RU2392355C1 - Installation for afterburning anode gases of aluminium electrolytic cell - Google Patents

Installation for afterburning anode gases of aluminium electrolytic cell Download PDF

Info

Publication number
RU2392355C1
RU2392355C1 RU2008152891/02A RU2008152891A RU2392355C1 RU 2392355 C1 RU2392355 C1 RU 2392355C1 RU 2008152891/02 A RU2008152891/02 A RU 2008152891/02A RU 2008152891 A RU2008152891 A RU 2008152891A RU 2392355 C1 RU2392355 C1 RU 2392355C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
burner
angle
openings
gas
air
Prior art date
Application number
RU2008152891/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Анатольевич Ярыгин (RU)
Леонид Анатольевич Ярыгин
Николай Борисович Лыков (RU)
Николай Борисович Лыков
Игорь Германович Ермаков (RU)
Игорь Германович Ермаков
Original Assignee
Леонид Анатольевич Ярыгин
Николай Борисович Лыков
Игорь Германович Ермаков
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 Леонид Анатольевич Ярыгин, Николай Борисович Лыков, Игорь Германович Ермаков filed Critical Леонид Анатольевич Ярыгин
Priority to RU2008152891/02A priority Critical patent/RU2392355C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2392355C1 publication Critical patent/RU2392355C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: installation for afterburning anode gases of electrolytic cell consists of horizontal branch with system of gas suction and of burner. The burner consists of an upper cylinder part and a lower part. From the top at 1/3 of surface it has a conic shape at angle 20-30°, in the middle at Ѕ the burner is made with cylinder surface and below at 1/6 it is made with conic surface at angle 55-65°. Eight through tangential apertures for air supply at angle 40-50° to horizontal are made in the lower part of the cylinder surface of the burner. Also the lower part of the burner rests on surface of a cup made as a hollow truncated cone of 55-65° angle. The cup is mounted on the boss of a gas collecting bell. Further the installation consists of a heat-exchanger enveloping the burner with a gap. The heat exchanger corresponds to a screen and a jacket with directing plates. The plates are rigidly fixed to a lower end of the jacket at angle of 130-140° to its external surface covered with a layer of heat insulation. Through openings, by one in each, are made in the screen and the jacket. These openings are coaxial to one of tangential openings in the burner. An ignition plug for igniting gas-air mixture is installed in one of eight openings for air supply. The plug passes through openings in the screen and jacket, is fixed by means of a nut and is rigidly secured on external surface of the case. By means of a high-voltage cable the plug is connected with a high-voltage source. Eight plugs for air oxygen ozonisation are installed in eight through openings in the case and secured with coaxially tightened nuts; these plugs are also connected to the source of high voltage by means of the high-voltage cable. A temperature sensor is installed in the opening of the boss with a screw. The boss is rigidly fixed on the horizontal branch. By means of a measuring cable the temperature sensor is in series connected with a heat regulator and the high-voltage source. By means of flanges the system of gas suction is in series connected to the horizontal branch, with the burner, with the cup and with the boss of the gas collecting bell.
EFFECT: increased stability and efficiency of afterburning and removal of anode gases, 2-3 times reduced dust exhaust into system of gas suction and 5-10 times reduced concentration of cancerogenic resin substances and benzopyrene.
3 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для дожигания анодных газов электролитического получения алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to devices for afterburning anode gases of electrolytic production of aluminum in electrolytic cells with self-baking anodes.

Наиболее близким техническим решением является устройство для эффективного дожигания анодных газов алюминиевого электролизера, включающее горелку из двух частей с верхней цилиндрической и нижней конической с зубчатой нижней кромкой в форме треугольника с зазорами для подвода подогретого воздуха, горелка опирается при помощи приливов с зазорами на внутреннюю поверхность чаши с лючком, установленной на приливе газосборного колокола, а теплообменник, охватывающий с зазором горелку, опирается внизу на чашу с наружной стороны, между нижней конической частью горелки и чашей имеется форкамера в виде зазора.The closest technical solution is a device for efficient afterburning of the anode gases of an aluminum electrolyzer, including a two-part burner with a top cylindrical and lower conical with a toothed bottom edge in the form of a triangle with gaps for supplying heated air, the burner is supported by tides with gaps on the inner surface of the bowl with a hatch installed on the tide of the gas collection bell, and the heat exchanger, covering the burner with a gap, rests on the bottom of the bowl from the outside, between the bottom the conical part of the burner and the bowl has a pre-chamber in the form of a gap.

