RU2294986C2 - Aluminum cell leakage limiting device - Google Patents

Aluminum cell leakage limiting device Download PDF

Info

Publication number
RU2294986C2
RU2294986C2 RU2005114513/02A RU2005114513A RU2294986C2 RU 2294986 C2 RU2294986 C2 RU 2294986C2 RU 2005114513/02 A RU2005114513/02 A RU 2005114513/02A RU 2005114513 A RU2005114513 A RU 2005114513A RU 2294986 C2 RU2294986 C2 RU 2294986C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
leakage
holder
electrolyzer
limiter
anode
Prior art date
Application number
RU2005114513/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005114513A (en
Inventor
Серж ДЕСПИНАСС (FR)
Серж ДЕСПИНАСС
ДЕ ГРАДО Ален ФЕРНАНДЕС (FR)
ДЕ ГРАДО Ален ФЕРНАНДЕС
Патрик ДЕЛЕСКЛЮЗ (FR)
Патрик Делесклюз
Original Assignee
Алюминиюм Пешинэ
Э.С.Л.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алюминиюм Пешинэ, Э.С.Л. filed Critical Алюминиюм Пешинэ
Priority to RU2005114513/02A priority Critical patent/RU2294986C2/en
Publication of RU2005114513A publication Critical patent/RU2005114513A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2294986C2 publication Critical patent/RU2294986C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: production of aluminum by electrolysis, namely device for limiting leakage of exhaust gases from aluminum cell.
SUBSTANCE: device for limiting leakage of gases from aluminum cell is provided with members for preventing gas leakage having pass through openings for insertion of anode tie rods. Device includes at least one holder that may embrace anode tie rod wholly or partially, at least one sealing flexible body arranged along the whole perimeter of holder or along part of perimeter. Said sealing flexible body is designed for closing the whole free space between inner edge of said opening and anode tie rod or only part of said space.
EFFECT: improved fluid-tightness of apparatuses for collecting exhaust gases in aluminum cells.
16 cl, 10 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к производству алюминия электролизом расплава. В частности, оно относится к средствам удержания отходящих газообразных продуктов, выделяющихся во время электролиза.The present invention relates to the production of aluminum by melt electrolysis. In particular, it relates to means for retaining waste gaseous products released during electrolysis.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Металлический алюминий производят в промышленных масштабах электролизом расплава, т.е. электролизом глинозема, растворенного в ванне расплавленного криолита, называемой ванной электролита, с использованием способа, известного как способ Холла-Эру. Ванна электролита содержится в резервуарах, называемых «электролизными ваннами» и включающих в себя стальной кожух, футерованный изнутри огнеупорными и/или изоляционными материалами, и катодное устройство, расположенное на дне электролизной ванны. Аноды из углеродистого материала частично погружены в ванну электролита. Всю установку, состоящую из электролизной ванны, анодов и ванны электролита, называют электролизером.Aluminum metal is produced industrially by melt electrolysis, i.e. by electrolysis of alumina dissolved in a bath of molten cryolite, called an electrolyte bath, using a method known as the Hall-Heroux method. The electrolyte bath is contained in tanks called “electrolysis baths” and includes a steel casing lined internally with refractory and / or insulation materials and a cathode device located at the bottom of the electrolysis bath. Anodes of carbon material are partially immersed in an electrolyte bath. The entire installation, consisting of an electrolysis bath, anodes and an electrolyte bath, is called an electrolyzer.

В результате реакции электролиза, вторичных реакций и действия высоких рабочих температур происходит выделение отходящих газов (газообразных отходов), в состав которых входят, прежде всего, диоксид углерода и фтористые вещества. Выброс этих отходящих газов в атмосферу строго контролируется и регламентируется, причем не только в том, что касается атмосферы в электролизном цехе в силу требований к условиям труда персонала, работающего вблизи электролизеров, но также и с точки зрения загрязнения внешней атмосферы. Законодательством многих государств в области охраны окружающей среды налагаются ограничения на количества выбрасываемых в атмосферу газообразных отходов.As a result of the electrolysis reaction, secondary reactions and the action of high operating temperatures, off-gases (gaseous wastes) are released, which primarily include carbon dioxide and fluorides. The emission of these exhaust gases into the atmosphere is strictly controlled and regulated, not only with regard to the atmosphere in the electrolysis shop due to the requirements for the working conditions of personnel working near electrolyzers, but also from the point of view of pollution of the external atmosphere. Legislation of many states in the field of environmental protection imposes restrictions on the amount of gaseous waste emitted into the atmosphere.

В настоящее время существуют решения, позволяющие достаточно надежно и удовлетворительно удалять, собирать и обрабатывать эти отходящие газы. Широко распространенное решение состоит в оснащении электролизеров устройствами для улавливания отходящих газов. Такое устройство закрывает электролизер и содержит средства удержания (заключения в оболочку), которые включают в себя, в частности, устройство укрывания и средства отсасывания и химической обработки отходящих газов. Известные способы обработки отходящих газов включают в себя, в частности, улавливание фтористых газов за счет реакции с глиноземом. Устройство укрывания содержит средства доступа, такие как крышки, обычно выполняемые съемными (подвижными), и рабочий люк, который позволяет вмешиваться в работу электролизера.Currently, there are solutions that allow sufficiently reliable and satisfactory removal, collection and treatment of these exhaust gases. A widespread solution is to equip the electrolysers with devices for trapping exhaust gases. Such a device closes the electrolyzer and contains means of confinement (enclosure in the shell), which include, in particular, a shelter and means for suction and chemical treatment of exhaust gases. Known methods for treating exhaust gases include, in particular, trapping fluoride gases by reaction with alumina. The shelter includes access means, such as covers, usually made removable (movable), and a work hatch that allows you to interfere with the operation of the cell.

