PL48222B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urza¬ dzenie do usuwania oparów z hali elektroHizy alu¬ minium, z odzyskiem zwiazków fluoru unoszo¬ nych pnzez te opary.Tego rodzaju hala zawiera co najmniej jeden zestaw kadzi elektrolitycznych, których kazdej ka¬ dlub stanowi katode, przy czym anotda moze byc wypalona wstepnie badz typu samowypalajacego, zwanego „Soederiberg". Wypalanie sie tych anod wywoluje wydzielanie sie gazów zawierajacych lekkie weglowodory, tlenki wegla i zwiazki siar¬ ki. To wydzielanie jest wieksze w przypadku sto¬ sowania amod saimowypalajacych sie niz wypalo¬ nych wstepnie. Te gazy zawieraja zwiazki fluoru, wytworzone z kryolitu.Powietrze w obrebie takiej hali zawiera ponadto rózne substancje jak tlenek glinowy, smole, sadze, zwiazki fluoru i siarki, co wymaga intensywnej wentylacji, powodujacej stale odswiezanie powie¬ trza. Ponadto, opary wydobywajace sie z takiej hali i wypuszczane na zewnatrz sa szkodliwe dla zdro¬ wia ludzi, zwierzat i roslin.Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urza¬ dzenie .do usuwania oparów z hali elektrolizy, za¬ pewniajace usuwanie niepozadanego pylu i gazów i zlozone z dwóch nastepujacych oibwodów: z ob¬ wodu zwanego przyziemnym, do zbierania gazów z nad kadzi, który jest obwodem o malej ilosci i duzym .stezeniu-fluoru, i który zawiera elektro¬ statyczny oddzielacz pylu, zasilany gazemfr wydzie- 2 lainyni przez palniki, zapewniajace spalanie sie ga¬ zu powstalego z elektrolizy, lub samowypalania sie anod i zatrzymujacy smole i pyly lotne, oraz za¬ wiera co najmniej jedna pluczke zaopatrzona w 5 rozpylacze, wydzielajaice co najmniej jeden znany roztwór wodny, który zestala fluor i zwiazki siarki oraz z obwodu zwanego przystropowym do zbierania powietrza z hali, który jest obwo¬ dem o duzej ilosci i o malym stezeniu fluoru, i 10 który zawiera urzadzenie wentylacyjne, które wchlania powietrze otaczajace i przetacza je co najmniej do jednej pluczki, w której rozpyla¬ cze rozpylaja znany roztwór wodny, który zatrzy¬ muje lotne czastki stale i rozpuszcza fluor i zwiaz- 15 ki siarki.W szczególnym wykonaniu wynalazku, roztwór wydzielany przez rozpylacze i zasilajacy pluczki obwodu iprzyzieimnego, stanowi roztwór wodny gli¬ nianu sodowego, który zestala fluor pod postacia 20 kryolitu, a zwiazki siarki pod postacia siarczanu sodowego, zas roztwór wydzielany przez rozpyla¬ cze zasilajace pluczki obwodu przystropowego, sta¬ nowi roztwór wodny weglanu sodowego:, który roz¬ puszcza fluor pod postacia fluorku sodowego i siar- 25 ki pod postacia siarczanu sodowego.W celu lepszego zrozumienia, przedmiotu wyna¬ lazku, przyklad jego wykonania nieograniczajacy zakresu "wynalazku, jest uwidoczniony na rysunku, na którym fiig. 1 przedstawia ogólny schemat itrza- 30 dzenia usuwajacego opary wedlug wynalazku, fig. 23 48222 4 — rozpylacz w widolkni i fig. 3 — rozpylacz w prze¬ kroju plaszczyzna A — A ina fig. 2.Kadz elektrolityczna w halli, z której usuwa sie opary zawiera wlasciwa kadz 10 i anode 11 typu saimowypalaijacego sie „Soederberg". Jest ona wy¬ posazona w dwa palniki 12 i 16, zapewniajace spa¬ lanie sie gazów tlenku wegla i siarki oraz smoly, pochodzacych z saniowypalania anody H. Czesc wewnetrzna kazdego palnika jest polaczona w miejscach 13 i 