Патент РФ №2294406, М.кл. C25C 3/22, 2005 г.RF patent No. 2294406, M.cl. C25C 3/22, 2005

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- погасание в горелке пламени дожигания анодных газов анодов из-за дефицита воздуха, так как конвективный восходящий поток нагретого воздуха в зазоре между теплообменником и корпусом горелки препятствует движению нисходящего потока холодного наружного воздуха в этом же зазоре, при переохлаждении зоны дожигания в холодное время из-за низкой эффективности нагрева воздуха в теплообменнике с простым прямолинейным зазором и холодный воздух не успевает нагреться, при использовании «сухой» анодной массы в алюминиевых электролизерах из-за низких концентраций горючих веществ в анодных газах;- extinction in the burner of the flame of the afterburning of the anode gases of the anodes due to air deficiency, since the convective upward flow of heated air in the gap between the heat exchanger and the burner body prevents the downward flow of cold external air in the same gap when the afterburning zone is supercooled in cold time due to due to the low efficiency of heating the air in the heat exchanger with a simple rectilinear gap and the cold air does not have time to heat up when using the “dry” anode mass in aluminum electrolyzers due to viscous combustibles concentration in the anode gas;

- пониженная объемная производительность устройства из-за повышенного гидравлического сопротивления горелки вследствие зарастания объема форкамеры сажевыми отложениями из-за недожога анодных газов вследствие недостатка воздуха, обусловленного повышенным гидравлическим сопротивлением теплообменника (гидравлическим «тромбом»), малой величиной разрежения в 2÷10 Па в горелке от системы отсоса газов, также наличия больших местных сопротивлений - выхода газов из-под колокола, входы в чашу и в горелку, горизонтального патрубка с малым радиусом поворота, встречным движением потоков анодных газов и воздуха в форкамере, а также выход анодных газов в воздух рабочей зоны из-за снижения объемной производительности устройства;- reduced volumetric productivity of the device due to increased hydraulic resistance of the burner due to overgrowth of the prechamber volume by soot deposits due to anode gas burn-up due to lack of air due to increased hydraulic resistance of the heat exchanger (hydraulic “thrombus”), low vacuum of 2 ÷ 10 Pa in the burner from the gas exhaust system, also the presence of large local resistances - gas exit from under the bell, entrances to the bowl and burner, horizontal pipe with small radial Som rotation oncoming traffic anode gas and air flows in the precombustion chamber and the anode exit gas in the air of the working area due to the volume reduction performance of the device;

- быстрое зарастание газоходов системы отсоса газов из-за большого пылевыноса с анодными газами из-под газосборного колокола вследствие повышенных и невыровненных скоростей входа анодных газов на входе в устройство, т.е вытянутой эпюры скоростей анодных газов по оси устройства.- rapid fouling of the gas ducts of the gas exhaust system due to the large dust removal with anode gases from under the gas collection bell due to increased and unbalanced anode gas inlet velocities at the device inlet, i.e., an elongated diagram of the anode gas velocities along the device axis.

Задача изобретения заключается в создании установки, позволяющей повысить стабильность и эффективность удаления и дожигания анодных газов алюминиевого электролизера.The objective of the invention is to create an installation that improves the stability and efficiency of removal and afterburning of the anode gases of an aluminum electrolyzer.

