RU2010127267A

RU2010127267A - Устройство и способ углетермического получения алюминия

Info

Publication number: RU2010127267A
Application number: RU2010127267/02A
Authority: RU
Inventors: Джозеф А. ЛЕПИШ (US); Джозеф А. ЛЕПИШ; Джералд Е. КАРКИН (US); Джералд Е. КАРКИН
Original assignee: Алкоа Инк. (Us); Алкоа Инк.; Элкем Ас (No); Элкем Ас
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2012-01-10
Also published as: EP2471961A1; RU2013106316A; EP2471961B1; CN101883872A; US20100162850A1; US7854783B2; ES2459317T3; US7704443B2; EP2225404A1; RU2614223C2; CN101883872B; RU2486268C2; EP2225404B1; US20090139371A1; WO2009073381A1

Abstract

1. Система, включающая в себя: ! углетермический реактор, включающий в себя: ! камеру, предназначенную для содержания расплавленной ванны, причем эта камера по меньшей мере частично образована наружной оболочкой и днищем реактора углетермического получения алюминия; ! комплект входящих сбоку электродов, проходящих сквозь наружную оболочку и сообщающихся с камерой; ! единственный входящий сверху электрод, сообщающийся с камерой, при этом входящий сверху электрод способен двигаться в направлениях вверх-вниз; и ! крышку, по существу закрывающую камеру, при этом крышка включает в себя первый проем для приема единственного входящего сверху электрода, и при этом крышка включает в себя по меньшей мере один дополнительный проем для приема подаваемой в камеру шихты; и ! источник электропитания, находящийся в электрическом соединении с комплектом входящих сбоку электродов, при этом источник электропитания приспособлен подавать различную фазу напряжения на каждый электрод комплекта входящих сбоку электродов или накладывать фазовый сдвиг на каждом электроде комплекта входящих сбоку электродов. ! 2. Система по п.1, в которой во время работы реактора, когда входящий сверху электрод находится в первом положении, ток проходит через расплавленную ванну в конфигурации треугольник. ! 3. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой во время работы реактора, когда входящий сверху электрод находится во втором положении, ток проходит через расплавленную ванну в конфигурации звезда. ! 4. Система по п.1, дополнительно включающая в себя: ! внутреннюю стенку, взаимосвязанную с крышкой и простирающуюся по направлению к днищу р�

Claims

1. Система, включающая в себя:

углетермический реактор, включающий в себя:

камеру, предназначенную для содержания расплавленной ванны, причем эта камера по меньшей мере частично образована наружной оболочкой и днищем реактора углетермического получения алюминия;

комплект входящих сбоку электродов, проходящих сквозь наружную оболочку и сообщающихся с камерой;

единственный входящий сверху электрод, сообщающийся с камерой, при этом входящий сверху электрод способен двигаться в направлениях вверх-вниз; и

крышку, по существу закрывающую камеру, при этом крышка включает в себя первый проем для приема единственного входящего сверху электрода, и при этом крышка включает в себя по меньшей мере один дополнительный проем для приема подаваемой в камеру шихты; и

источник электропитания, находящийся в электрическом соединении с комплектом входящих сбоку электродов, при этом источник электропитания приспособлен подавать различную фазу напряжения на каждый электрод комплекта входящих сбоку электродов или накладывать фазовый сдвиг на каждом электроде комплекта входящих сбоку электродов.

2. Система по п.1, в которой во время работы реактора, когда входящий сверху электрод находится в первом положении, ток проходит через расплавленную ванну в конфигурации треугольник.

3. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой во время работы реактора, когда входящий сверху электрод находится во втором положении, ток проходит через расплавленную ванну в конфигурации звезда.

4. Система по п.1, дополнительно включающая в себя:

внутреннюю стенку, взаимосвязанную с крышкой и простирающуюся по направлению к днищу реактора, при этом внутренняя стенка по меньшей мере частично охватывает часть входящего сверху электрода.

5. Система по п.4, в которой внутренняя стенка взаимосвязана с системой подачи охлаждения.

6. Система по любому из пп.4-5, в которой внутренняя стенка включает в себя по меньшей мере одно отверстие, причем это по меньшей мере одно отверстие находится в проточном сообщении с упомянутым по меньшей мере одним дополнительным проемом в крышке, тем самым способствуя прохождению отходящего газа из камеры в упомянутый по меньшей мере один дополнительный проем во время работы реактора.

7. Система по п.6, дополнительно включающая в себя:

питатель, проточно взаимосвязанный с упомянутым по меньшей мере одним дополнительным проемом, при этом питатель выполнен с возможностью подавать шихту в реактор через упомянутый по меньшей мере один дополнительный проем, тем самым способствуя взаимодействию между покидающим реактор отходящим газом и поступающими в реактор шихтовыми материалами.

