RU186730U1 - Устройство для удаления газов алюминиевого электролизера - Google Patents
Устройство для удаления газов алюминиевого электролизера Download PDFInfo
- Publication number
- RU186730U1 RU186730U1 RU2018108028U RU2018108028U RU186730U1 RU 186730 U1 RU186730 U1 RU 186730U1 RU 2018108028 U RU2018108028 U RU 2018108028U RU 2018108028 U RU2018108028 U RU 2018108028U RU 186730 U1 RU186730 U1 RU 186730U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shelter
- gas
- aluminum
- collector
- gases
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 69
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
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)
Abstract
Полезная модель относится к цветной металлургии и может быть использована при получении алюминия электролизом, а именно при сборе и удалении отходящих газов алюминиевого электролизера с обожженными анодами. Устройство для сбора и удаления газов в алюминиевом электролизере содержит балку-коллектор с фланцем и вертикальными стенками, укрытие, выполненное в виде съемных боковых и торцевых створок, газосборные колпаки, размещенные под укрытием, газоходные каналы, соединенные с газосборными колпаками. Боковые, торцевые створки укрытия и фланец балки-коллектора выполнены пустотелыми, а между их внутренними и внешними стенками размещен слой воздуха, образующий теплоизолирующий контур укрытия, при чем высота укрытия относительно уровня электролита составляет не более, чем две высоты нового анода. Использование предлагаемого устройства позволит снизить тепловые потери до 120 кВт, а удельный расход электроэнергии на производство алюминия снизится на 250 кВтч/т Аl. 3 ил.
Description
Полезная модель относится к цветной металлургии и может быть использована при получении алюминия электролизом, а именно при удалении отходящих газов алюминиевого электролизера с обожженными анодами.
Уровень техники
Известно устройство для удаления газов алюминиевого электролизера (Патент RU 2569866, С25С 3/22, опубл. 27.11.2015 г.), в котором для снижения потерь тепла в окружающую среду элементы газосборного оборудования выполнены пустотелыми, с теплоизолирующим слоем. Целесообразность оборудования устройства для удаления газов теплоизолирующим слоем обусловлена тем, что порядка 1,5-2,5% энергии потребляемой электролизером рассеивается через поверхность укрытия в окружающую среду в виде тепла.
Недостатками известного устройства для удаления газов является то, что теплоизолирующий слой изолирует только часть укрытия, при этом значительная часть тепла выделяется через другие элементы, расположенные под укрытием.
Известно устройство для удаления газов алюминиевого электролизера, заключенного в катодный кожух, содержащее прямые и угловые секции, подвешенные по всему периметру нижней части анодного кожуха, при этом нижняя кромка секции установлена от анодного кожуха на расстоянии, равном 0,4÷0,6 расстояния между анодным кожухом и стенкой катодного кожуха (Патент RU 2324012, С25С 3/22, опубл. 10.05.2008 г.).
Недостатками известного устройства являются значительная площадь наружной поверхности и высокие потери тепла через нее в окружающую среду, на компенсацию которых затрачивается значительная часть электроэнергии, потребляемой электролизером, в удельном исчислении до 600-700 кВт⋅ч/т Al.
Известна секция колокола устройства для удаления газов алюминиевого электролизера, изготовленная из смеси порошкообразных оксида алюминия и металлического алюминия с жидким стеклом согласно способу (Авт. свид. SU 1578234, опубл. 15.07.1990 г.). Изготовленная из порошкообразных материалов секция обладает низкой теплопроводностью и меньшими, в сравнении с чугунной, потерями тепла в окружающую среду.
Недостатками известной секции являются риск пропитки порошкообразных материалов испаряющимися с поверхности расплава фтористыми солями, увеличение их объема и, как следствие, разрушение секции, а также ее хрупкость и риск поломки при воздействии инструментом (лом, скребок), применяемом при выполнении технологических операций.
Известно устройство для удаления газов алюминиевого электролизера (Патент RU 2308551, С25С 3/22, опубл. 20.10.2007 г.), представляющее балку-коллектор с вертикальными двойными стенками, верхним и нижним поясами жесткости и каналами для сбора и удаления газов с всасывающими окнами.
Недостатком устройства является, что стенки каналов для транспортировки газов контактируют с внешней средой. Через эти стенки часть тепла выделяется в окружающую среду.