Поставленная задача достигается тем, что в установке для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера, включающей горизонтальный патрубок с системой отсоса газа, горелку из верхней цилиндрической и нижней частей, опирающейся на поверхность чаши, установленной на приливе газосборного колокола, теплообменник, охватывающий с зазором горелку, новым является то, что нижняя часть горелки выполнена сверху на 1/3 поверхности конической формы под углом 20-30°, в середине на 1/2 с цилиндрической поверхностью и внизу на 1/6 с конической поверхностью под углом 55-65°, в нижней части цилиндрической поверхности горелки выполнены 8 сквозных тангенциальных отверстий для подвода воздуха под углом 40-50° к горизонтали, теплообменник выполнен в виде экрана и кожуха с направляющими пластинами, жестко закрепленными к нижнему краю кожуха под углом 130-140° к его внешней, покрытой слоем теплоизоляции, поверхности, в кожухе и экране выполнены по одному в каждом сквозные отверстия, соосные одному из тангенциальных отверстий в горелке, в одном из восьми отверстий для подвода воздуха установлена запальная свеча для поджога газовоздушной смеси, проходящая в отверстия в экране и кожухе и закрепленная с помощью гайки, жестко установленной на внешней поверхности кожуха, запальная свеча посредством высоковольтного кабеля соединена с источником высокого напряжения, в кожухе выполнены сквозные отверстия с соосно прикрепленными 8 гайками с установленными 8 свечами для озонирования кислорода воздуха, которые с помощью высоковольтного кабеля соединены с источником высокого напряжения, датчик температуры установлен в отверстии бобышки с винтом, жестко закрепленной на горизонтальном патрубке, датчик через измерительный кабель последовательно соединен с терморегулятором и источником высокого напряжения, последовательно при помощи фланцев соединены система отсоса газа с горизонтальным патрубком, с горелкой, с чашей, выполненной в виде полого усеченного конуса с углом 55÷65°, и с приливом газосборного колокола.This object is achieved in that in the installation for afterburning the anode gases of an aluminum electrolyzer, including a horizontal nozzle with a gas suction system, a burner from the upper cylindrical and lower parts resting on the surface of the bowl mounted on the tide of the gas collection bell, a heat exchanger covering the burner with a gap is new is that the lower part of the burner is made on top of 1/3 of the conical shape at an angle of 20-30 °, in the middle of 1/2 with a cylindrical surface and below 1/6 of the conical surface at an angle of 55-65 °, in the lower part of the cylindrical surface of the burner there are 8 through tangential openings for air supply at an angle of 40-50 ° to the horizontal, the heat exchanger is made in the form of a screen and a casing with guide plates rigidly fixed to the lower edge of the casing at an angle 130-140 ° to its outer surface, covered with a layer of thermal insulation, in the casing and the shield, one through hole is made in each, coaxial to one of the tangential openings in the burner, a fuse is installed in one of eight openings for air supply candle for burning the air-gas mixture passing into the holes in the screen and the casing and secured with a nut rigidly mounted on the outer surface of the casing, the glow plug is connected to the high voltage source via a high-voltage cable, through holes are made in the casing with 8 coaxially attached nuts with installed 8 candles for ozonation of atmospheric oxygen, which are connected with a high voltage source using a high-voltage cable, a temperature sensor is installed in the hole of the boss with a screw ohm, rigidly mounted on a horizontal branch pipe, the sensor is connected in series through the measuring cable to the temperature controller and a high voltage source, and a gas suction system with a horizontal pipe, with a burner, and a bowl made in the form of a hollow truncated cone with an angle of 55 ÷ 65 are connected in series using flanges °, and with the rush of the gas collection bell.

Нижняя часть горелки выполнена сверху на 1/3 поверхности конической формы под углом 20-30° для выхода смеси анодных газов с воздухом в верхнюю цилиндрическую часть горелки с минимальным гидравлическим сопротивлением.The lower part of the burner is made on top of 1/3 of the surface of the conical shape at an angle of 20-30 ° to exit the mixture of anode gases with air into the upper cylindrical part of the burner with minimal hydraulic resistance.

Нижняя часть горелки выполнена в середине на 1/2 с цилиндрической поверхностью с целью ускорения анодных газов, эффективного турбулентно-вихревого смешения их с воздухом и создания разрежения в этой части горелки для компенсации увеличенного гидравлического сопротивления теплообменника лабиринтной конструкции прохождению воздуха через него.The lower part of the burner is made in the middle by 1/2 with a cylindrical surface in order to accelerate the anode gases, effectively turbulently vortex mix them with air and create a vacuum in this part of the burner to compensate for the increased hydraulic resistance of the labyrinth design heat exchanger to the passage of air through it.

Нижняя часть горелки выполнена внизу на 1/6 с конической поверхностью под углом 55-65° для входа анодных газов в горелку с минимальным гидравлическим сопротивлением и со сниженными выровненными скоростями через ее поперечное сечение для уменьшения пылевыноса с анодными газами из-под колокола электролизера и для дополнительного использования напора анодных газов под газосборным колоколом электролизера.The lower part of the burner is 1/6 lower with a conical surface at an angle of 55-65 ° for the anode gases to enter the burner with minimal hydraulic resistance and with reduced aligned speeds through its cross section to reduce dust removal with anode gases from under the electrolysis bell and for additional use of the pressure of the anode gases under the gas collecting bell of the electrolyzer.

