RU2294406C1 - Anode gases effectively after-burning apparatus to aluminum cell - Google Patents
Anode gases effectively after-burning apparatus to aluminum cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294406C1 RU2294406C1 RU2005119430/02A RU2005119430A RU2294406C1 RU 2294406 C1 RU2294406 C1 RU 2294406C1 RU 2005119430/02 A RU2005119430/02 A RU 2005119430/02A RU 2005119430 A RU2005119430 A RU 2005119430A RU 2294406 C1 RU2294406 C1 RU 2294406C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burner
- anode
- torch
- gas
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Air Supply (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электролитическому получению алюминия в электролизерах с самообжигающимся анодом, в частности к устройствам для дожигания анодных газов.The invention relates to the electrolytic production of aluminum in electrolytic cells with a self-baking anode, in particular to devices for afterburning anode gases.
При электролитическом получении алюминия в электролизерах с самообжигающимся анодом образуются анодные газы, содержащие токсичные смолистые вещества и окись углерода. Обезвреживание составляющих анодных газов осуществляется в горелочных устройствах.In the electrolytic production of aluminum in electrolyzers with a self-burning anode, anode gases are formed containing toxic tarry substances and carbon monoxide. The neutralization of the components of the anode gases is carried out in burner devices.
Известно устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера, включающее установленную на приливе газосборного колокола горелку со щелями, прямоточный теплообменник для подогрева воздуха и уменьшения теплопотерь корпуса горелки, и систему газоходов [патент RU №2104337, МПК С 25 С 3/22, БИ №4, 1998]. Наличие теплообменника позволяет подогревать воздух теплом нижней части корпуса горелки и уменьшать теплопотери излучением через отверстия для подсоса воздуха. Однако прямоточным теплообменником не теплоизолируется верхняя часть горелки. Кроме того, смешение анодных газов и нагретого воздуха недостаточно интенсивное, а пылевые и сажевые выбросы из отверстий для подсоса воздуха забивают зазор между теплообменником и корпусом горелки, препятствуя движению воздуха, тем самым создавая необходимость частых чисток горелки.A device is known for afterburning the anode gases of an aluminum electrolyzer, including a burner with slots installed on a gas collecting bell tide, a direct-flow heat exchanger for heating air and reducing heat losses of the burner body, and a gas duct system [patent RU No. 2104337, IPC C 25 C 3/22, BI No. 4 , 1998]. The presence of a heat exchanger makes it possible to heat air with heat from the lower part of the burner body and reduce heat loss by radiation through openings for air intake. However, the direct-flow heat exchanger does not insulate the top of the burner. In addition, the mixture of anode gases and heated air is not intense enough, and dust and soot emissions from the air inlet openings clog the gap between the heat exchanger and the burner body, obstructing the movement of air, thereby creating the need for frequent burner cleanings.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является устройство, включающее установленную на приливе газосборного колокола горелку с противоточным теплообменником и систему газоходов [авторское свидетельство СССР №783368, МПК С 25 С 3/22, 1980]. Горелка выполнена в виде патрубка, вертикально установленного внутри трубы большого диаметра, исполняющей роль противоточного теплообменника. На торце трубы свободно установлена шайба с отверстиями для подсоса воздуха. В средней части трубы выполнен лючок для прочистки горелки.Closest to the proposed invention in terms of the set of essential features and the achieved result is a device comprising a burner with countercurrent heat exchanger mounted on a gas collecting bell tide and a gas duct system [USSR author's certificate No. 783368, IPC С 25 С 3/22, 1980]. The burner is made in the form of a pipe, vertically mounted inside a large diameter pipe, acting as a counterflow heat exchanger. A washer with openings for air intake is freely mounted on the end of the pipe. A hatch for cleaning the burner is made in the middle part of the pipe.
Недостатком устройства является удаленность нижнего среза корпуса горелки от посадочного кольца приливной секции газосборного колокола. В результате анодные газы охлаждаются до начала смешения с подогретым воздухом. Для подогрева воздуха не используется 30% высоты теплообменника. Смешение воздуха с анодным газом недостаточно эффективное, т.к. оно происходит только на нижней кромке горелки. Лючок для чистки горелки от отложений пылевого потока негерметичен, т.к. выполнен на боковой цилиндрической поверхности теплообменника, вследствие чего возможны подсосы холодного воздуха. Наконец, подвешивание камеры горения на фланце газохода при длительной эксплуатации приводит к ее отклонению от вертикальной оси и, как следствие, к ухудшению теплообменных процессов и эффективности термического обезвреживания.The disadvantage of this device is the remoteness of the lower cut of the burner body from the landing ring of the tidal section of the gas collection bell. As a result, the anode gases are cooled before mixing with heated air. 30% of the height of the heat exchanger is not used for air heating. The mixing of air with the anode gas is not effective enough, because it occurs only on the lower edge of the burner. The hatch for cleaning the burner from dust deposits is leaky, as made on the lateral cylindrical surface of the heat exchanger, as a result of which suction of cold air is possible. Finally, the suspension of the combustion chamber on the flange of the duct during long-term operation leads to its deviation from the vertical axis and, as a result, to a deterioration of heat transfer processes and the effectiveness of thermal neutralization.
