RU2436872C2 (ru) | Система и способ улавливания выбросов из электролизера | |
US20180142368A1 (en) | Method and System for Precluding Air Pollution in Industrial Facilities | |
AU746349B2 (en) | Fused bath electrolysis cell for producing aluminium by hall-heroult process comprising cooling means | |
US4639927A (en) | Continuous melt electric furnace with continuous discharge | |
JPS6017035B2 (ja) | 金属の電解精練法およびその装置 | |
RU2251593C2 (ru) | Способ и устройство для функционирования электролизера | |
US6837982B2 (en) | Maintaining molten salt electrolyte concentration in aluminum-producing electrolytic cell | |
JP2002081992A (ja) | プラズマ式灰溶融炉及びその運転方法 | |
CN115573005A (zh) | 一种下阴极稀土电解槽 | |
AU2002352568A1 (en) | Maintaining molten salt electrolyte concentration in aluminium-producing electrolytic cell | |
GB2386408A (en) | Water heater with scale removal | |
CN219683926U (zh) | 具有温度监测功能的井盖生产用冷却装置 | |
US2837478A (en) | Apparatus for the production of metal | |
CN115657773A (zh) | 钢渣烟气处理系统及其控制方法 | |
EA042642B1 (ru) | Способ и система управления отсосом отходящих газов из электролизеров | |
CN115818774A (zh) | 一种自动排污的隔油提升设备及隔油提升方法 | |
RU2135644C1 (ru) | Электролизер для получения алюминия | |
US3292914A (en) | Preventing blockage in apparatus for monohalide refining of aluminum | |
Wright | The dynamic simulation and control of aluminium smelting cells | |
PL61132B1 (hu) | ||
CN117643780A (zh) | 一种沥青烟气干法自动净化系统 | |
McMinn | Light Metals 1980 | |
GB2232752A (en) | Metalmelting furnace | |
Patisson et al. | Modelling of zinc sulfide ore sinter-roasting and iron ore sintering processes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |