RU2308551C1 - Apparatus for collecting and removing gases of aluminum cell - Google Patents
Apparatus for collecting and removing gases of aluminum cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308551C1 RU2308551C1 RU2005140160/02A RU2005140160A RU2308551C1 RU 2308551 C1 RU2308551 C1 RU 2308551C1 RU 2005140160/02 A RU2005140160/02 A RU 2005140160/02A RU 2005140160 A RU2005140160 A RU 2005140160A RU 2308551 C1 RU2308551 C1 RU 2308551C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- suction
- collecting
- gases
- partitions
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/22—Collecting emitted gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению алюминия способом электролиза.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to the production of aluminum by electrolysis.
Известно техническое решение (патент СССР 1473718, С25С 3/20, 1989), когда внутренняя полость балки-коллектора разделена по высоте на несколько зон всасывания газов с помощью горизонтальных перегородок разной длины, причем каждая зона всасывания распространяет свое действие на длину коллектора, равную примерно ширине двух боковых створок укрытия электролизера. Пространство между двумя соседними перегородками образуют заранее заданные каналы для удаления газов из каждой зоны всасывания, которые сходятся в общий коллектор, связанный с центральным всасывающим устройством.A technical solution is known (USSR patent 1473718, С25С 3/20, 1989), when the internal cavity of the collector beam is divided in height into several gas suction zones using horizontal partitions of different lengths, with each suction zone extending its effect to a collector length of approximately the width of the two side flaps of the electrolyser cover. The space between two adjacent partitions is formed by predetermined channels for removing gases from each suction zone, which converge into a common collector connected to the central suction device.
При такой конструкции внутренняя полость коллектора разделена сплошными, от стенки до стенки, горизонтальными перегородками практически по всей его длине, что не позволяет применять анодную ошиновку, в которой подвижные токоведущие пакеты шин, расположенные вдоль боковых стенок коллектора, соединены между собой для жесткости распорками, проходящими сквозь стенки коллектора через специальные окна. Геометрия каналов не препятствует отложениям глинозема, который присутствует в значительном количестве в потоке отсасываемых из электролизера газов.With this design, the inner cavity of the collector is divided by continuous, from wall to wall, horizontal partitions along almost its entire length, which does not allow the use of the anode busbar, in which movable current-carrying bus packets located along the side walls of the collector are interconnected for stiffness by spacers passing through the walls of the collector through special windows. The geometry of the channels does not impede deposits of alumina, which is present in a significant amount in the stream of gases sucked from the electrolyzer.
В качестве прототипа выбрано устройство (патент РФ 2218453, С25С 3/22, 2003) для сбора и удаления выделяющихся из алюминиевого электролизера газов, содержащее балку-коллектор с вертикальными стенками, верхним и нижним поясами жесткости и каналами для сбора и удаления газов с всасывающими окнами, в котором вертикальные стенки балки-коллектора выполнены двойными для образования двух каналов для сбора и удаления газов, размещенных в верхней части балки-коллектора, в каждом из которых наклонно установлены ограничители, образующие всасывающую щель постоянной ширины и переменной высоты, причем высота каналов возрастает к торцу балки-коллектора, соединенному с системой газоотсоса.As a prototype, a device was selected (RF patent 2218453, С25С 3/22, 2003) for collecting and removing gases emitted from an aluminum electrolyzer, containing a collector beam with vertical walls, upper and lower stiffening belts and channels for collecting and removing gases with suction windows in which the vertical walls of the collector beam are double for the formation of two channels for collecting and removing gases located in the upper part of the collector beam, in each of which limiters are installed obliquely, forming a suction gap constant width and variable height, wherein the height of the channel increases towards the end of the beam collector connected to the gas suction system.
Как показывает детальное математическое моделирование на основе полных трехмерных моделей турбулентных течений, предложенная конструкция не обеспечивает выравнивания газоотсоса по длине электролизера. Существенно более интенсивный газоотсос наблюдается вблизи выходного патрубка центрального всасывающего устройства, при этом в части электролизера вблизи торца при одностороннем газоотсосе и в центральной части балки при двустороннем газоотсосе система газоудаления фактически не работает. Наклонно установленные ограничители, образующие всасывающую щель постоянной ширины и переменной высоты, практического влияния на выравнивание газоотсоса не оказывают и реально работают как дополнительное аэродинамическое сопротивление.As detailed mathematical modeling based on full three-dimensional models of turbulent flows shows, the proposed design does not provide alignment of the gas pump along the length of the cell. A significantly more intense gas extraction is observed near the outlet pipe of the central suction device, while in the part of the electrolyzer near the end face with a unilateral gas extraction and in the central part of the beam with a bilateral gas extraction, the exhaust system does not actually work. The obliquely installed limiters, which form the suction gap of constant width and variable height, do not have a practical effect on the alignment of the gas pump and actually work as an additional aerodynamic drag.