Задачей изобретения является разработка устройства для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера, позволяющего повысить эффективность термического обезвреживания анодного газа за счет повышения качества смешения анодного газа и подогретого воздуха. Другой задачей является повышение стабильности работы горелки при минимуме технического обслуживания.The objective of the invention is to develop a device for afterburning the anode gases of an aluminum electrolyzer, which improves the efficiency of thermal neutralization of the anode gas by improving the quality of mixing of the anode gas and heated air. Another objective is to increase the stability of the burner with a minimum of maintenance.
Достижение вышеуказанной задачи обеспечивается тем, что в заявляемом устройстве для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера, включающем газосборный колокол, горелку с противоточным теплообменником и систему газоходов, согласно предлагаемому изобретению установлена чаша на приливе газосборного колокола с образованием форкамеры между чашей и нижней частью корпуса горелки. Горелка выполнена из верхней цилиндрической и нижней конической частей и закреплена с зазором на внутренней поверхности чаши. Нижняя кромка горелки выполнена зубчатой. Противоточный теплообменник закреплен на наружной поверхности чаши.The achievement of the above task is ensured by the fact that in the inventive device for afterburning the anode gases of an aluminum electrolyzer, including a gas collection bell, a burner with a counter-flow heat exchanger and a gas duct system, according to the invention, a bowl is mounted on the tide of the gas collection bell with the formation of a prechamber between the bowl and the lower part of the burner body. The burner is made of upper cylindrical and lower conical parts and is fixed with a gap on the inner surface of the bowl. The lower edge of the burner is gear. The counterflow heat exchanger is fixed on the outer surface of the bowl.
Изобретение дополняет частный отличительный признак, направленный также на решение поставленных задач.The invention complements a particular distinguishing feature, also aimed at solving the tasks.
Нижняя кромка горелки выполнена в виде треугольников.The lower edge of the burner is made in the form of triangles.
По отношению к прототипу у предлагаемого устройства имеются следующие отличительные признаки. Горелка и теплообменник опираются внизу на чашу, установленную на приливе газосборного колокола. При этом между нижней частью корпуса горелки и чашей образуется форкамера, интенсифицирующая процесс смешения анодного газа и подогретого воздуха и горение смеси внутри горелки. Поток подогретого воздуха между зубцами нижней кромки горелки максимально приближен к потоку горячего анодного газа, выходящего из посадочного отверстия угловой секции.In relation to the prototype of the proposed device has the following distinctive features. The burner and heat exchanger rest on the bottom of the bowl mounted on the tide of the gas collection bell. In this case, a prechamber is formed between the lower part of the burner body and the bowl, which intensifies the process of mixing the anode gas and heated air and the combustion of the mixture inside the burner. The heated air flow between the teeth of the lower edge of the burner is as close as possible to the flow of hot anode gas exiting from the bore hole of the corner section.
Между отличительными признаками и задачей изобретения имеется следующая связь. Воздух при противоточном движении в кольцевом зазоре теплообменника поступает в форкамеру, где дополнительно нагревается, частично перемешивается с анодным газом и воспламеняется, при этом интенсифицируется процесс горения в объеме горелки. Вследствие осуществления подвода подогретого воздуха между зубцами нижней кромки горелки зона горения максимально приближена к ее основанию, что повышает стабильность работы устройства, эффективность выгорания СО и смолистых веществ.Between the distinguishing features and the object of the invention there is the following connection. Air in countercurrent movement in the annular gap of the heat exchanger enters the prechamber, where it is additionally heated, partially mixed with the anode gas and ignited, while the combustion process in the burner volume is intensified. Due to the supply of heated air between the teeth of the lower edge of the burner, the combustion zone is as close as possible to its base, which increases the stability of the device, the efficiency of the burning of CO and resinous substances.