Устройство укрывания ограничивает закрытую зону отсасывания, ограниченную по размеру и находящуюся в условиях разрежения по сравнению с окружающей атмосферой, что позволяет эффективно извлекать отходящие газы. Таким образом в наиболее современных промышленных установках добиваются коэффициента улавливания в непрерывном режиме свыше 97%, при этом уровень выбросов в атмосферу фтористых газообразных продуктов значительно ниже регламентированных пределов.The shelter device limits the closed suction zone, limited in size and located under vacuum compared with the surrounding atmosphere, which allows efficient extraction of exhaust gases. Thus, in the most modern industrial installations, a capture coefficient in the continuous mode of more than 97% is achieved, while the level of emissions of fluoride gaseous products into the atmosphere is much lower than the regulated limits.

Как правило, аноды соединяют с токоподводящей шиной, находящейся снаружи устройства улавливания, через металлические штанги, которые проходят внутрь этого устройства через выполненные в нем отверстия. Свободное пространство (или «зазор»), оставляемое(ый) штангами в этих отверстиях, не уплотняют, чтобы не мешать горизонтальным и вертикальным перемещениям металлических штанг. Вертикальные перемещения осуществляются наиболее часто и позволяют, в частности, компенсировать расходование анодов во время электролиза. Горизонтальные перемещения, как правило, связаны с операциями по замене отработанных анодов.As a rule, the anodes are connected to the current-carrying bus located outside the capture device through metal rods that pass inside this device through the openings made in it. The free space (or “gap”) left by the rods in these holes is not sealed so as not to interfere with the horizontal and vertical movements of the metal rods. Vertical movements are carried out most often and allow, in particular, to compensate for the consumption of anodes during electrolysis. Horizontal movements are usually associated with operations to replace spent anodes.

В патенте США №5128012 раскрыто, например, устройство закрывания анодного металлического кожуха электролизера типа Содерберга (с самообжигающимся анодом), предназначенное для ограничения выделения в окружающую атмосферу образуемых анодом отходящих газообразных продуктов обжига. Описанное там анодное устройство электролизера оснащено средствами удержания, имеющими пропускные отверстия для вставки анодных штырей. Однако в данном документе предусматривается лишь то, что штыри вставляются в указанные отверстия и перемещаются в них вертикально.US Pat. No. 5,128,012 discloses, for example, a device for closing the anode metal casing of an Soderberg type electrolytic cell (with a self-baking anode), designed to limit the emission of flue gas by-products from the firing into the surrounding atmosphere. The anode device of the electrolyzer described there is equipped with holding means having passage openings for inserting the anode pins. However, this document only provides that the pins are inserted into said holes and moved vertically therein.

В электролизерах с предварительно обожженными анодами свободные пространства между анодными штангами и внутренним краем отверстий для прохода этих анодных штанг представляют собой разрыв в ограничивающей оболочке, что не имеет большого значения для каждой анодной штанги, но становится существенным для всего набора анодов в электролизере, а тем более для электролизной серии из нескольких сотен электролизеров.In electrolyzers with prebaked anodes, the free spaces between the anode rods and the inner edge of the holes for the passage of these anode rods represent a gap in the bounding shell, which is not very important for each anode rod, but becomes essential for the entire set of anodes in the electrolyzer, and even more so for an electrolysis series of several hundred electrolyzers.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В настоящем изобретении предлагается ограничитель утечки, выполненный с возможностью уменьшения разрыва в ограничивающей оболочке, имеющего место в отверстиях для прохода анодных штанг. Более конкретно, ограничитель утечки согласно изобретению предназначен для ограничения прохождения воздуха и отходящих газов между внутренним и наружным пространствами устройства улавливания электролизера для производства алюминия электролизом расплава через отверстия для прохода анодных штанг.The present invention provides a leakage limiter configured to reduce a gap in the bounding shell that occurs in the holes for the passage of the anode rods. More specifically, the leakage limiter according to the invention is intended to limit the passage of air and exhaust gases between the inner and outer spaces of the electrolysis trapping device for producing aluminum by melt electrolysis through the holes for the passage of the anode rods.

Ограничитель утечки в электролизере согласно изобретению характеризуется тем, что он содержит, по меньшей мере, один держатель, выполненный с возможностью охвата всей или части анодной штанги, и, по меньшей мере, одно гибкое уплотнительное тело, расположенное по всему или по части периметра (контура) держателя и предназначенное для перекрывания всего или части свободного пространства между внутренним краем отверстий для прохода анодной штанги и самой анодной штангой.The leakage limiter in the electrolyzer according to the invention is characterized in that it comprises at least one holder configured to cover all or part of the anode rod, and at least one flexible sealing body located along the whole or part of the perimeter (circuit ) holder and designed to overlap all or part of the free space between the inner edge of the holes for the passage of the anode rod and the anode rod itself.

Гибкое тело обеспечивает определенную герметичность вокруг анодной штанги и позволяет сохранять эту герметичность благодаря гибкости такого тела, даже несмотря на неизбежные изменения положения штанги. В частности, настоящее изобретение позволяет существенно ограничить газовый обмен через упомянутое свободное пространство.A flexible body provides a certain tightness around the anode rod and allows to maintain this tightness due to the flexibility of such a body, despite the inevitable changes in the position of the rod. In particular, the present invention allows to substantially limit gas exchange through said free space.

Держатель предпочтительно выполнен в виде гнезда для упрощения конструкции ограничителя утечки и позволяет вставлять анодную штангу сбоку через отверстие в этом гнезде.The holder is preferably made in the form of a socket to simplify the design of the leakage limiter and allows you to insert the anode rod from the side through the hole in this socket.

В настоящем изобретении также предлагается электролизер, содержащий, по меньшей мере, один ограничитель утечки в соответствии с настоящим изобретением.The present invention also provides an electrolytic cell comprising at least one leakage stopper in accordance with the present invention.

Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего подробного описания варианта его реализации со ссылкой на прилагаемые чертежи.The present invention will be more apparent from the following detailed description of an embodiment with reference to the accompanying drawings.

Фиг.1 представляет собой вид в поперечном разрезе типового электролизера, предназначенного для производства алюминия.Figure 1 is a cross-sectional view of a typical electrolytic cell for aluminum production.