Известные устройства удаления газов алюминиевых электролизеров для создания необходимой величины разряжения под укрытием затягивают большой объем воздуха. Объем отводимого электролизного газа приблизительно в 100-150 раз больше объема анодного газа, образуемого в электролизере. Затягиваемый объем воздуха эффективного охлаждает электролизер. Одним из возможных направлений снижения потерь тепла от электролизера с уходящими газами является уменьшение избытка воздуха в удаляемых газах.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для удаления газа, отходящего в процессе электролиза предложенное в заявке WO 2010/033037, С25С 3/22, опубл. 25.03.2010. Технические решения, в предлагаемом устройстве, направлены на уменьшение суммарного объема газа, отводимого из электролизера путем использования колпаков для удаления газов расположенных над отверстием в корке. Объем удаляемых газов регулируется путем разделения газа внутри колпака на два независимо регулируемых потока.
Недостатками известного устройства является то, что в устройстве отсутствуют элементы препятствующие образованию и распространению вихревых потоков воздуха, затягиваемого под укрытие, что увеличивают интенсивность отвода тепла от электролизера. Кроме того в предлагаемом устройстве, потери тепла через поверхность укрытия в окружающую среду будут значительными. На компенсацию этих потерь затрачивается большая часть электроэнергии, потребляемой электролизером.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническая задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является снижение потерь тепла конструктивными элементами электролизера в окружающую среду и затрат электроэнергии на их компенсацию.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для удаления газов алюминиевого электролизера с обожженными анодами, содержащем балку-коллектор с фланцем и вертикальными стенками, укрытие, закрепленное на балке коллекторе, газоходные каналы, новым является то, что оно содержит газосборные колпаки, размещенные под укрытием на высоте, равной не менее 0,5 высоты нового анода над уровнем электролита и соединенные с газоходными каналами, которые расположены с зазором между вертикальными стенками балки-коллектора и выполнены со слоем утеплительного материала на внешней поверхности, при этом укрытие имеет высоту не более двух высот нового анода и выполнено из съемных боковых и торцевых створок, причем внутренняя поверхность боковых съемных створок укрытия выполнена с горизонтальными выступами, обеспечивающими направление потоков газов в газосборные колпаки, а створки укрытия и фланец балки коллектора выполнены пустотелыми с образованием между их внутренними и внешними стенками теплоизолирующего контура, заполненного воздухом.
При увеличении высоты укрытия более двух высот нового анода, объем воздуха затягиваемого под укрытие станет сопоставим с объемами воздуха в существующих электролизерах, в результате тепловые потери с отходящими электролизными газами с электролизера станут сопоставимыми с потерями на существующих электролизерах т.е. эффект существенного сокращения тепловых потерь не будет достигнут.При уменьшении высоты укрытия менее двух высот нового анода для данного электролизера сделает невозможным выполнение операции замены анодов.
Газосборные колпаки установлены на высоте, равной не менее 0,5 высоты нового анода над уровнем электролита, что обеспечивает величину разрежения, достаточную для полного удаления горячих электролизных газов в зоне их выхода без значительного теплообмена с элементами укрытия электролизера.
Газоходные каналы размещены между вертикальными стенками балки-коллектора и установлены с зазором между ними, что дополнительно усиливает эффект сокращения тепловых потерь.
Тепловые потери с отходящими газами с электролизера составляют около 40% от общих потерь. Уменьшение высоты укрытия на 50% позволит уменьшить объем отводящих газов также на 50%. Тепловые потери в этом случае уменьшатся с 100 до 95 квт.
Уменьшение высоты укрытия позволит уменьшить площадь теплоотдачи боковых и торцевых стенок на 50%. Уменьшение площади теплоотдачи боковых и торцевых стенок, которые выполнены пустотелыми и воздух внутри которых является теплоизолятором, снизит тепловые потери с 20 до 15 кВт.
Расположение газоходных каналов в закрытом объеме между стенками балки-коллектора и утепление стенок газоходов теплоизоляционным материалом снизит тепловые потери от стенок балки-коллектора с 20 до 15 кВт.
Уменьшение объема воздуха за счет уменьшения высоты укрытия, которая не превышает две высоты нового анода в совокупности с теплоизоляцией укрытия электролизера за счет того, что боковые и торцевые створки укрытия и фланец балки-коллектора выполнены пустотелыми и образуют теплоизолирующий слой, заполненный воздухом, достигается наибольший эффект снижения теплопотерь, составляющий более 15 кВт.
Таким образом, эффект при использовании заявляемой полезной модели заключается в следующем. Потери тепла через конструктивные элементы устройства для удаления газов составляют 140 кВт, и на их компенсацию расходуется 500 кВтч электроэнергии. Теплоизоляция конструктивных элементов устройства, снижение высоты укрытия и уменьшение объема воздуха в отходящих газах позволит снизить тепловые потери до 120 кВт, а удельный расход электроэнергии на производство алюминия снизится на 250 кВтч/т Al.