Развитая зубчатая поверхность нижней кромки горелки позволяет дробить поток газа и воздуха, интенсифицируя процесс их смешения и устойчивого горения. Зауженная коническая форма нижней части горелки обеспечивает высокие скорости струй газовоздушного потока, входящего в горелку, что турбулизирует поток и повышает качество смешения.The developed gear surface of the lower edge of the burner allows you to split the flow of gas and air, intensifying the process of mixing and sustainable combustion. The narrowed conical shape of the lower part of the burner provides high speeds of the jets of the gas-air flow entering the burner, which turbulizes the flow and improves the quality of mixing.
Эффективность выгорания горючих компонентов анодного газа повышается также вследствие того, что углеродистые частицы, не попавшие в поток удаляемых из горелки дымовых газов, ударяются о торцевую крышку горелки, оседают в потоке и подвергаются повторному дожиганию.The burnup efficiency of the combustible components of the anode gas is also increased due to the fact that carbon particles that do not fall into the stream of flue gases removed from the burner hit the end cover of the burner, settle in the stream and are re-burned.
На чертеже представлено устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера. Устройство включает горелку, состоящую из верхней цилиндрической 1 и нижней конической 2 частей с зубчатой нижней кромкой в форме треугольников с зазорами 3, для подвода подогретого воздуха. Горелка опирается при помощи приливов 4 с зазором на внутреннюю поверхность чаши 5. Чаша 5 установлена на приливе газосборного колокола 6. Теплообменник 7 охватывает с зазором горелку и опирается внизу на чашу 5 с наружной стороны. Между конической нижней частью горелки 2 и чашей 5 имеется форкамера в виде зазора 8. В чаше имеется лючок 9, закрываемый наклонной поворотной крышкой 10. Горизонтальный патрубок горелки для отвода дымовых газов 11 соединяется с системой газоотсоса 12.The drawing shows a device for afterburning the anode gases of an aluminum electrolyzer. The device includes a burner, consisting of an upper cylindrical 1 and lower conical 2 parts with a serrated lower edge in the form of triangles with gaps 3, for supplying heated air. The burner is supported by tides 4 with a gap on the inner surface of the bowl 5. The bowl 5 is mounted on the tide of the gas collection bell 6. The heat exchanger 7 covers the burner with a gap and rests on the bottom of the bowl 5 from the outside. Between the conical lower part of the burner 2 and the bowl 5 there is a prechamber in the form of a gap 8. In the bowl there is a hatch 9 closed by an inclined pivoting cover 10. The horizontal nozzle of the burner for removing flue gases 11 is connected to the exhaust system 12.
Устройство работает следующим образом. Анодные газы поступают в коническую часть горелки 2. Необходимый для горения воздух поступает противотоком сверху через зазор между цилиндрической частью горелки 1 и теплообменником 7. Воздух нагревается за счет контакта с поверхностью горелки и рассредоточенно поступает внутрь конической части горелки 2 через зубчатые зазоры нижней кромки в форме треугольников 3. Часть нагретого воздуха перемешивается с анодным газом в форкамере 8, смесь воспламеняется, интенсифицируя процесс теплообмена, горения внутри горелки и выгорания вредных составляющих анодного газа. Теплообменник 7 одновременно является экраном, уменьшающим теплопотери излучением горелки. Предварительный нагрев воздуха и экранирование горелки повышают температурный уровень в горелке, что также способствует повышению эффективности термического обезвреживания вредных составляющих анодного газа. Для обеспечения возможности чистки внутренней поверхности горелки чаша 5 снабжена герметичным лючком 9 с наклонной поворотной крышкой 10. Стабильность работы горелки и эффективность выгорания вредных примесей повышаются благодаря обеспечению возможности чистки горелки через герметичный лючок, что необходимо в условиях высокой запыленности газового потока при автоматическом питании ванн глиноземом.The device operates as follows. Anode gases enter the conical part of burner 2. The air required for combustion is supplied countercurrently from above through the gap between the cylindrical part of burner 1 and the heat exchanger 7. The air is heated by contact with the surface of the burner and dispersed into the conical part of burner 2 through toothed gaps of the lower edge in the form triangles 3. Part of the heated air is mixed with the anode gas in the prechamber 8, the mixture ignites, intensifying the process of heat transfer, combustion inside the burner and burning out harmful substances ulation anode gas. The heat exchanger 7 is simultaneously a screen that reduces heat loss by the radiation of the burner. Preheating the air and shielding the burner increase the temperature level in the burner, which also helps to increase the efficiency of thermal neutralization of the harmful components of the anode gas. To enable cleaning of the inner surface of the burner, the bowl 5 is equipped with a sealed hatch 9 with an inclined pivoting lid 10. The stability of the burner and the efficiency of burning out harmful impurities are increased due to the possibility of cleaning the burner through a sealed hatch, which is necessary in conditions of high dusty gas flow when the baths are automatically fed with alumina .