Фиг.2 представляет собой упрощенный вид в перспективе части типового электролизера, предназначенного для производства алюминия, (а) без ограничителя утечки и (b) с ограничителем утечки согласно изобретению.Figure 2 is a simplified perspective view of part of a typical electrolytic cell for the production of aluminum, (a) without a leak limiter and (b) with a leak limiter according to the invention.

Фиг.3-5 иллюстрируют ограничители утечки согласно изобретению.3-5 illustrate leakage arresters according to the invention.

Фиг.6 иллюстрирует вид U-образной щетки ограничителя утечки согласно одному из вариантов реализации изобретения.6 illustrates a view of a U-shaped brush of a leak stop in accordance with one embodiment of the invention.

Фиг.7 иллюстрирует поперечное сечение по оси I U-образной щетки ограничителя утечки, показанного на Фиг.5.FIG. 7 illustrates a cross-section along the I axis of the U-shaped brush of the leak stop shown in FIG.

Фиг.8 иллюстрирует сечения I'-C' ограничителя утечки, показанного на Фиг.5.Fig. 8 illustrates a cross-section I'-C 'of the leakage limiter shown in Fig. 5.

Фиг.9 и 10 иллюстрируют варианты вставки анодной штанги в ограничители утечки согласно изобретению.Figures 9 and 10 illustrate insertion options of the anode rod into leakage stoppers according to the invention.

Как показано на Фиг.1, электролизер (1) для производства алюминия способом Холла-Эру обычно содержит электролизную ванну (10), аноды (2), поддерживаемые при помощи средств крепления, обычно содержащих штангу (3) и кронштейн (4) анододержателя и механически и электрически соединенных с анодной рамой (5) при помощи средства (6) соединения. Анодная штанга (3) обычно имеет по существу прямоугольное или квадратное сечение. Электролизная ванна (10) содержит стальной кожух (7), элементы (8) внутренней футеровки и катодное устройство (9). Элементы (8) футеровки и катодное устройство (9) образуют внутри электролизной ванны (10) тигель, который приспособлен для содержания ванны (11) электролита и слоя (12) жидкого металла.As shown in FIG. 1, an electrolytic cell (1) for aluminum production by the Hall-Heroux method typically comprises an electrolysis bath (10), anodes (2) supported by fasteners, typically comprising a rod (3) and anode holder bracket (4) and mechanically and electrically connected to the anode frame (5) by means of a connection (6). The anode rod (3) usually has a substantially rectangular or square section. The electrolysis bath (10) contains a steel casing (7), elements (8) of the inner lining and a cathode device (9). The lining elements (8) and the cathode device (9) form a crucible inside the electrolysis bath (10), which is adapted to contain the electrolyte bath (11) and the liquid metal layer (12).

Электролизер (1) содержит также металлическую несущую конструкцию (13), на которую опираются, в частности, подвижным образом анодная рама (5) и устройство улавливания отходящих газов, содержащее средства (14, 15) удержания и ограничивающее закрытое внутреннее пространство (16). Средства удержания обычно содержат съемные крышки (14) и неподвижную крышку (15).The electrolyzer (1) also contains a metal supporting structure (13), on which, in particular, the anode frame (5) and an exhaust gas capture device containing means for holding (14, 15) containment and restricting the enclosed inner space (16) are supported, in particular, in a movable manner. The retention means typically comprise removable covers (14) and a fixed cover (15).

Как показано на Фиг.2(а), устройство улавливания содержит отверстия (17), выполненные с возможностью свободного прохода анодной штанги (3). Это отверстие чаще всего выполнено в виде зубцеобразного выреза для обеспечения вставки анодной штанги. Как правило, аноды вводят в электролизер или вынимают из него путем вставки сбоку после удаления одной или нескольких крышек (14). Как следствие, отверстие (17) выполнено таким образом, чтобы оно обеспечивало вставку штанги (3) анода (2) сбоку, причем с ее продольным перемещением или без такого перемещения, то есть с ее перемещением или без перемещения вдоль главной оси электролизера.As shown in FIG. 2 (a), the capture device comprises openings (17) configured to allow free passage of the anode rod (3). This hole is most often made in the form of a serrated notch to ensure insertion of the anode rod. As a rule, anodes are inserted into or removed from the electrolyzer by insertion from the side after removal of one or more covers (14). As a result, the hole (17) is made in such a way that it enables the insertion of the rod (3) of the anode (2) from the side, with or without its longitudinal movement, that is, with or without its movement along the main axis of the cell.

На Фиг.2(b) схематически показано позиционирование ограничителя (20) утечки согласно изобретению в отверстии (17) для прохода анодной штанги.Figure 2 (b) schematically shows the positioning of the leakage limiter (20) according to the invention in the hole (17) for the passage of the anode rod.

Ограничитель (20) утечки электролизера (1) для производства алюминия, оснащенного средствами (14, 15) удержания, имеющими пропускные отверстия (17) для вставки анодных штанг (3), отличается тем, что он содержит, по меньшей мере, один держатель (21), выполненный с возможностью охвата всей или части анодной штанги, и, по меньшей мере, одно гибкое уплотнительное тело (30, 30а, 30b, 30c), расположенное по всему или по части периметра (23) держателя (21) и предназначенное для перекрывания всего или части свободного пространства между внутренним краем (18) отверстия (17) и анодной штангой (3).The leakage limiter (20) of the electrolyzer (1) for the production of aluminum, equipped with holding means (14, 15) having passage openings (17) for inserting the anode rods (3), is characterized in that it contains at least one holder ( 21), configured to cover all or part of the anode rod, and at least one flexible sealing body (30, 30a, 30b, 30c) located along the whole or part of the perimeter (23) of the holder (21) and designed to overlapping all or part of the free space between the inner edge (18) of the hole (17) and anode rod (3).