17 z wnetrzem kadzi, w celu odipro- wadizania gazów i smoly zas ich czesc pionowa za¬ wiera otwory 14 i 18 'doprowadzajace powie¬ trze potrzebne do spalania. Górna czesc kazde¬ go palnika jest polaczona z przewodami irurowyimi 15 i 19, które doprowadzaja spalone gazy ((spaliny) do przewodów 20.Pierwszy obwód 100 stanowi obwód przyziem¬ ny, który zbiera gazy z kadzi. Jest to obwójd o malym wydatku i o duzym stezeniu fluoru, gdzie przed wlasciwym plukaniem korzystne jest elektrostatyczne oddzielanie czastek smoly i sa¬ dzy, oo pózniej zapewnia stracanie czystego kryol!itu. Gazy przechodza przez zbior¬ niki 20 do oddzielacza elektromagnetyczne¬ go 101, który zatrzymuje czastki smoly, sadzy i czastki zawierajace tlenek glinowy i zwiaz¬ ki fluoru (sublimaty). Gazy opuszczaja oddzielacz 101 przewodem 102 i wchodza do pluczki 103 skladajacej sie z komory 104, wykonanej przykla¬ dowo z betonu lecz mogacej byc wykonana z in¬ nego materialu odpornego na dzialanie gazu i re¬ akcji lub pokrytego ochronna powloka. Ta ko¬ mora jest podzielona na kilka przegród, przykladowo trzy przegrody 105, 106 i 107. W pewnej liczbie tych przegórd, przykladowo w przegrodzie 105 i 107 rozpyla sie za pomoca rozpylaczy 1ÓS w przegrodzie 105y i rozpylaczy 109 w przegrodzie 106, roztwór stanowiacy w podanym przykladzie glinian sodowy. Tenroztwór jest wpro¬ wadzany w ruch obiegowy za pomoca co najmniej jednej pbtmpy IW i co najmniej jednego zbiolrnika lll. iCiecze pluczace, w których fluor jest zestala¬ ny pod postacia kryolitu kwasnego a siarka pod po¬ stacia siarczanu sodowego, sa przeprowadzane w dalszym ciagu przewodem 112 do klarownika 113.Ostatnia przegroda 107 nie posiada rozpylaczy, i za^ wiera wylot do dmuchawy 115 i komina 116. Sam stezony roztwór kryolitu jest odklarowywany w zbibrnifiu 113, ntóry moze byc zaopatrzony w (mie¬ szadlo li7 w celu unikniecia zbyt duzego osiadania wsadu. Ciecze pluczace wykorzystane przy klaro¬ waniu sa odprowadzane przez przewód 118 i po dodaniu swiezych reagentów sa gromadzone w zbiorniku 119 do ponownego uzycia. Wyklarowany kryolit jest usuwany rura 120, filtrowany na jed¬ nym lut) wielii filtrach 121, suszony w miejscu 122 i skladowany w koncu w zaisotoniku 123.Drugi obwód 200 sltanowi obwód przystropowy, zbieraljacy powietrze z hali i przeznaczony do/Utrzy¬ mywania w halach wlasciwego skladu atmosfery.Ten obiwód odznacza sie duza iloscia i odpowiednio malym stezeniem fluoru co czyni nieekoinomicznym uzycie fiilxu eiektrostatyczneigo. Wynika z tego, ze jezeli uzyje sie jaiko reagenta glinianu sadowego, wówczas odzyska sie tylko kryolit bardzo zanie¬ czyszczony czasteczkami smdlowcowymi i saiSz£.Zapobiega isie temu przez óo1zyskiwanie iiuoru pod postacia rozpuszczona stosujac reagent w postaci weglanu sodowego, co pozwala uzyskac rozpuszczo- 5 ny fluoran sodoiwy, 'który mozna pózniej latwo oddzielic od zanieczyszczen przez zwykle klarowa¬ nie. Ciecz klarujaca otrzymana w ten sposób jest mieszana w zbiorniku 119 z glinianem sodolwym, w celu zestalenia fluoranu sodowego w postaci osadu kryolitu.W drugim obwodzie 200 powietrze jest zasysane z hali za pomoca wirnika 202 dlmuchawy 201 i gro¬ madzone w pluczce 203, w której rozpyla sie za po¬ moca rozpylaczy 204 roztwór weglanu sodowego.Ten roztwór jest wprowadzany w obieg za pomoca co najmniej jednej pompy 205 i zbiornika:! 