В нижней части цилиндрической поверхности горелки выполнены 8 сквозных тангенциальных отверстий для подвода воздуха под углом 40-50° к горизонтали с целью обеспечения вихревого смешения анодных газов с воздухом в горелке и для создания эжекционного разрежения в горелке и теплообменнике, дополнительного к дымососному разрежению в 2-10 Па в горелке от системы отсоса газов.In the lower part of the cylindrical surface of the burner, 8 through tangential openings are made for supplying air at an angle of 40-50 ° to the horizontal in order to ensure vortex mixing of the anode gases with air in the burner and to create an ejection vacuum in the burner and heat exchanger, additional to the smoke exhaust vacuum of 2- 10 Pa in the burner from the exhaust gas system.

Теплообменник выполнен в виде экрана и кожуха со слоем теплоизоляции для создания лабиринтного, эффективного теплообмена посредством прохождения наружного холодного воздуха в зазоре между кожухом, экраном и наружной горячей поверхностью горелки и для минимизации тепловых потерь горелки с целью стабилизации работы и на электролизере с «сухой» анодной массой.The heat exchanger is made in the form of a screen and a casing with a layer of thermal insulation to create a labyrinth, efficient heat transfer by passing external cold air in the gap between the casing, the screen and the external hot surface of the burner and to minimize the heat loss of the burner in order to stabilize the operation of the electrolytic cell with a “dry” anode mass.

Направляющие воздух пластины, жестко закрепленные к нижнему краю кожуха под углом 130-140° к внешней покрытой слоем теплоизоляции поверхности, необходимы для направления с минимальным гидравлическим сопротивлением восходящего конвективного потока горячего воздуха, нагретого от колокола электролизера, в зазор между кожухом и экраном теплообменника с целью использования тепла и напора потока воздуха.Air-guiding plates, rigidly fixed to the lower edge of the casing at an angle of 130-140 ° to the external surface covered with a layer of thermal insulation, are necessary for directing with minimal hydraulic resistance the upward convective flow of hot air heated from the electrolysis bell into the gap between the casing and the heat exchanger screen in order to use of heat and air flow pressure.

Чаша выполнена в виде полого усеченного конуса с углом 55-65° для снижения и выравнивания скорости входа анодных газов из-под газосборного колокола в горелку для сокращения пылевыноса, а также повышения напора анодных газов на входе в горелку.The bowl is made in the form of a hollow truncated cone with an angle of 55-65 ° to reduce and equalize the rate of entry of anode gases from under the gas collection bell to the burner to reduce dust removal, as well as increase the pressure of the anode gases at the inlet to the burner.

При помощи фланцев соединены последовательно система отсоса газа с горизонтальным патрубком, с горелкой, с чашей и с приливом газосборного колокола для снижения затрат на изготовление, монтаж и ремонт установки.Using flanges, the gas suction system is connected in series with a horizontal nozzle, with a burner, with a bowl and with a tide of a gas collection bell to reduce costs for the manufacture, installation and repair of the installation.

В одном из восьми отверстий для подвода воздуха установлена запальная свеча для поджога газовоздушной смеси, проходящая через отверстия в экране и кожухе, и закреплена с помощью гайки, жестко установленной на внешней поверхности кожуха, запальная свеча посредством высоковольтного кабеля соединена с источником высокого напряжения для воспламенения смеси анодных газов и воздуха в горелке высоковольтным искровым разрядом.In one of the eight air supply openings, a spark plug for igniting the gas-air mixture is installed, passing through the holes in the screen and the casing, and secured with a nut rigidly mounted on the outer surface of the casing, the spark plug is connected to the high voltage source by means of a high-voltage cable to ignite the mixture anode gases and air in the burner with a high voltage spark discharge.

В верхней горизонтальной части кожуха выполнены сквозные отверстия с соосно прикрепленными 8 гайками и установленными в них 8 свечами для озонирования кислорода воздуха, которые с помощью высоковольтного кабеля соединены с источником высокого напряжения для озоновой активации воздуха как окислителя органических соединений в анодных газах с целью снижения коэффициента избытка воздуха, необходимого для эффективного сжигания органических соединений, стабилизации работы установки и снижения объема газообразных продуктов дожигания анодных газов, которые необходимо очищать.In the upper horizontal part of the casing, through holes are made with 8 nuts coaxially attached and 8 candles installed therein for ozonation of air oxygen, which are connected with a high voltage cable to a high voltage source for ozone activation of air as an oxidizer of organic compounds in anode gases in order to reduce the excess coefficient air necessary for efficient burning of organic compounds, stabilizing the operation of the plant and reducing the volume of gaseous products of afterburning ano gases to be cleaned.