Краткое описание чертежей
Заявляемое устройство поясняется чертежами: на фиг. 1 показан общий вид электролизера с газосборным устройством; на фиг. 2 представлен вертикальный разрез балки-коллектора; на фиг. 3 представлен вертикальный разрез укрытия электролизера.
Устройство для удаления газов содержит следующие конструктивные элементы: 1 - балка-коллектор; 2 - стенки балки коллектора; 3 - газаходные каналы; 4 - газосборные колпаки; 5 - боковые створки укрытия; 6 - выступ; 7 - фланец укрытия; 8 - торцевые створки укрытия.
Устройство для удаления газов алюминиевого электролизера с обожженными анодами представляет собой створчатую газосборную систему, включающею балку-коллектор 1, с вертикальными стенками 2, между которыми расположены газоходные каналы 3, удаляющие газ из-под укрытия через газосборные колпаки 4. Боковые створки укрытия 5, выполненные с выступом 6, а также фланец балки-коллектора 7 и торцевые створки укрытия 8 образуют теплоизолирующий слой.
Устройство работает следующим образом.
Корпусная газоочистка (не показано) через газоходные каналы 3 и газосборные колпаки 4 создает разрежение под укрытием для удаления электролизных газов. Электролизный газ, который поступает под укрытие через отверстия в местах разрушения корки электролита, и воздух, затягиваемый под укрытие через не плотности между боковыми створками 5, смешиваются, и затем затягиваются в зону забора газов. Далее газ удаляется через газоходные каналы 3 в корпусную систему удаления газов (не показано).
Размещение газосборных колпаков 4 под укрытием над коркой, а не над ним, позволяет уменьшить объем удаляемых газов. В результате уменьшения объема воздуха под укрытием, потери тепла вместе с удаляемым с газом уменьшатся. Боковые створки укрытия 5, торцевые створки укрытия 8 и фланец балки-коллектора 7 имеют двойные стенки, заполненное воздухом, образуют теплоизолирующий пояс, уменьшающий потери тепла через поверхности укрытия. Выступы 6, расположенные на внутренней поверхности боковых створок 5 горизонтально поверхности электролита, кроме направления потока воздуха в зону забора газов, разбивают вихревые потоки воздуха, возникающие под укрытием, тем самым снижается интенсивность потерь тепла от поверхностей укрытия. Газоходные каналы 3 расположены между стенками балки-коллектора и не имеют с ними контакта, что уменьшает потери тепла с поверхности газоходов.
Предложенное устройство для удаления газов в алюминиевом электролизере с обожженными анодами снижает потери тепла путем уменьшения высоты укрытия электролизера, кроме того устройство оборудовано теплоизолирующим слоем вокруг укрытия, для чего торцевые и боковые створки укрытия и фланец балки-коллектора имеют коробчатое сечение, выполнены пустотелыми и заполненными воздухом, образуя тем самым тепловой пояс. Кроме того, газоходные каналы расположены между стенками балки-коллектора, утеплены и не имеют контакта с окружающей средой. В результате потери тепла через конструктивные элементы устройства для удаления газов уменьшатся с 140 до 120 кВт, а расходы на компенсацию тепловых потерь уменьшатся с 500 кВтч электроэнергии до 250 кВтч/т Al.
Claims (1)
- Устройство для удаления газов алюминиевого электролизера с обожженными анодами, содержащее балку-коллектор с фланцем и вертикальными стенками, укрытие, закрепленное на балке-коллекторе, газоходные каналы, отличающееся тем, что оно содержит газосборные колпаки, размещенные под укрытием на высоте, равной не менее 0,5 высоты нового анода над уровнем электролита, и соединенные с газоходными каналами, которые расположены с зазором между вертикальными стенками балки-коллектора и выполнены со слоем утеплительного материала на внешней поверхности, при этом укрытие имеет высоту не более двух высот нового анода и выполнено из съемных боковых и торцевых створок, причем внутренняя поверхность боковых съемных створок укрытия выполнена с горизонтальными выступами, обеспечивающими направление потоков газов в газосборные колпаки, а створки укрытия и фланец балки коллектора выполнены пустотелыми с образованием между их внутренними и внешними стенками теплоизолирующего контура, заполненного воздухом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108028U RU186730U1 (ru) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Устройство для удаления газов алюминиевого электролизера |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108028U RU186730U1 (ru) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Устройство для удаления газов алюминиевого электролизера |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU186730U1 true RU186730U1 (ru) | 2019-01-31 |