Держатель (21) может иметь различные формы, такие как по существу прямолинейные, криволинейные или другие. Кроме того, держатель (21) может быть образован несколькими элементами.The holder (21) may take various forms, such as substantially straight, curved, or others. In addition, the holder (21) can be formed by several elements.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения упомянутый держатель или держатели (21) имеют проем или «вырез» (26), выполненный с возможностью вставки сбоку анодной штанги (3). Проем (26) обычно имеет U-образную форму или выполнен в виде трехсторонней рамки. Упомянутое уплотнительное тело или уплотнительные тела (30, 30а, 30b, 30c) расположены по внутреннему периметру (23) проема (26).In a preferred embodiment of the present invention, said holder or holders (21) have an opening or “cutout” (26) that can be inserted laterally into the anode rod (3). The opening (26) is usually U-shaped or made in the form of a three-sided frame. Said sealing body or sealing bodies (30, 30a, 30b, 30c) are located along the inner perimeter (23) of the opening (26).

В этом варианте реализации ограничитель (20) утечки охватывает, по меньшей мере, три стороны анодной штанги (3). Уплотнительное тело (30) может иметь такую форму, чтобы перекрывать также четвертую сторону штанги. В случае необходимости, ограничитель (20) утечки может содержать дополнительный перекрывающий элемент (20'), выполненный подвижным или съемным с возможностью ограничения утечек через четвертую сторону после вставки штанги. Этот дополнительный перекрывающий элемент (20') может содержать держатель (21'), оснащенный гибким уплотнительным телом (30'). Этот дополнительный элемент может быть установлен, при необходимости, на неподвижной крышке (15) или на подвижной крышке (14), находящейся рядом с анодной штангой.In this embodiment, the leakage limiter (20) covers at least three sides of the anode rod (3). The sealing body (30) may be shaped to also overlap the fourth side of the rod. If necessary, the leakage limiter (20) may include an additional blocking element (20 ') made movable or removable with the possibility of limiting leaks through the fourth side after the insertion of the rod. This additional overlapping element (20 ') may comprise a holder (21') equipped with a flexible sealing body (30 '). This additional element can be mounted, if necessary, on a fixed cover (15) or on a movable cover (14) located next to the anode rod.

На Фиг.3 показан случай, когда уплотнительное тело образовано одним элементом (30). На Фиг.4 показан случай, когда уплотнительное тело образовано тремя отдельными, расположенными рядом друг с другом элементами (30а, 30b, 30c).Figure 3 shows the case when the sealing body is formed by one element (30). Figure 4 shows the case when the sealing body is formed by three separate elements located next to each other (30a, 30b, 30c).

Как показано на Фиг.5, уплотнительное тело примыкает к анодной штанге, но не обязательно соприкасается с ней. Оно может быть отделено от штанги расстоянием в несколько миллиметров, обычно 2 или 3 мм, при этом существенным образом не нарушая герметичности, достигнутой благодаря устройству согласно изобретению.As shown in FIG. 5, the sealing body is adjacent to the anode rod, but is not necessarily in contact with it. It can be separated from the rod by a distance of several millimeters, usually 2 or 3 mm, without substantially breaking the tightness achieved by the device according to the invention.

Гибкое уплотнительное тело может быть образовано любым гибким элементом, выполненным с возможностью эффективного перекрывания всего или части упомянутого свободного пространства. Оно может быть выполнено, например, из нитей, полосок (лепестков), губчатых тел или гибких (мягких) трубок или любого их сочетания. Оно может быть металлическим или неметаллическим.A flexible sealing body may be formed by any flexible element configured to effectively overlap all or part of said free space. It can be made, for example, of threads, strips (petals), spongy bodies or flexible (soft) tubes, or any combination thereof. It may be metallic or non-metallic.

Гибкое уплотнительное тело (30) предпочтительным образом приспособлено к сопротивлению атмосфере внутреннего пространства (16) электролизера и к сохранению своих механических свойств при воздействии температур, достигаемых в этой среде.The flexible sealing body (30) is preferably adapted to resist the atmosphere of the interior space (16) of the electrolyzer and to maintain its mechanical properties when exposed to temperatures reached in this medium.

Гибкое уплотнительное тело (30) предпочтительно образовано пучком металлических и/или неметаллических нитей. Заявитель установил, что пучок нитей обеспечивает сохранение определенной герметичности вокруг анодной штанги благодаря плотности расположения нитей, и что эта герметичность сохраняется благодаря гибкости нитей, даже несмотря на неизбежные изменения положения штанги. Нити обеспечивают также сохранение хорошей герметичности независимо от дефектов поверхности анодной штанги.The flexible sealing body (30) is preferably formed by a bundle of metallic and / or non-metallic threads. The Applicant has determined that the bundle of filaments maintains a certain tightness around the anode rod due to the density of the filaments, and that this tightness is maintained due to the flexibility of the filaments, despite the inevitable changes in the position of the rod. The threads also ensure good tightness, regardless of surface defects of the anode rod.

Как было отмечено, удовлетворительный результат достигается при использовании нитей из нержавеющей стали. Уплотнительные тела, выполненные из таких нитей, хорошо противостоят механическим нагрузкам под действием анодной штанги во время ее перемещений и обладают хорошей гибкостью.As noted, a satisfactory result is achieved using stainless steel threads. Sealing bodies made of such threads are well resistant to mechanical stresses under the action of the anode rod during its movements and have good flexibility.

Нити пучка (30) расположены достаточно плотно друг к другу для того, чтобы обеспечивать потерю напора между наружным пространством и внутренним пространством устройства улавливания. Как было обнаружено, достаточно обеспечить линейную плотность 100-1000 нитей на сантиметр вдоль периметра. Обычно толщина пучка превышает 0,5 см. Диаметр нитей обычно находится в пределах от 0,1 до 1 мм. Угол α раскрытия пучка металлических нитей обычно составляет от 0 до 45°, а предпочтительно - от 0 до 30°. Длина L металлических нитей, выступающих из держателя, обычно составляет от 1 до 10 см.The strands of the bundle (30) are located close enough to each other in order to ensure the loss of pressure between the outer space and the inner space of the capture device. As it was found, it is enough to provide a linear density of 100-1000 threads per centimeter along the perimeter. Typically, the thickness of the beam exceeds 0.5 cm. The diameter of the threads is usually in the range from 0.1 to 1 mm. The angle α of the opening of the bundle of metal filaments is usually from 0 to 45 °, and preferably from 0 to 30 °. The length L of the metal threads protruding from the holder is usually 1 to 10 cm.

Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения, по меньшей мере одно гибкое уплотнительное тело (30, 30а, 30b, 30c) закрепляют на втором держателе или «оправе» (32), подвижном(-ой) по отношению к держателю (21), то есть выполненном(-ой) с возможностью перемещения относительно держателя (21).According to a preferred embodiment of the present invention, at least one flexible sealing body (30, 30a, 30b, 30c) is secured to a second holder or “frame” (32) movable with respect to the holder (21), i.e. made (s) with the possibility of movement relative to the holder (21).

В этом варианте держатель (21) обычно содержит удлиненную щель (22) по своему внутреннему периметру (23), и в этой щели подвижно установлена оправа (32). В этом случае оправа (32) и гибкое уплотнительное тело (30, 30а, 30b, 30c) образуют подвижный узел или «выдвижной блок» (31), который улучшает самопозиционирование средств уплотнения при перемещениях анодной штанги. Движение узла (31) оправа/уплотнительное тело является по существу перпендикулярным по отношению к анодной штанге (3).In this embodiment, the holder (21) usually contains an elongated slot (22) along its inner perimeter (23), and a frame (32) is movably mounted in this slot. In this case, the frame (32) and the flexible sealing body (30, 30a, 30b, 30c) form a movable unit or “pull-out unit” (31), which improves the self-positioning of the sealing means when moving the anode rod. The movement of the assembly (31) of the frame / sealing body is essentially perpendicular to the anode rod (3).

В этом варианте реализации настоящего изобретения гибкое уплотнительное тело (30, 30а, 30b, 30c) и оправа (32) предпочтительно выполнены из немагнитных материалов, чтобы избежать создания магнитной силы в присутствии интенсивного магнитного поля, которое присутствует вокруг электролизера, что позволяет избежать блокирования упомянутого движения этим магнитным полем. Например, оправа (32) предпочтительно выполнена из алюминия или алюминиевого сплава, а нити - из немагнитной нержавеющей стали.In this embodiment of the present invention, the flexible sealing body (30, 30a, 30b, 30c) and the frame (32) are preferably made of non-magnetic materials in order to avoid creating a magnetic force in the presence of the intense magnetic field that is present around the cell, which avoids blocking the aforementioned movement of this magnetic field. For example, the frame (32) is preferably made of aluminum or an aluminum alloy, and the threads are made of non-magnetic stainless steel.

Подвижность элементов (31) в держателе (21) может облегчить их обслуживание или замену в случае износа или повреждения.The mobility of the elements (31) in the holder (21) can facilitate their maintenance or replacement in case of wear or damage.

Предпочтительно, ограничитель (20) утечки дополнительно содержит, по меньшей мере, один соединительный элемент (25) между держателем (21) и одной или каждой оправой (32) для контроля за перемещением упомянутого или упомянутых уплотнительных тел (30, 30а, 30b, 30c) относительно держателя (21). Обычно соединительный элемент закреплен на оправе (32). По меньшей мере один соединительный элемент является, предпочтительно, упругим элементом, таким как пружина или упругая пластина, для обеспечения самопозиционирования щетки или щеток относительно анодной штанги (3). В случае необходимости, можно использовать серьги и/или направляющие средства, при необходимости - в комбинации с упомянутым или упомянутыми упругими элементами.Preferably, the leak limiter (20) further comprises at least one connecting element (25) between the holder (21) and one or each frame (32) for controlling the movement of said or said sealing bodies (30, 30a, 30b, 30c ) relative to the holder (21). Typically, the connecting element is fixed to the frame (32). At least one connecting element is, preferably, an elastic element, such as a spring or elastic plate, to ensure self-positioning of the brush or brushes relative to the anode rod (3). If necessary, you can use earrings and / or guiding means, if necessary, in combination with the mentioned or mentioned elastic elements.

На Фиг.5-8 показан предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения, в котором уплотнительное тело (30, 30а, 30b, 30c) выполнено из нитей, закрепленных в одной подвижной оправе (32), выполненной с возможностью перемещения относительно рамки (21).5-8 show a preferred embodiment of the present invention, in which the sealing body (30, 30a, 30b, 30c) is made of threads fixed in one movable frame (32), made with the possibility of movement relative to the frame (21).

На Фиг.5(b) показан вид в продольном разрезе ограничителя, показанного на Фиг.5(а), с узлом (31) оправа/нити, называемым «щеткой» и частично находящимся внутри держателя (21). Профиль анодной штанги (3) показан пунктирной линией. На Фиг.6 отдельно показана щетка (31) в своей основной плоскости (а) и сбоку (b).FIG. 5 (b) shows a longitudinal sectional view of the stopper shown in FIG. 5 (a), with the frame / thread assembly (31) called a “brush” and partially located inside the holder (21). The profile of the anode rod (3) is shown by a dashed line. Figure 6 separately shows the brush (31) in its main plane (a) and side (b).

Вставка анодной штанги (3) сбоку обычно осуществляется вдоль оси I-I', показанной на Фиг.5 и 6. На Фиг.9 и 10 показаны два варианта вставки анодной штанги. Фиг.9 соответствует случаю вставки в одном направлении. Фиг.10 соответствует случаю вставки по двум направлениям с перемещением ограничителя утечки относительно электролизера.The insertion of the anode rod (3) at the side is usually carried out along the axis I-I 'shown in Figures 5 and 6. Figures 9 and 10 show two options for inserting the anode rod. Fig.9 corresponds to the case of insertion in one direction. Figure 10 corresponds to the case of insertion in two directions with the movement of the leakage limiter relative to the cell.