Датчик температуры установлен в отверстии бобышки с винтом, жестко закрепленной на горизонтальном патрубке, датчик через измерительный кабель последовательно соединен с терморегулятором и источником высокого напряжения для обеспечения автоматического поджога смеси анодных газов и воздуха при падении температуры корпуса горизонтального патрубка вследствие погасания пламени в горелке.The temperature sensor is installed in the boss hole with a screw rigidly fixed to the horizontal pipe, the sensor is connected through a measuring cable in series with the temperature controller and a high voltage source to provide automatic ignition of the mixture of anode gases and air when the temperature of the horizontal pipe body falls due to the extinction of the flame in the burner.

Предлагаемая установка для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера поясняется чертежами,The proposed installation for afterburning the anode gases of an aluminum electrolyzer is illustrated by drawings,

где на фиг.1 изображена установка для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера; на фиг.2 - сечение А-А нижней части горелки с цилиндрической поверхностью и сквозными тангенциальными отверстиями; на фиг.3 - сечение Б-Б корпуса горелки со сквозным тангенциальным отверстием.where figure 1 shows the installation for afterburning the anode gases of an aluminum electrolyzer; figure 2 is a section aa the lower part of the burner with a cylindrical surface and through tangential openings; figure 3 is a cross-section BB of the burner body with a through tangential hole.

Установка для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера состоит из горизонтального патрубка 1 с системой 2 отсоса газа, горелки из верхней цилиндрической 3 и нижней 4 частей, выполненной сверху на 1/3 поверхности конической формы 5 под углом 20-30°, в середине на 1/2 с цилиндрической поверхностью 6 и внизу на 1/6 с конической поверхностью 7 под углом 55-65°, в нижней 4 части цилиндрической поверхности 6 горелки выполнены восемь сквозных тангенциальных отверстий 8 для подвода воздуха под углом 40-50° к горизонтали, причем нижняя часть 4 горелки опирается на поверхность чаши 9, выполненной в виде полого усеченного конуса с углом 55÷65° и установленной на приливе 10 газосборного колокола 11. Установка также состоит из теплообменника 12, охватывающего с зазором горелку, теплообменник 12 выполнен в виде экрана 13 и кожуха 14 с направляющими пластинами 15, жестко закрепленными к нижнему краю кожуха 14 под углом 130-140° к его внешней, покрытой слоем 16 теплоизоляции поверхности, в экране 13 и кожухе 14 выполнены по одному в каждом сквозные отверстия 17 и 18, соосные одному из тангенциальных отверстий 8 в горелке, в одном из восьми отверстий 8 для подвода воздуха установлена запальная свеча 19 для поджога газовоздушной смеси, проходящая в отверстия 17 и 18 в экране 13 и кожухе 14, и закреплена с помощью гайки 20, жестко установленной на внешней поверхности кожуха 14, запальная свеча 19 посредством высоковольтного кабеля 21 соединена с источником 22 высокого напряжения, в кожухе 14 выполнены сквозные отверстия 23 с соосно прикрепленными восемью гайками 24 с установленными восемью свечами 25 для озонирования кислорода воздуха, которые с помощью высоковольтного кабеля 26 соединены с источником 27 высокого напряжения, датчик 28 температуры установлен в отверстии бобышки с винтом 29, жестко закрепленной на горизонтальном патрубке 1, датчик 28 температуры через измерительный кабель 30 последовательно соединен с терморегулятором 31 и источником 22 высокого напряжения, последовательно при помощи фланцев 32 соединены система отсоса газа с горизонтальным патрубком 1, с горелкой, с чашей 9 и с приливом 10 газосборного колокола 11.The installation for the afterburning of the anode gases of the aluminum electrolyzer consists of a horizontal pipe 1 with a gas suction system 2, a burner from the upper cylindrical 3 and lower 4 parts, made on top of 1/3 of the surface of the conical shape 5 at an angle of 20-30 °, in the middle by 1 / 2 with a cylindrical surface 6 and 1/6 lower with a conical surface 7 at an angle of 55-65 °, in the lower 4 of the cylindrical surface 6 of the burner there are eight through tangential openings 8 for air supply at an angle of 40-50 ° to the horizontal, and the lower part 4 burner op is mounted on the surface of the bowl 9, made in the form of a hollow truncated cone with an angle of 55 ÷ 65 ° and mounted on the tide 10 of the gas collection bell 11. The installation also consists of a heat exchanger 12, covering the burner with a gap, the heat exchanger 12 is made in the form of a screen 13 and a casing 14 s guide plates 15, rigidly fixed to the lower edge of the casing 14 at an angle of 130-140 ° to its outer surface covered with a layer 16 of heat insulation, in the screen 13 and the casing 14 are made one through each of the holes 17 and 18, coaxial to one of the tangential holes 8 in the mountains In one of the eight holes 8 for supplying air, a spark plug 19 is installed for igniting the gas-air mixture, passing into the holes 17 and 18 in the screen 13 and the casing 14, and secured with a nut 20, rigidly mounted on the outer surface of the casing 14, the glow plug 19 by means of a high-voltage cable 21 is connected to a high-voltage source 22, through-hole 23 is made through holes 23 with eight nuts 24 coaxially attached with eight candles 25 for ozonation of air oxygen, which using high-voltage cable 26 is connected to a high voltage source 27, a temperature sensor 28 is installed in the boss hole with a screw 29, rigidly mounted on a horizontal pipe 1, a temperature sensor 28 is connected in series via a temperature cable 30 to a temperature controller 31 and a high voltage source 22, in series with flanges 32, the gas suction system is connected with the horizontal pipe 1, with the burner, with the bowl 9 and with the tide 10 of the gas collection bell 11.