Family
ID=65269961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018108028U RU186730U1 (ru) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Устройство для удаления газов алюминиевого электролизера |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU186730U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110042432A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-07-23 | 中南大学 | 铝电解槽密闭集气装置 |
| RU208227U1 (ru) * | 2021-05-28 | 2021-12-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Газосборный колокол алюминиевого электролизера |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU229810A1 (ru) * | 1967-11-05 | 1968-10-23 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Устройство дл улавливани газов, выдел ющихс из алюминиевых электролизеров с обожженными анодами |
| SU1388463A1 (ru) * | 1986-04-25 | 1988-04-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности | Укрытие электролизера дл получени алюмини |
| SU1786196A1 (en) * | 1991-02-11 | 1993-01-07 | Bratskij Alyuminievyj Z | Device for catching gaseous products given off aluminum electrolizer |
| CN202072779U (zh) * | 2011-05-09 | 2011-12-14 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 铝电解槽的火眼集气装置 |
| EA019844B1 (ru) * | 2008-09-19 | 2014-06-30 | Норск Хюдро Аса | Устройство для сбора горячего газа, образующегося в процессе электролиза, и способ сбора газа с помощью указанного устройства |
| CN106149007A (zh) * | 2015-04-22 | 2016-11-23 | 沈阳铝镁科技有限公司 | 铝电解槽用多段独立式集气下烟道结构 |
| 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 |
-
2018
- 2018-03-05 RU RU2018108028U patent/RU186730U1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU229810A1 (ru) * | 1967-11-05 | 1968-10-23 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Устройство дл улавливани газов, выдел ющихс из алюминиевых электролизеров с обожженными анодами |
| SU1388463A1 (ru) * | 1986-04-25 | 1988-04-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности | Укрытие электролизера дл получени алюмини |
| SU1786196A1 (en) * | 1991-02-11 | 1993-01-07 | Bratskij Alyuminievyj Z | Device for catching gaseous products given off aluminum electrolizer |
| EA019844B1 (ru) * | 2008-09-19 | 2014-06-30 | Норск Хюдро Аса | Устройство для сбора горячего газа, образующегося в процессе электролиза, и способ сбора газа с помощью указанного устройства |
| CN202072779U (zh) * | 2011-05-09 | 2011-12-14 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 铝电解槽的火眼集气装置 |
| CN106149007A (zh) * | 2015-04-22 | 2016-11-23 | 沈阳铝镁科技有限公司 | 铝电解槽用多段独立式集气下烟道结构 |
| 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 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110042432A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-07-23 | 中南大学 | 铝电解槽密闭集气装置 |
| RU208227U1 (ru) * | 2021-05-28 | 2021-12-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Газосборный колокол алюминиевого электролизера |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018120255A1 (zh) | 内置导体的连续铝框阳极铝电解槽 | |
| RU186730U1 (ru) | Устройство для удаления газов алюминиевого электролизера | |
| CN106315549B (zh) | 一种用于处置电解铝废阴极的立式高温连续电煅炉 | |
| RU2041975C1 (ru) | Электролизер для получения алюминия и способ получения алюминия с использованием электролизера | |
| CN109913903A (zh) | 一种可连续运行的多室节能铝电解槽 | |
| JPH032958B2 (ru) | ||
| RU2251593C2 (ru) | Способ и устройство для функционирования электролизера | |
| JP2004502879A (ja) | 電解セル | |
| JPH01215995A (ja) | 金属精製用電解槽 | |
| WO2023206892A1 (zh) | 一种收集铝电解槽高温阳极气体的方法 | |
| US2731407A (en) | Method of collecting gases from aluminum furnaces | |
| RU2457285C1 (ru) | Электролизер для производства алюминия | |
| CN215856377U (zh) | 一种电解槽阴极整体成型排烟装置 | |
| CN215713428U (zh) | 一种辅助下料结构以及铝电解槽高温烟气收集装置 | |
| CN107012482B (zh) | 一种可控铝电解槽阳极覆盖密封系统及其应用的铝电解槽 | |
| GB1596449A (en) | Method for extracting heat from chamber containing molten salt | |
| CN109046625A (zh) | 一种用于球磨机的循环冷却系统 | |
| CN212077166U (zh) | 低恒温密闭镁电解装置 | |
| CN207619493U (zh) | 一种制铜过程中的贫化电炉 | |
| CN203807568U (zh) | 电解槽 | |
| RU2624559C1 (ru) | Устройство для сбора и эвакуации газов из алюминиевого электролизера | |
| RU2532792C1 (ru) | Защита алюминиевого электролизера с верхним токоподводом | |
| CN208920850U (zh) | 一种熔铅炉 | |
| CN221279960U (zh) | 一种炼镁还原炉 | |
| CN219792805U (zh) | 一种浮法玻璃的锡槽装置 |