Держатель (21) и оправа (32) предпочтительно выполнены из металла, чтобы обеспечить достаточную механическую прочность. Предпочтительным образом можно использовать алюминий и алюминиевые сплавы, которые являются немагнитными.The holder (21) and the frame (32) are preferably made of metal to provide sufficient mechanical strength. Preferably, aluminum and aluminum alloys that are non-magnetic can be used.

Жесткость держателя (21) позволяет, кроме того, оператору, в случае необходимости, опираться ногой на ограничитель утечки без опасности его повреждения.The rigidity of the holder (21) allows, in addition, the operator, if necessary, to lean his foot on the leak limiter without the risk of damage.

Ограничитель (20) утечки может быть закреплен жестко или подвижно в электролизере и, в частности, на каком-либо элементе его конструкции или на устройстве улавливания. Для этого держатель (21) предпочтительно содержит средства (24) для его крепления, предпочтительно разъемного, к электролизеру. Разъемное крепление, выполняемое, например, при помощи болтов и гаек (29), позволяет легко снимать ограничитель утечки, не трогая анода.The leak limiter (20) can be fixed rigidly or movably in the electrolyzer and, in particular, on any element of its structure or on the capture device. For this, the holder (21) preferably comprises means (24) for attaching it, preferably detachable, to the electrolyzer. A detachable fastening, for example, performed using bolts and nuts (29), makes it easy to remove the leak stop without touching the anode.

Хотя во многих случаях достаточно осуществить жесткое крепление, все же подвижное крепление обеспечивает ограничителю утечки дополнительную степень свободы и позволяет ему легче занять соответствующее положение относительно анодной штанги. Эта дополнительная степень свободы особенно важна в том случае, когда отверстие (17) для прохода анодной штанги имеет большой размер по сравнению с сечением штанги, и обеспечивает последней большой люфт во время ее установки и/или использования.Although in many cases a rigid mount is sufficient, the movable mount provides an additional degree of freedom to the leak limiter and makes it easier to take the appropriate position relative to the anode rod. This additional degree of freedom is especially important when the hole (17) for the passage of the anode rod is large compared to the cross section of the rod, and provides the latter with a large backlash during installation and / or use.

Эта степень свободы имеет также значение, когда отверстие (17) имеет более сложную форму, чем простой зубцеобразный вырез, и когда анодную штангу (3) вводят в отверстие (17) по двум направлениям, то есть когда при установке штанги ее перемещают в продольном и поперечном направлениях относительно главной оси электролизера, как показано на Фиг.10. В этом случае ограничитель утечки обычно имеет открытое положение (Фиг.10(а)) и закрытое положение (Фиг.10(b)). В этом случае ограничитель (20) утечки предпочтительно содержит один или несколько дополнительных перекрывающих элементов (33, 34), таких как пластина, предназначенных для сохранения герметичности ограничителя во время его перемещений. Эти дополнительные элементы могут быть выполнены неподвижными или подвижными. В случае необходимости, подвижный ограничитель (20) утечки может взаимодействовать с одним или несколькими неподвижными перекрывающими элементами (20') для сохранения герметичности устройства во время его перемещений. Перемещения ограничителя утечки могут направляться при помощи направляющего элемента (35), такого как рельс.This degree of freedom also matters when the hole (17) has a more complex shape than a simple serrated notch, and when the anode rod (3) is inserted into the hole (17) in two directions, that is, when the rod is installed, it is moved in the longitudinal and transverse directions relative to the main axis of the cell, as shown in Fig.10. In this case, the leakage limiter typically has an open position (FIG. 10 (a)) and a closed position (FIG. 10 (b)). In this case, the leak limiter (20) preferably contains one or more additional overlapping elements (33, 34), such as a plate, designed to maintain the tightness of the limiter during its movements. These additional elements can be made stationary or movable. If necessary, the movable leakage limiter (20) can interact with one or more fixed overlapping elements (20 ') to maintain the tightness of the device during its movements. The movements of the leakage limiter can be guided by a guide member (35), such as a rail.

Когда ограничитель (20) утечки содержит металлические элементы, в частности, рядом с анодной штангой, такие как металлический держатель или металлические нити, то предпочтительно электрически изолировать ограничитель утечки от электролизера с тем, чтобы избежать короткого замыкания во время манипуляций (управления) анодом. Такое изолирование может быть достигнуто путем размещения электрического изолятора (27, 28, 28') между ограничителем утечки и электролизером. Например, как показано на Фиг.8, ограничитель (20) утечки изолирован от электролизера (1) при помощи изоляционной пластины (27), установленной между держателем (21) и средством (15) удержания, и при помощи трубки (28) и шайбы (28'), установленных между крепежными средствами (29) и средством (15) удержания.When the leakage limiter (20) contains metal elements, in particular near the anode rod, such as a metal holder or metal threads, it is preferable to electrically isolate the leakage limiter from the electrolyzer in order to avoid short circuit during manipulation (control) of the anode. Such insulation can be achieved by placing an electrical insulator (27, 28, 28 ') between the leakage limiter and the electrolyzer. For example, as shown in Fig. 8, the leakage limiter (20) is isolated from the electrolyzer (1) by means of an insulating plate (27) installed between the holder (21) and the holding means (15), and by means of the tube (28) and the washer (28 ') mounted between the fastening means (29) and the holding means (15).

Простота механизма уплотнения ограничителя утечки согласно изобретению обеспечивает ему достаточную стойкость по отношению к окружающим условиям и, в частности, к наличию пыли глинозема или измельченной ванны электролита, которые могут заблокировать или мешать работе механизмов, содержащих поворотные оси или оси вращения.The simplicity of the sealing mechanism of the leakage limiter according to the invention provides it with sufficient resistance to environmental conditions and, in particular, to the presence of alumina dust or a crushed electrolyte bath, which can block or interfere with the operation of mechanisms containing rotary or rotary axes.