Установка для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера работает следующим образом.Installation for the afterburning of the anode gases of an aluminum electrolyzer operates as follows.

Анодные газы из газосборного колокола 11 под существующим в нем давлении + ΔP и под действием разрежения - ΔP системы 2 отсоса газов плавно с минимальным гидравлическим сопротивлением входят последовательно в чашу 9, причем вниз на 1/6 с конической поверхностью 7 под углом 55-65° и середину - на 1/2 с цилиндрической поверхностью 6 нижней части 4 горелки, в которой анодные газы ускоряются, через восемь сквозных тангенциальных отверстий 8 в цилиндрической 6 поверхности нижней 4 части в горелку под действием разрежений системы отсоса газов и эжекции скоростного потока анодных газов из теплообменника 12 засасывается нагретый и озонированный воздух, который последовательно проходит перед этим зазор между экраном 13 и наружной поверхностью горелки и зазор между внутренней поверхностью кожуха 14 и экраном 13, плавно с минимальным гидравлическим сопротивлением поступает в зазор теплообменника 12 между кожухом 14 с направляющими пластинами 15 и экраном 13, причем в зазоре под кожухом 14 с установленными восемью свечами 25 производится озонирование кислорода воздуха от источника 27 высокого напряжения. В нижней части 4 в середине на 1/2 с цилиндрической поверхностью 6 и далее сверху на 1/3 поверхности 5 конической формы под углом 20-30° происходит интенсивное перемешивание тангенциально-вихревого потока нагретого и озонированного воздуха и вертикального турбулизованного потока горячих анодных газов с образованием хорошо перемешанной смеси анодных газов и воздуха, поступающей далее в верхнюю цилиндрическую часть 3 горелки, в которой происходят ее воспламенение и последующее полное сгорание органических соединений анодных газов. Газообразные продукты дожигания анодных газов (дымовые газы) из верхней цилиндрической части 3 горелки далее поступают последовательно в горизонтальный патрубок 1 и систему 2 отсоса газов.Anode gases from the gas collection bell 11 under the pressure + ΔP existing in it and under the action of vacuum - ΔP of the gas suction system 2 smoothly with minimal hydraulic resistance enter the bowl 9 sequentially, and down 1/6 with the conical surface 7 at an angle of 55-65 ° and the middle - 1/2 with a cylindrical surface 6 of the lower part 4 of the burner, in which the anode gases are accelerated, through eight through tangential holes 8 in the cylindrical 6 surface of the lower 4 part of the burner under the action of rarefaction of the gas suction system and velocity ejection of the remaining flow of anode gases from the heat exchanger 12, heated and ozonized air is sucked in, which subsequently passes the gap between the screen 13 and the outer surface of the burner and the gap between the inner surface of the casing 14 and the screen 13, smoothly with minimal hydraulic resistance enters the gap of the heat exchanger 12 between the casing 14 with guide plates 15 and a screen 13, and in the gap under the casing 14 with eight candles 25 installed, ozonation of air oxygen from a high voltage source 27 is performed i. In the lower part 4 in the middle 1/2 with a cylindrical surface 6 and further on top 1/3 of the conical shape 5 at an angle of 20-30 ° there is intensive mixing of the tangential-vortex flow of heated and ozonized air and a vertical turbulent flow of hot anode gases with the formation of a well-mixed mixture of anode gases and air, flowing further into the upper cylindrical part 3 of the burner, in which it ignites and the subsequent complete combustion of organic compounds of the anode gases. The gaseous products of afterburning of the anode gases (flue gases) from the upper cylindrical part 3 of the burner then enter sequentially into the horizontal pipe 1 and the gas exhaust system 2.