8. Система по п.7, в которой питатель включает в себя подвижный элемент, расположенный вблизи упомянутого по меньшей мере одного дополнительного проема, причем этот подвижный элемент выполнен с возможностью проталкивания шихты в упомянутый по меньшей мере один дополнительный проем.

9. Система по любому из пп.7 и 8, в которой питатель включает в себя нагреватель для предварительного нагревания шихтовых материалов перед подачей в реактор.

10. Система по п.7, в которой питатель включает в себя бункер.

11. Система по п.1, в которой комплект электродов представляет собой первый комплект электродов, при этом система дополнительно включает в себя второй комплект электродов, и при этом электрическая система выполнена с возможностью подавать различную фазу напряжения на каждый электрод второго комплекта входящих сбоку электродов или накладывать фазовый сдвиг на каждом электроде второго комплекта входящих сбоку электродов.

12. Система по п.11, в которой первый комплект электродов совмещен с первой горизонтальной плоскостью, а второй комплект электродов совмещен со второй горизонтальной плоскостью, при этом первая горизонтальная плоскость отличается от второй горизонтальной плоскости.

13. Система по п.1, в которой электроды из комплекта электродов расположены эквидистантно один от другого вокруг периметра наружной оболочки, и при этом источник электропитания выполнен с возможностью подавать регулируемую величину каждой фазы напряжения на каждый электрод.

14. Способ, включающий в себя:

создание расплавленной ванны и отходящего газа в реакторе углетермического получения алюминия, причем расплавленная ванна включает в себя по меньшей мере один из металлического алюминия, карбида алюминия и шлака, и при этом отходящий газ включает в себя алюминийсодержащие вещества;

подачу шихты в реактор углетермического получения через канал подачи шихты, причем этот канал подачи шихты образован проемом в крышке реактора углетермического получения алюминия, входящим сверху электродом, сообщающимся с расплавленной ванной, и внутренней стенкой, по меньшей мере частично охватывающей входящий сверху электрод;

протекание отходящего газа в канал подачи шихты;

удаление по меньшей мере некоторых алюминийсодержащих веществ из отходящего газа за счет взаимодействия отходящего газа и шихты.

15. Способ по п.14, в котором стадия создания включает в себя:

пропускание многофазного тока между множеством входящих сбоку электродов, сообщающихся с расплавленной ванной.

16. Способ по любому из пп.14 и 15, в котором стадия создания включает в себя:

протекание переменного тока от по меньшей мере одного из входящих сбоку электродов к входящему сверху электроду.

17. Способ по п.14, дополнительно включающий в себя:

размещение входящего сверху электрода в первом вертикальном положении, тем самым обеспечивая протекание первой величины переменного тока к входящему сверху электроду; и

перемещение, сопутствующее стадии создания, входящего сверху электрода во второе вертикальное положение, тем самым обеспечивая протекание второй величины переменного тока к входящему сверху электроду.

18. Способ по п.14, в котором стадия подачи включает в себя:

предварительное нагревание шихты в зоне предварительного нагрева, расположенной вне канала подачи шихты.

19. Способ по п.18, в котором стадия предварительного нагревания включает в себя нагревание шихты до температуры по меньшей мере примерно 100°С перед поступлением в канал подачи шихты.

20. Способ по п.14, дополнительно включающий в себя:

нагревание шихты до температуры по меньшей мере примерно 600°С в то время, когда шихта расположена внутри канала подачи шихты.

21. Способ по п.20, в котором шихта включает в себя оксид алюминия и углеродистый материал, и при этом стадия нагревания включает в себя:

реагирование оксида алюминия с углеродистым материалом с получением карбида алюминия в то время, когда шихта расположена внутри канала подачи шихты.

22. Способ по любому из пп.14 и 15 и 17-21, в котором стадия создания включает в себя:

образование первой порции отходящего газа снаружи периметра внутренней стенки; и

при этом стадия протекания включает в себя:

протекание по меньшей мере некоторой части первой порции отходящего газа в канал подачи шихты через отверстие, расположенное во внутренней стенке.

23. Способ по п.22, в котором стадия удаления включает в себя по меньшей мере одно из реагирования по меньшей мере некоторых алюминийсодержащих веществ с углеродистым материалом шихты и конденсирования по меньшей мере некоторых алюминийсодержащих веществ на поверхности шихты.

24. Способ по п.14, дополнительно включающий в себя:

охлаждение внутренней стенки посредством подачи извне теплоносителя.

25. Способ по п.24, в котором стадия охлаждения включает в себя:

протекание теплоносителя через по меньшей мере один канал, расположенный внутри внутренней стенки.