Задачей изобретения является повышение КПД устройства за счет увеличения эффективности сбора и удаления газов в электролизерах с двусторонним и односторонним газоотсосом при поперечном и продольном расположении электролизеров в корпусе.The objective of the invention is to increase the efficiency of the device by increasing the efficiency of the collection and removal of gases in electrolyzers with two-sided and one-sided gas pumps with transverse and longitudinal arrangement of electrolyzers in the housing.
Техническим результатом изобретения является обеспечение равномерного газоотсоса по всей длине электролизера и повышение его эффективности за счет снижения общего аэродинамического сопротивления в системе газоотсоса.The technical result of the invention is the provision of a uniform gas extraction along the entire length of the electrolyzer and increasing its efficiency by reducing the overall aerodynamic drag in the gas extraction system.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для сбора и удаления газов, выделяющихся из алюминиевого электролизера, содержащем балку-коллектор с вертикальными двойными стенками, верхним и нижним поясами жесткости и каналами для сбора и удаления газов с всасывающими окнами, согласно предлагаемому решению во внутренней полости каналов установлено не менее двух криволинейных перегородок, делящих каналы на зоны всасывания газов, с образованием постепенно ссужающихся газоходов, изменяющих направление закругления на девяносто градусов в верхней зоне каналов.The problem is solved in that in a device for collecting and removing gases released from an aluminum electrolyzer containing a collector beam with vertical double walls, upper and lower stiffness belts and channels for collecting and removing gases with suction windows, according to the proposed solution in the internal cavity channels, at least two curved partitions are installed, dividing the channels into gas suction zones, with the formation of gradually converging gas ducts that change the direction of the curve by ninety degrees cos channels in the upper zone.
Изобретение дополняют частные отличительные признаки, направленные также на решение поставленной задачи.The invention is complemented by private distinguishing features, also aimed at solving the problem.
На концах перегородок с выходной стороны установлены поворотные заслонки для регулирования объема газов от отдельной зоны всасывания.At the ends of the partitions on the output side, rotary valves are installed to control the volume of gases from a separate suction zone.
Заявляемое решение отличается от прототипа тем, что внутренняя полость каналов разделена на несколько зон всасывания газов с помощью перегородок и отсос газов от отдельных зон осуществляется постепенно ссужающимися газоходами, которые поворачиваются на девяносто градусов и обеспечивают подачу газов в общий коллектор, связанный с цеховой системой газоотсоса выходным патрубком. Для регулирования объема газов от отдельной зоны всасывания используются поворотные заслонки на концах перегородок. Таким образом, внутренняя полость коллектора между каналами остается свободной для размещения системы автоматизированного питания с суточным запасом глинозема, а часть поверхности стенок свободна для выполнения сквозных окон для установки распорок анодной ошиновки.The claimed solution differs from the prototype in that the internal cavity of the channels is divided into several zones of gas absorption by means of partitions and the gas is sucked from separate zones by gradually converging gas ducts that rotate ninety degrees and provide gas supply to the common manifold connected to the outlet gas extraction system branch pipe. To control the volume of gases from a separate suction zone, rotary dampers are used at the ends of the partitions. Thus, the inner cavity of the collector between the channels remains free to accommodate an automated power system with a daily supply of alumina, and part of the surface of the walls is free to make through windows for installing struts of the anode busbar.
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что делает возможным сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field, did not reveal the signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which makes it possible to conclude that the criterion is “inventive step”.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фигуре 1 - продольный разрез устройства для сбора и удаления газов при двустороннем газоотсосе с двумя зонами газоотсоса; на фигуре 2 - поперечный разрез устройства; на фигуре 3 - продольный разрез устройства при одностороннем газоотсосе; на фигуре 4 - зависимость вертикальной компоненты скорости от расстояния от выхода патрубка.The invention is illustrated by drawings, which depict: in figure 1 is a longitudinal section of a device for collecting and removing gases in a two-sided gas pump with two zones of a gas pump; figure 2 is a transverse section of the device; figure 3 is a longitudinal section of a device with a one-sided gas pump; in figure 4 - the dependence of the vertical velocity component on the distance from the outlet of the pipe.