В случае погасания пламени в горелке происходит быстрое снижение температуры поверхности горизонтального патрубка 1, которое регистрируется датчиком 28 температуры в бобышке с винтом 29, установленной на горизонтальном патрубке 1, измеряется терморегулятором 31, который подает сигнал включения источника 22 высокого напряжения, подающий высоковольтное напряжение в свечу 21 поджига смеси анодных газов и воздуха в горелке.In the event of the extinction of the flame in the burner, the surface temperature of the horizontal pipe 1 decreases rapidly, which is detected by the temperature sensor 28 in the boss with a screw 29 mounted on the horizontal pipe 1, it is measured by the temperature controller 31, which supplies a signal to turn on the high voltage source 22, which supplies high voltage to the candle 21 ignition of the mixture of anode gases and air in the burner.

Технический результат использования установки для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера является повышение стабильности и эффективности удаления анодных газов, позволяющее предотвращать их выход в рабочую зону, благодаря снижению гидравлического сопротивления установки, дополнительному использованию давления анодных газов под газосборным колоколом. Уменьшение и выравнивание скоростей выхода анодных газов позволяет снизить в 2-3 раза пылевынос в систему отсоса газов. Озонирование и дополнительный подогрев воздуха в теплообменнике, утепление корпуса горелки теплообменником повышает стабильность и эффективность дожигания анодных газов алюминиевого электролизера, предотвращая погасание установки и снижая содержание канцерогенных смолистых веществ и бенз(а)пирена в 5-10 раз по сравнению с прототипом.The technical result of using the installation for burning the anode gases of an aluminum electrolyzer is to increase the stability and efficiency of removal of the anode gases, which can prevent them from entering the working area due to a decrease in the hydraulic resistance of the installation, and additional use of the pressure of the anode gases under the gas collection bell. Reducing and equalizing the exit speeds of the anode gases makes it possible to reduce dust emission by 2-3 times into the exhaust gas system. Ozonation and additional heating of the air in the heat exchanger, insulation of the burner body with a heat exchanger increases the stability and efficiency of afterburning of the anode gases of the aluminum electrolyzer, preventing the extinction of the installation and reducing the content of carcinogenic resinous substances and benzo (a) pyrene by 5-10 times in comparison with the prototype.

Claims (1)

