RU2002135593A

RU2002135593A - Электролизер для получения алюминия и способ поддержания корки на боковой стенке и регенерирования электричества

Info

Publication number: RU2002135593A
Application number: RU2002135593/02A
Authority: RU
Inventors: Ян Артур ЭУНЕ; Кай Йохансен; Пер Олав НОС
Original assignee: Элкем Аса
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2004-06-27

Claims

1. Электролизер для получения алюминия, содержащий анод и электролитический резервуар, где электролитический резервуар содержит наружный корпус, выполненный из стали, где углеродные блоки в днище резервуара образуют катод электролизера, и где высокотемпературный, термостойкий и теплоизоляционный материал расположен внутри на внутренней части боковых стенок стального корпуса, отличающийся тем, что по меньшей мере часть боковой стенки электролитического резервуара состоит из одной или большего количества охлаждающих испарительных панелей.

2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что все боковые стенки электролизера оборудованы охлаждающими испарительными панелями.

3. Электролизер по п.1 или 2, отличающийся тем, что охлаждающие испарительные панели предназначены для содержания охлаждающей среды, имеющей температуру кипения при атмосферном давлении между 850 и 950°С.

4. Электролизер по п.3, отличающийся тем, что охлаждающие испарительные панели предназначены для содержания расплавленного натрия, расплавленного натрий-литиевого сплава или расплавленного цинка в качестве охлаждающей среды.

5. Электролизер по п.1 или 2, отличающийся тем, что каждая охлаждающая испарительная панель имеет средство в своей верхней части для циркуляции второй охлаждающей среды для конвективного охлаждения с конденсацией охлаждающей среды в охлаждающей испарительной панели.

6. Электролизер по п.5, отличающийся тем, что средством для циркуляции второй охлаждающей среды является первый замкнутый контур, причем указанный первый замкнутый контур проходит через верхнюю часть каждой охлаждающей испарительной панели в электролизере.

7. Электролизер по п.6, отличающийся тем, что части первого замкнутого контура для второй охлаждающей среды, которые не находятся внутри верхней части охлаждающих испарительных панелей, расположены в термостойком и теплоизоляционном материале, расположенном между охлаждающими испарительными панелями и стальным корпусом.

8. Электролизер по п.7, отличающийся тем, что первый замкнутый контур для циркуляции второй охлаждающей среды соединен с теплообменником для передачи тепла от второй охлаждающей среды к третьей охлаждающей среде, содержащейся во втором замкнутом контуре.

9. Электролизер по п.8, отличающийся тем, что теплообменник расположен в термостойком и теплоизоляционном материале между охлаждающими испарительными панелями и стальным корпусом.

10. Электролизер по п.5, отличающийся тем, что предусмотрены средства для регулирования температуры второй охлаждающей среды перед тем, как она поступит в верхнюю часть каждой охлаждающей испарительной панели.

11. Электролизер по п.10, отличающийся тем, что средствами для регулирования температуры второй охлаждающей среды являются электронагревательные элементы.

12. Электролизер по п.10, отличающийся тем, что средствами для регулирования температуры второй охлаждающей среды являются регулируемые клапана.

13. Электролизер по п.10, отличающийся тем, что средствами для регулирования температуры второй охлаждающей среды являются обводные трубопроводы с регулируемыми клапанами.

14. Электролизер по п.8, отличающийся тем, что второй замкнутый контур для циркуляции третьей охлаждающей среды соединен с турбиной и генератором для преобразования тепловой энергии в электрическую энергию.

15. Линия электролиза, имеющая множество электролизеров для получения алюминия, отличающаяся тем, что а) каждый электролизер содержит анод и электролитический резервуар, где электролитический резервуар имеет наружный корпус, выполненный из стали, углеродные блоки в днище резервуара, образующие катод электролизера, термостойкий и теплоизоляционный материал, расположенный на всех боковых стенках ванны, и одну или большее количество охлаждающих испарительных панелей, расположенных на по меньшей мере части термостойкого и теплоизоляционного материала, который образует боковую стенку, так что охлаждающая испарительная панель обращена внутрь резервуара, причем в указанной охлаждающей испарительной панели содержится первая охлаждающая среда, в первом замкнутом контуре циркулирует вторая охлаждающая среда, часть первого замкнутого контура проходит через верхнюю часть охлаждающей испарительной панели для охлаждения первой охлаждающей среды, и части первого замкнутого контура, которые не находятся внутри верхней части охлаждающей испарительной панели, расположены в термостойком и теплоизоляционном материале, и теплообменник соединен с первым замкнутым контуром и расположен в термостойком и теплоизоляционном материале, и b) второй замкнутый контур соединен с теплообменником каждого электролизера в линии электролиза, причем третья охлаждающая среда циркулирует во втором замкнутом контуре, теплообменник передает тепло от второй охлаждающей среды к третьей охлаждающей среде.

16. Линия электролиза по п.15, отличающаяся тем, что второй замкнутый контур для циркуляции третьей охлаждающей среды соединен с турбиной и генератором для преобразования тепловой энергии в электрическую энергию.

17. Способ поддержания корки на боковой стенке электролизера, используемого для получения алюминия, отличающийся тем, что (а) одну или большее количество охлаждающих испарительных панелей размещают внутри электролизера, так что одна сторона панелей находится в контакте с расплавленной ванной внутри электролизера, а другая сторона находится в контакте с высокотемпературным, термостойким и теплоизоляционным материалом, причем этот изоляционный материал находится в контакте со стальным корпусом электролизера, а панели содержат в себе первую охлаждающую среду, и (b) температуру первой охлаждающей среды в охлаждающих испарительных панелях поддерживают так, чтобы температура одной стороны панелей была немного ниже температуры расплавленной ванны, с образованием в результате корки на одной стороне панелей.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что температура на одной стороне панели примерно на 2-50°С ниже температуры расплавленной ванны.

19. Способ по п.17, отличающийся тем, что температуру первой охлаждающей среды поддерживают с помощью второй охлаждающей среды, которая циркулирует через первый замкнутый контур так, что происходит теплообмен между первой охлаждающей средой и второй охлаждающей средой и тем, что с помощью теплообменника происходит теплообмен между второй охлаждающей средой и третьей охлаждающей средой с охлаждением в результате второй охлаждающей среды.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что количество второй охлаждающей среды или температура второй охлаждающей среды, которая обменивается теплом с первой охлаждающей средой, являются эффективными для регулирования температуры первой охлаждающей среды.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что тепло регенерируется из третьей охлаждающей среды в виде электрической энергии.

22. Способ регенерирования электричества от электролизера, используемого для получения алюминия и поддержания корки на боковой стенке электролизера, отличающийся тем, что (а) одну или большее количество охлаждающих испарительных панелей размещают на внутренней стороне электролизера так, что одна сторона панелей находится в контакте с расплавленной ванной внутри электролизера, а другая сторона находится в контакте с высокотемпературным, термостойким и теплоизоляционным материалом, причем этот изоляционный материал находится в контакте со стальным корпусом электролизера, а панели содержат в себе первую охлаждающую среду, и (b) температуру первой охлаждающей среды в охлаждающих испарительных панелях поддерживают так, чтобы поддерживать температуру одной стороны панелей немного ниже температуры расплавленной ванны с образованием в результате корки на одной стороне панелей посредством второй охлаждающей среды, которая циркулирует в первом замкнутом контуре так, что происходит теплообмен между первой охлаждающей средой и второй охлаждающей средой, и (с) производят теплообмен между второй охлаждающей средой и третьей охлаждающей средой посредством теплообменника с охлаждением в результате второй охлаждающей среды и отводят тепло от третьей охлаждающей среды с помощью газовой турбины и электрического генератора с тем, чтобы генерировать электричество.