206.Czastki stale: tlenek glinowy, sublimujace zwiazki fluoru, czastki smoly i sadzy, stanowia zawiesine zas fluor i siarka sa rozpuszczone pod postacia flu¬ oranu i siarczanu sodowego. Ciecze pluczkowe wzbogacone w czastki stale i w produkty rozpusz¬ czone sa wprowadzane W sposób ciagly do klarow¬ nika 207. Woda czysta wyplywajaca z klarownika jest odprowadzana przewodem 208 do zbiornika 119r gdzie jest zmieszana z glinianem sodowym w celu zestalenia fluoranu sodowego na osad kryolitu w obwodzie 200. Czysty weglan jest doprowadzany przewodem 211. Opary opuszczajac pluczke 203 sa odprowadzane do komina wyciagowego 209, we¬ wnatrz którego sa umieszczone oddzielacze krope¬ lek.Faza stala wychodzaca z klarownika 207 prze¬ chodzi stopniowo co najmniej przez jeden filtr i co najmniej jedna suszarke, którymi moga byc apara¬ ty 121 i 122 oibwcdu przyziemnego, sluzace naprze- mian jednemu i drugiemu obwodowi. Otrzymany w ten sposób kryolit jest nastepnie prazony przed uzyciem w celu usuniecia zawartej w nim sadzy i smoly.Rozpylacze 108 — 109 obwodu 100 i rozpylacze 204 obwodu 200 stanowia problem, w którym roz¬ twór ulega z koniecznosci licznym formom prze¬ obrazenia, gdyz istniejace aparaty pozwalaja tylko na odzysk rzedu 65% czasteczek stalych, zawartych w oparach. Ponadto i przede wszystkim, w przy¬ padku rozpylaczy 204 obwodu 200, scieranie ich przez czasteczki stale zezwala tylko na ich uzycie w ciagu dwóch miesiecy.Zastepujac rozpylacze zwykle rozpylaczami mi- mosrodowymi mozna uzyskac 95%-we oczyszczenie.Ten rozpylacz jest przedstawiony na fig. 2 i 3. Za¬ wiera on zamkniety, pierscieniowy kadlub 1 z osia 2. W miejscu, w którym os 2 przecina kadlub 1 jest przewiercony otwór wylotowy 3, a w poblizu irine- go punktu przeciecia sie osi z kadlubeim znajduje sie zlacze 4 do doprowadzania cieczy pod cisnie¬ niem, stycznie do scianki wewnetrznej kadluba 1.W przedstawionym przykladzie wykonania; ka¬ dlub 1 jest wykonany w postaci cylindra 5 zam¬ knietego za pomoca (bocznych scian, z których jedna 6 ma otwór 3, a druga 7, lezaca w poblizu zlacza rurowego 4 jest w tym przykladzie polaczona róz* lacznie z kadlubem 1 w celu ulatwienia jegb prze¬ gladu i oczyszczania. Kadlub moze tez posiadac inna postac. Moze byc wiec póilteulisty; stozkowy lub 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 248222 5 miec postac zlozona z cylindra i stozka lub wy¬ cinka kuli Hub tez miec przekrój prosty, którego promien zmniejsza sie regularnie od sciany 7 do 3. sciany 6.Trwalosc rozpylacza zostala zapewniona przez do- 5 bor materialu do jego wyrobu. Zadowalajace wy¬ niki daly poliamidy. W danym przypadku przysto¬ sowano do (tego produkt znany w handlu (pod na¬ zwa „rilsan" jednak inne „nylony" daja równiez dobrewyniki. 10 4.Dmuchawa 202, obsada elementów pluczki 203 oraz przewody rurowe rozprowadzajace roztwór sa wykonane z polichlorku winylu.Cale urzadzenie do usuwania oparów zawierajace 00 najmniej jedna z cech znamiennych opisanych 15 uprzednio, stanowi przedmiot niniejszego wyna¬ lazku. 5. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe 20 1. Urzadzenie do usuwania oparów z hali elektro¬ lizy aluminium, zapewniajace usuwanie niepo¬ zadanego pylu i gazów, znamienne tym, ze jest zlozone z dwóch obwodów, obwodu zwanego przyziemnym, do zbierania gazów z nad kadzi, 25 który jesit obwodem o malej ilosci i duzym iste- 6. zeniu fluoru, i który zawiera elektrostatyczny oddzielacz pylu, zasilany gazem wydzielanym przez padniki zapewniajace spalanie sie gazu powstajacego z elektrolizy lub z samowypalania 30 sie anod, i zatrzymujacy smole i pyly lotne, oraz zawiera co najmniej jedna pluczke, zaopa¬ trzona w rozpylacze, wydzielajace co najmniej jeden znany roztwór wodny, który zestala fluor i zwiazki siarki oraz z obwodu zwanego przy- 35 stropowym do zbierania powietrza z 'hali, który jest obwodem o duzej ilosci i o malym stezeniu 7. fluoru, i który zawiera urzadzenie wentylacyjne, wchlaniajace powietrze z otoczenia i przetla¬ czajace je co najmniej do jednej pluczki, w kltó- 40 rej rozpylacze rozpylaja znany roztwór wodny, zatrzymujacy lotne czastki istale i rozpuszcza¬ jacy fluor i zwiazki siarki. 2. Urzadzenie do usuwania oparów wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze pluczka obwodu przyziem- 45 nego, sklada sie z komory podzielonej na wiele przegród, z których co najmniej jedina zawiera 6 oddzielacz kropelek, zas inne przegrody isa wy¬ posazone w rogpryfiflriwacze. Urzadzenie do usuwania oparów wedlug zaistrz. 1 lub 2, znamienne tym, ze roztwór rozdzielony przez rozpryskiwaeze, stosowane w pluczkach obwodu przyziemnego, jest roztworem wodnym glinianu sodowego, który zestala fluor pod po¬ stacia kryolitu a zwiazki siarki pod postacia siarczanu sodowego. Urzadzenie do usuwania gazów wedlug zastrz. 1, 2 lub 3, znamienne tym, ze roztwór rozdzie¬ lany przez rozpryskiwacze stosowane w plucz¬ kach obwodu przystropowago, jest roztworem weglanu sodowego, który rozpuszcza fluor pod postacia fluoranu sodowego a zwiazki siarki pod postacia siarczanu sadowego. Urzadzenie do usuwania oparów wedlug zastrz. 1 lu)b 2, znamienne tym, ze roztwór rozdzielany \ w obwodzie przyziemnym jest wprowadzany w obieg za pomoca co najmniej jednego zbiornika i pompy, nastepnie przeplywa do klarownika, który rozdziela go na faze plynna, odprowadzana ponownie do obwodu i na faze stala kryolitu odzyskanego po przejsciu przez co najmniej je¬ den filtr i jedna suszarke. Urzadzenie do usuwania oparów wedlug zastrz. , 1, 2 lub 3, znamienne tym, ze roztwór rozdzie¬ lany przez rozpryskiwacze obwodu przystropo- wego jest wprowadzany do obwodu za pomoca co najmniej jednego zbiornika i co najmniej jednej pompy, nastepnie przeplywa do klarow¬ nika, który rozdziela go* na faze ciekla, miesza¬ jaca sie z roztworem wodnym obwodu przy¬ ziemnego, i na faze stala, która przechodzi do co najmniej do jednego zestawu filtra i suszar¬ ki, zanim zostanie odzyskane po wyprazeniu. Oddzielacz pylu, który moze byc uzyty w urza¬ dzeniu do oczyszczama wedlug zastrz. 1—4, zna¬ mienny tym, ze zawiera kadlub z otworelm wy¬ lotowym, przewierconym w miejscu, w którym os jego przecina kadlub, a w poblizu drugiego jegb punktu przeciecia z osia znajduje sie zlacze rurowe do doprowadzania cieczy pod cisnieniem, w zasadzie stycznie do scianki wewnetrznej kadluba, przy czym ten oddzie¬ lacz pylu jest wykonany z tworzywa sztucz¬ nego w postaci poliamidu.48 222 _Pig

1. — ^9 z- WM/MMMMm WWWM//S7770 —^9 5- !. RSW „Prasa", Kielce. Naklad. 250 PL