Преимуществом ограничителя утечки согласно изобретению является также то, что он занимает небольшой объем. Общая толщина ограничителя согласно изобретению обычно составляет всего от 3 до 4 см, что позволяет легко его позиционировать между анодной рамой (5) и крышкой (15).The advantage of the leakage limiter according to the invention is also that it occupies a small volume. The total thickness of the limiter according to the invention is usually only 3 to 4 cm, which makes it easy to position it between the anode frame (5) and the cover (15).

Преимуществом настоящего изобретения является также то, что он не требует ни ручных операций, ни специального устройства привода, что делает его использование более простым и повышает его надежность.An advantage of the present invention is also that it does not require either manual operations or a special drive device, which makes its use simpler and increases its reliability.

Список обозначенийList of Symbols

1 Электролизер1 Electrolyzer

2 Аноды2 Anodes

3 Средство крепления и подвода тока (штанга)3 Means of fastening and supply of current (rod)

4 Средство крепления и подвода тока (кронштейн)4 Means of fastening and current supply (bracket)

5 Анодная рама5 anode frame

6 Средства соединения штанги с анодной рамой6 Rod connection with anode frame

7 Кожух7 Casing

8 Внутренняя футеровка8 Inner lining

9 Катодное устройство9 Cathode device

10 Электролизная ванна10 Electrolysis bath

11 Ванна электролита11 Electrolyte bath

12 Жидкий алюминий12 Liquid aluminum

13 Металлическая несущая конструкция13 Metal supporting structure

14 Средство удержания (съемная крышка)14 Retention tool (removable cover)

15 Средство удержания (неподвижная крышка)15 Retention aid (fixed cover)

16 Закрытое внутреннее пространство16 Closed interior

17 Отверстие для прохода анодной штанги17 hole for the passage of the anode rod

18 Внутренний край отверстия для прохода анодной штанги18 The inner edge of the hole for the passage of the anode rod

20 Ограничитель утечки20 Leakage limiter

20' Дополнительный перекрывающий элемент20 'Optional overlapping element

21, 21' Держатель ограничителя утечки21, 21 'Leak limiter holder

22 Удлиненная щель22 Extra Long Slit

23 Внутренний периметр держателя23 Internal perimeter of the holder

24 Средство крепления24 Mounting Tool

25 Соединительный элемент25 Connecting element

26 Проем ограничителя26 Aperture limiter

27 Электрический изолятор (пластина)27 Electrical insulator (plate)

28 Электрический изолятор (трубка)28 Electrical insulator (tube)

28' Электрический изолятор (шайба)28 'Electrical insulator (washer)

29 Болт и гайка29 Bolt and nut

30, 30а, 30b, 30 с, 30' Гибкое уплотнительное тело30, 30a, 30b, 30 s, 30 'Flexible sealing body

31 Узел оправа/подвижное уплотнительное тело31 Socket / movable sealing body

32 Оправа32 Rim

33, 34 Дополнительный перекрывающий элемент33, 34 Additional overlapping element

35 Направляющее средство35 Guide means

Claims (16)