Конструкция устройства для сбора и удаления газов состоит из балки-коллектора 1 с вертикальными двойными стенками 2, верхним 3 и нижним 4 поясами жесткости. Пространство между двойными стенками образуют каналы для сбора и удаления газов 5, в которых установлены перегородки 6. Перегородки 6 образуют плавно ссужающиеся каналы, в которых вертикально направленный газовый поток из-под укрытия электролизера перестраивается в горизонтальный поток в выходном патрубке 7, который соединен с цеховой системой газоотсоса. Между газоходами для сбора и удаления газов имеются проемы 8 прямоугольного сечения для установки распорок анодной ошиновки. В нижнем поясе жесткости 4 балки-коллектора имеются отверстия - всасывающие окна 9. На концах перегородок с выходной стороны установлены поворотные заслонки 10.The design of the device for collecting and removing gases consists of a
При работе электролизера выделяющиеся газы из отдельных зон всасывания свободно поднимаются вверх и попадают в каналы для сбора и удаления газов 5, по которым газовый поток разворачивается на девяносто градусов и транспортируется вдоль электролизера к выходному патрубку 7 и далее - в цеховую систему газоотсоса. Использование криволинейных перегородок обеспечивает ламинарность газового потока, что препятствует отложению глинозема на стенках системы газоотсоса. Плавное изменение потока обеспечивает минимальное общее аэродинамическое сопротивление системы газоотсоса, высокую эффективность системы газоотсоса. Равномерность потока обеспечивается выравниванием аэродинамических сопротивлений отдельных каналов. С этой целью ширина каналов в зоне выходного патрубка выбирается большей для более удаленных каналов. Коррекция потоков осуществляется с помощью поворотных заслонок (шиберов) 10 на концах перегородок.During the operation of the electrolyzer, the released gases from separate suction zones freely rise upward and enter the channels for collecting and removing
При одностороннем газоотсосе с каждой половиной электролизера связана отдельная зона всасывания со смешением потоков в зоне выходного патрубка. Каждая такая зона, в свою очередь, разбивается на две более мелкие. Достигаемый эффект равномерности потока иллюстрируется результатами детального математического моделирования на основе полных трехмерных моделей турбулентных течений. На фигуре 4 показана средняя вертикальная скорость на входе в балку-коллектор для заявляемого устройства (кривая 1) и средняя вертикальная скорость для устройства прототипа (кривая 2).With a one-way gas pump, a separate suction zone is connected with each half of the electrolyzer with mixing flows in the area of the outlet pipe. Each such zone, in turn, is divided into two smaller ones. The achieved effect of flow uniformity is illustrated by the results of detailed mathematical modeling based on full three-dimensional models of turbulent flows. The figure 4 shows the average vertical speed at the entrance to the beam-collector for the inventive device (curve 1) and the average vertical speed for the prototype device (curve 2).
Предложенная система газоотсоса обеспечивает равномерный отсос газов по всей длине электролизера, имеет малое общее аэродинамическое сопротивление, что прямо отражается на мощности дымососов, с помощью которых транспортируются газы по магистралям в систему газоочистки, и решает проблему снижения выбросов в атмосферу электролизного корпуса.The proposed gas exhaust system provides a uniform exhaust of gases along the entire length of the electrolyzer, has a low total aerodynamic resistance, which directly affects the power of the exhaust fans, with which gases are transported through the mains to the gas cleaning system, and solves the problem of reducing emissions into the atmosphere of the electrolysis cell.
Claims (2)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140160/02A RU2308551C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Apparatus for collecting and removing gases of aluminum cell |
US11/644,657 US20070144895A1 (en) | 2005-12-22 | 2006-12-22 | Apparatus for collection and removal of gases from an aluminum reduction cell |
BRPI0606070-6A BRPI0606070A (en) | 2005-12-22 | 2006-12-22 | apparatus for collecting and removing gases emitted by an aluminum reduction cell |
NO20065972A NO20065972L (en) | 2005-12-22 | 2006-12-22 | Device for collecting and removing gases from an aluminum reduction cell |
CA002572024A CA2572024A1 (en) | 2005-12-22 | 2006-12-22 | Apparatus for collection and removal of gases from an aluminum reduction cell |
AU2006252226A AU2006252226A1 (en) | 2005-12-22 | 2006-12-22 | Apparatus for collection and removal of gases from an aluminium reduction cell |
ARP060105788A AR058744A1 (en) | 2005-12-22 | 2006-12-26 | DEVICE AND DEVICE FOR COLLECTION AND EXTRACTION OF GASES FROM AN ALUMINUM REDUCTION CELL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140160/02A RU2308551C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Apparatus for collecting and removing gases of aluminum cell |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005140160A RU2005140160A (en) | 2007-06-27 |