Результаты опытно-промышленных теплотехнических испытаний, проведенных на Красноярском алюминиевом заводе, показали преимущество предлагаемого устройства по сравнению с прототипом. Результаты испытаний представлены в таблице.The results of pilot industrial thermotechnical tests conducted at the Krasnoyarsk aluminum smelter showed the advantage of the proposed device compared to the prototype. The test results are presented in the table.
По сравнению с прототипом заявляемое устройство согласно данным опытно-промышленных испытаний позволяет снизить содержание СО в продуктах дожигания анодного газа в 3,4 раза, а смолистых веществ и бенз(а)пирена - примерно в 10 раз.Compared with the prototype, the claimed device according to the data of pilot tests allows to reduce the content of CO in the products of afterburning of the anode gas by 3.4 times, and resinous substances and benzo (a) pyrene by about 10 times.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119430/02A RU2294406C1 (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Anode gases effectively after-burning apparatus to aluminum cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119430/02A RU2294406C1 (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Anode gases effectively after-burning apparatus to aluminum cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2294406C1 true RU2294406C1 (en) | 2007-02-27 |
Family
ID=37990687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005119430/02A RU2294406C1 (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Anode gases effectively after-burning apparatus to aluminum cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2294406C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456383C1 (en) * | 2011-02-09 | 2012-07-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Slit burner of aluminium electrolyser with self-baked anode |
RU2534712C1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-12-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессиональное образования "Сибирский федеральный университет" | Afterburner for anode gases of aluminium electrolyser |
-
2005
- 2005-06-22 RU RU2005119430/02A patent/RU2294406C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456383C1 (en) * | 2011-02-09 | 2012-07-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Slit burner of aluminium electrolyser with self-baked anode |
EA021704B1 (en) * | 2011-02-09 | 2015-08-31 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Slit burner of aluminium electrolyser with self-baked anode |
RU2534712C1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-12-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессиональное образования "Сибирский федеральный университет" | Afterburner for anode gases of aluminium electrolyser |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102252317B (en) | Gasification combustor for biomass granules | |
CN102168857B (en) | High-concentration saliferous organic waste liquid incinerator and incineration technique | |
CN106402905A (en) | Staged-combustion torch head device | |
CN201757423U (en) | Smokeless combustion furnace | |
RU2294406C1 (en) | Anode gases effectively after-burning apparatus to aluminum cell | |
CN2793080Y (en) | Special safety gas producer of boiler | |
RU2023947C1 (en) | Reactor for reducing nitrogen oxide and sulfur oxide content in gaseous combustion products | |
CN215951445U (en) | Waste liquid incinerator system | |
CN206093990U (en) | Vertical type fire tube boiler | |
RU2312939C2 (en) | Device for incineration of the anodic gases of the aluminum electrolyzer | |
CN211146514U (en) | High-altitude igniter for torch burner | |
CN210141584U (en) | Biomass combustion machine | |
RU2269610C1 (en) | Device for burning anode gases of aluminum electrolyzer | |
RU2338012C2 (en) | Facility for thermal neutralisation of aluminium electrolyser anode gases | |
CN206624785U (en) | A kind of lime burner furnace of environmental protection and energy saving | |
CN101650024B (en) | Coal-fired gasification swirl combustion furnace | |
CN214536343U (en) | Oil-water mixed combustion energy-saving furnace | |
RU2103416C1 (en) | Apparatus for burning gases from aluminum electrolyzer | |
CN108488836A (en) | A kind of the biomass fuel combustion furnace tool and its combustion method of the dustless discharge of burner | |
CN214536346U (en) | Diesel oil and water mixed oil gas dual-purpose energy-saving stove | |
RU2560658C1 (en) | Method of burning of furnace gases in vertical chamber furnace and vertical chamber furnace | |
CN214536342U (en) | Oil-water mixed gasification combustion energy-saving furnace | |
RU2175666C1 (en) | Plant for production of wood charcoal | |
CN206656353U (en) | A kind of ultralow oxides of nitrogen gas burner of strength exterior mixing cylindrical fire | |
CN217714963U (en) | Hydrogen-containing waste gas emission treatment device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090623 |