1. Ограничитель (20) утечки электролизера (1) для производства алюминия, оснащенного средствами (14, 15) удержания, имеющими пропускные отверстия (17) для вставки анодных штанг (3), отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один держатель (21), выполненный с возможностью охвата всей или части анодной штанги, и по меньшей мере одно гибкое уплотнительное тело (30, 30а, 30b, 30с), расположенное по всему или по части периметра (23) держателя (21) и предназначенное для перекрывания всего или части свободного пространства между внутренним краем (18) отверстия (17) и анодной штангой (3), и тем, что держатель или держатели (21) имеют проем или вырез (26), выполненный с возможностью вставки анодной штанги (3) сбоку.1. The leakage limiter (20) of the electrolyzer (1) for the production of aluminum, equipped with holding means (14, 15) having passage openings (17) for inserting the anode rods (3), characterized in that it contains at least one holder ( 21), configured to cover all or part of the anode rod, and at least one flexible sealing body (30, 30a, 30b, 30c) located along the whole or part of the perimeter (23) of the holder (21) and designed to cover the whole or part of the free space between the inner edge (18) of the hole (17 ) and the anode rod (3), and the fact that the holder or holders (21) have an aperture or cutout (26), configured to insert the anode rod (3) on the side. 2. Ограничитель (20) утечки о п.1, отличающийся тем, что упомянутое или каждое из упомянутых гибких уплотнительных тел (30, 30a, 30b, 30с) образовано по меньшей мере одним элементом, выбранным среди нитей, полосок, губчатых тел, гибких трубок или их комбинации.2. Leakage limiter (20) of claim 1, characterized in that said or each of said flexible sealing bodies (30, 30a, 30b, 30c) is formed by at least one element selected from threads, strips, spongy bodies, flexible tubes or combinations thereof. 3. Ограничитель (20) утечки по п.1, отличающийся тем, что упомянутое или каждое из упомянутых гибких уплотнительных тел (30, 30a, 30b, 30с) образовано пучком металлических и/или неметаллических нитей.3. Leakage limiter (20) according to claim 1, characterized in that said or each of said flexible sealing bodies (30, 30a, 30b, 30c) is formed by a bundle of metallic and / or non-metallic threads. 4. Ограничитель (20) утечки по п.3, отличающийся тем, что упомянутый пучок нитей выполнен из нержавеющей стали.4. Leakage limiter (20) according to claim 3, characterized in that the said bundle of threads is made of stainless steel. 5. Ограничитель (20) утечки по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что по меньшей мере одно гибкое уплотнительное тело (30, 30a, 30b, 30с) закреплено на втором держателе или «оправе» (32), подвижном(-ой) по отношению к держателю (21).5. Leakage limiter (20) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least one flexible sealing body (30, 30a, 30b, 30c) is mounted on a second holder or “frame” (32), movable ( th) in relation to the holder (21). 6. Ограничитель (20) утечки по п.5, отличающийся тем, что упомянутое гибкое уплотнительное тело (30, 30a, 30b, 30с) и оправа (32) выполнены из немагнитных материалов.6. Leakage limiter (20) according to claim 5, characterized in that said flexible sealing body (30, 30a, 30b, 30c) and the frame (32) are made of non-magnetic materials. 7. Ограничитель (20) утечки по п.5, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере один соединительный элемент (25) между держателем (21) и упомянутой или каждой из упомянутых оправ (32) для контроля за перемещением упомянутого или упомянутых уплотнительных тел (30, 30a, 30b, 30с) относительно держателя (21).7. Leakage limiter (20) according to claim 5, characterized in that it further comprises at least one connecting element (25) between the holder (21) and said or each of said frames (32) for controlling the movement of said or mentioned sealing bodies (30, 30a, 30b, 30c) relative to the holder (21). 8. Ограничитель (20) утечки по п.6, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере один соединительный элемент (25) между держателем (21) и упомянутой или каждой из упомянутых оправ (32) для контроля за перемещением упомянутого или упомянутых уплотнительных тел (30, 30a, 30b, 30с) относительно держателя (21).8. Leakage limiter (20) according to claim 6, characterized in that it further comprises at least one connecting element (25) between the holder (21) and said or each of said frames (32) for controlling the movement of said or mentioned sealing bodies (30, 30a, 30b, 30c) relative to the holder (21). 9. Ограничитель (20) утечки по п.7 или 8, отличающийся тем, что по меньшей мере один соединительный элемент (25) является упругим.9. Leakage limiter (20) according to claim 7 or 8, characterized in that at least one connecting element (25) is elastic. 10. Электролизер (1) для производства алюминия, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один ограничитель (20) утечки по любому из пп.1-9.10. The electrolyzer (1) for the production of aluminum, characterized in that it contains at least one leakage limiter (20) according to any one of claims 1 to 9. 11. Электролизер (1) по п.10, отличающийся тем, что упомянутый или каждый из упомянутых ограничителей (20) утечки жестко закреплен в электролизере.11. The electrolyzer (1) according to claim 10, characterized in that said or each of said leakage limiters (20) is rigidly fixed in the electrolyzer. 12. Электролизер (1) по п.10, отличающийся тем, что упомянутый или каждый из упомянутых ограничителей (20) утечки подвижно закреплен в электролизере.12. The cell (1) according to claim 10, characterized in that said or each of said leakage limiters (20) is movably fixed in the cell. 13. Электролизер (1) по п.12, отличающийся тем, что упомянутый или каждый из упомянутых ограничителей (20) утечки содержит по меньшей мере один дополнительный перекрывающий элемент (33, 34), предназначенный для сохранения герметичности каждого ограничителя (20) при его перемещениях.13. The electrolyzer (1) according to claim 12, characterized in that said or each of said leakage arresters (20) contains at least one additional overlapping element (33, 34) designed to maintain the tightness of each restrictor (20) when it movements. 14. Электролизер (1) по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что упомянутый или каждый из упомянутых ограничителей (20) утечки закреплен в электролизере съемным образом.14. The electrolyzer (1) according to any one of claims 10 to 13, characterized in that said or each of said leakage limiters (20) is fixed in the electrolyzer in a removable manner. 15. Электролизер (1) по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что между электролизером и по меньшей мере одним ограничителем (20) утечки установлен по меньшей мере один электрический изолятор (27, 28, 28′).15. The electrolyzer (1) according to any one of claims 10 to 13, characterized in that at least one electrical insulator (27, 28, 28 ′) is installed between the electrolyzer and at least one leak limiter (20). 16. Электролизер (1) по п.14, отличающийся тем, что между электролизером и по меньшей мере одним ограничителем (20) утечки установлен по меньшей мере один электрический изолятор (27, 28, 28′).16. The electrolyzer (1) according to 14, characterized in that between the electrolyzer and at least one leakage limiter (20), at least one electrical insulator (27, 28, 28 ′) is installed.
RU2005114513/02A 2002-10-14 2002-10-14 Aluminum cell leakage limiting device RU2294986C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114513/02A RU2294986C2 (en) 2002-10-14 2002-10-14 Aluminum cell leakage limiting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114513/02A RU2294986C2 (en) 2002-10-14 2002-10-14 Aluminum cell leakage limiting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005114513A RU2005114513A (en) 2005-10-27
RU2294986C2 true RU2294986C2 (en) 2007-03-10

Family

ID=35864146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005114513/02A RU2294986C2 (en) 2002-10-14 2002-10-14 Aluminum cell leakage limiting device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2294986C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005114513A (en) 2005-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7678244B2 (en) Electrolytic cell leak limiter
US10513788B2 (en) Electrolysis tank comprising an anode assembly contained in a containment enclosure
AU2001268870B2 (en) Electrolysis cell
CN114599820A (en) Molten salt membrane electrolytic cell
RU2294986C2 (en) Aluminum cell leakage limiting device
KR101714113B1 (en) Anode shroud for off-gas capture and removal from electrolytic oxide reduction system
US4396481A (en) Electrolytic cell for the production of aluminum by fused salt electrolysis
US4670121A (en) Plant for the electrolytic production of reactive metals in molten salt baths
US4202753A (en) Reduction cell hood
RU2682498C2 (en) Locker system for electrolyser
KR101155179B1 (en) Anode apparatus of electrolytic refining device for recycling of spent nuclear fuel
ZA200501882B (en) Electrolytic cell leak limiter
RU2023760C1 (en) Device for collecting gases in electrolyzers for manufacture of aluminum
CN110344082B (en) Sliding mechanism for side cover plate of aluminum electrolysis cell
JP3494824B2 (en) Equipment for decontamination of radioactive metal waste
CN218709458U (en) Sewage treatment equipment
OA12942A (en) Leak limiter of an electrolysis cell.
RU2682729C2 (en) Electrolysis tank casing
WO2023073520A1 (en) Protection device for anodes of an electrolytic cell, comprising movable panels, and its implementation method
EA045537B1 (en) REMOVAL OF CONTAMINANTS FROM THE ELECTROLYTIC BATH

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191015