RU2308551C1 true RU2308551C1 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=38175507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005140160/02A RU2308551C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Apparatus for collecting and removing gases of aluminum cell |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070144895A1 (en) |
AR (1) | AR058744A1 (en) |
AU (1) | AU2006252226A1 (en) |
BR (1) | BRPI0606070A (en) |
CA (1) | CA2572024A1 (en) |
NO (1) | NO20065972L (en) |
RU (1) | RU2308551C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169432U1 (en) * | 2016-03-01 | 2017-03-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | GAS-COVERED COVERING OF AN ALUMINUM ELECTROLYZER WITH BURNED ANODES |
RU173997U1 (en) * | 2016-11-07 | 2017-09-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | COOLING DEVICE FOR WASTE TECHNOLOGICAL GASES OF METALLURGICAL PRODUCTION TRANSPORTED BY GAS-NET |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3016893B1 (en) * | 2014-01-27 | 2016-01-15 | Rio Tinto Alcan Int Ltd | ELECTROLYSIS TANK COMPRISING A CLOSING WALL |
CN106149007A (en) * | 2015-04-22 | 2016-11-23 | 沈阳铝镁科技有限公司 | Aluminum electrolyzing cell used multistage stand alone type gas collection lower flue structure |
CN106567105B (en) * | 2016-11-07 | 2018-09-25 | 中国铝业股份有限公司 | A kind of method of river diversion of aluminium cell flue gas |
RU2744333C1 (en) * | 2020-02-25 | 2021-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Aluminum electrolyser gas extraction system |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2563845B1 (en) * | 1984-05-03 | 1986-10-03 | Pechiney Aluminium | METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC OVER-SUCTION ON ELECTROLYSIS TANKS FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM |
-
2005
- 2005-12-22 RU RU2005140160/02A patent/RU2308551C1/en active IP Right Revival
-
2006
- 2006-12-22 CA CA002572024A patent/CA2572024A1/en not_active Abandoned
- 2006-12-22 US US11/644,657 patent/US20070144895A1/en not_active Abandoned
- 2006-12-22 BR BRPI0606070-6A patent/BRPI0606070A/en not_active Application Discontinuation
- 2006-12-22 AU AU2006252226A patent/AU2006252226A1/en not_active Abandoned
- 2006-12-22 NO NO20065972A patent/NO20065972L/en not_active Application Discontinuation
- 2006-12-26 AR ARP060105788A patent/AR058744A1/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169432U1 (en) * | 2016-03-01 | 2017-03-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | GAS-COVERED COVERING OF AN ALUMINUM ELECTROLYZER WITH BURNED ANODES |
RU173997U1 (en) * | 2016-11-07 | 2017-09-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | COOLING DEVICE FOR WASTE TECHNOLOGICAL GASES OF METALLURGICAL PRODUCTION TRANSPORTED BY GAS-NET |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20065972L (en) | 2007-06-25 |
US20070144895A1 (en) | 2007-06-28 |
AR058744A1 (en) | 2008-02-20 |
AU2006252226A1 (en) | 2007-07-12 |
CA2572024A1 (en) | 2007-06-22 |
RU2005140160A (en) | 2007-06-27 |
BRPI0606070A (en) | 2007-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2308551C1 (en) | Apparatus for collecting and removing gases of aluminum cell | |
RU2385975C2 (en) | Device for gas collection and outgassing out of aluminium electrolytic cells | |
CN102287389A (en) | Experimental apparatus of compressor grate | |
CN106422684A (en) | Device for removing white smoke in flue gas | |
CN108800175A (en) | A kind of large size flue Three-dimensional Flow homogenization method and device | |
CN106679394A (en) | Air box system unit of film transverse stretching drying box | |
CN205747691U (en) | Energy-conservation radiation freeze-drier | |
CN203116473U (en) | Air knife | |
CN102720622A (en) | Vortex generator for turbine draft tube | |
CN102679480A (en) | Dew point indirect evaporation cooler with plate-tube combined structure | |
WO2008102626A1 (en) | Air-cooled heat pump chiller | |
RU2666211C1 (en) | Aeration system for hydraulic turbine | |
CN207857132U (en) | For electric precipitator skewed gas flow circulator | |
CN202152376U (en) | Air exhaust device of aluminum electrolysis cell | |
RU2553137C1 (en) | Device for gases collecting and removing from aluminium electrolyser | |
CN208275601U (en) | The air stream outlet dust collect plant and electric precipitator of electric precipitator | |
CN108119402A (en) | A kind of spiral case inlet pressure structure of centrifugal blower | |
CN105114184A (en) | Adjustable filter device for combustion gas turbine | |
RU2744333C1 (en) | Aluminum electrolyser gas extraction system | |
CN204612427U (en) | Environment protection-type film drying unit | |
KR101615599B1 (en) | Complex Electric Generator using Tornado | |
CN202613630U (en) | Plate and tube type dew-point indirect evaporative cooler | |
CN108499737B (en) | Be used for oblique air current circulating device of electrostatic precipitator | |
RU169432U1 (en) | GAS-COVERED COVERING OF AN ALUMINUM ELECTROLYZER WITH BURNED ANODES | |
CN204612428U (en) | Chute type film drying unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081223 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100520 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20131024 |