Установка для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера, содержащая горизонтальный патрубок с системой отсоса газа, горелку с верхней цилиндрической и нижней частями, опирающуюся на поверхность чаши, установленной на приливе газосборного колокола, и теплообменник, охватывающий с зазором горелку, отличающаяся тем, что нижняя часть горелки выполнена сверху на 1/3 ее поверхности с конической поверхностью под углом 20-30°, в середине на 1/2 ее поверхности - с цилиндрической поверхностью и внизу на 1/6 ее поверхности - с конической поверхностью под углом 55-65°, причем в нижней части горелки с цилиндрической поверхностью выполнены восемь сквозных тангенциальных отверстий для подвода воздуха под углом 40-50° к горизонтали, а теплообменник выполнен в виде экрана и кожуха с жестко закрепленными к его нижнему краю направляющими пластинами под углом 130-140° к его внешней поверхности, покрытой слоем теплоизоляции, при этом кожух и экран выполнены с одним сквозным отверстием, соосным одному из тангенциальных отверстий в горелке, а в одном из восьми отверстий для подвода воздуха установлена запальная свеча для поджога газовоздушной смеси, проходящая через отверстия в экране и кожухе, закрепленная с помощью гайки, жестко установленной на внешней поверхности кожуха, и соединенная посредством высоковольтного кабеля с источником высокого напряжения, причем в кожухе выполнены сквозные отверстия с соосно установленными и прикрепленными гайками восемью свечами для озонирования кислорода воздуха, соединенными с помощью высоковольтного кабеля с источником высокого напряжения, датчик температуры установлен в отверстии бобышки с винтом, жестко закрепленной на горизонтальном патрубке, и через измерительный кабель последовательно соединен с терморегулятором и источником высокого напряжения, а система отсоса газа при помощи фланцев последовательно соединена с горизонтальным патрубком, горелкой, чашей, выполненной в виде полого усеченного конуса с углом 55-65°, и с приливом газосборного колокола. An anode gas afterburner installation of an aluminum electrolyzer containing a horizontal nozzle with a gas suction system, a burner with an upper cylindrical and lower parts resting on the surface of a bowl mounted on a tide of a gas collection bell, and a heat exchanger covering the burner with a gap, characterized in that the lower part of the burner made on top of 1/3 of its surface with a conical surface at an angle of 20-30 °, in the middle on 1/2 of its surface - with a cylindrical surface and below on 1/6 of its surface - with a conical surface at an angle of 55-65 °, and in the lower part of the burner with a cylindrical surface there are eight through tangential holes for air supply at an angle of 40-50 ° to the horizontal, and the heat exchanger is made in the form of a screen and a casing with guide plates rigidly fixed to its lower edge at an angle of 130-140 ° to its outer surface covered with a layer of thermal insulation, while the casing and screen are made with one through hole coaxial to one of the tangential openings in the burner, and in one of eight openings for air supply Lena glow plug for burning the air-gas mixture passing through the holes in the screen and the casing, fixed with a nut rigidly mounted on the outer surface of the casing, and connected via a high-voltage cable to a high voltage source, and through holes with coaxially mounted and attached nuts are made in the casing eight candles for ozonation of oxygen in the air, connected via a high-voltage cable to a high voltage source, a temperature sensor is installed in the hole towers with a screw rigidly mounted on a horizontal pipe, and through a measuring cable connected in series with the temperature controller and a high voltage source, and the gas suction system using flanges is connected in series with a horizontal pipe, burner, bowl made in the form of a hollow truncated cone with an angle of 55 65 °, and with the rush of the gas collection bell.
RU2008152891/02A 2008-12-30 2008-12-30 Installation for afterburning anode gases of aluminium electrolytic cell RU2392355C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152891/02A RU2392355C1 (en) 2008-12-30 2008-12-30 Installation for afterburning anode gases of aluminium electrolytic cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152891/02A RU2392355C1 (en) 2008-12-30 2008-12-30 Installation for afterburning anode gases of aluminium electrolytic cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2392355C1 true RU2392355C1 (en) 2010-06-20

Family

ID=42682733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008152891/02A RU2392355C1 (en) 2008-12-30 2008-12-30 Installation for afterburning anode gases of aluminium electrolytic cell

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2392355C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2484184C1 (en) * 2011-12-29 2013-06-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Device for anode gases aspiration on electrolyser with upper current lead

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2484184C1 (en) * 2011-12-29 2013-06-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Device for anode gases aspiration on electrolyser with upper current lead

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101706103B (en) Efficient and energy-saving environment-friendly high-pressure burner
WO1996001393A1 (en) Mixing chamber arrangement
CN205261590U (en) Ground torch
CN204388055U (en) Rotary-cut hybrid combustor
WO2022152311A1 (en) Waste gas/waste liquid/solid waste combustion treatment device and use method therefor
RU2392355C1 (en) Installation for afterburning anode gases of aluminium electrolytic cell
CN201636865U (en) High-efficiency, energy-saving and environmentally-friendly high pressure burner
CN203218710U (en) Efficient ignition spark plug
CN208282099U (en) A kind of porous media premix burner
CN209338597U (en) A kind of converter gas dedusting and residual neat recovering system
CN206831487U (en) A kind of energy-saving burner using water-gas fuel
RU2456380C1 (en) Burner of aluminium electrolyser with intensive blending of components
CN209722061U (en) Integrated startup burner
RU103171U1 (en) IGNITION DEVICE
CN104949117B (en) High-efficient energy-saving environment friendly alcohol-based fuel burner
CN210153790U (en) Biomass carbonization combustible gas combustion head
CN108443884B (en) Diffusion type porous medium burner
CN102853437B (en) A kind of open biogas combustion torch
CN106594760B (en) A kind of burner suitable for liquid waste processing
CN220397578U (en) Air inlet device and low-pressure oil burner thereof
CN211853993U (en) Flue gas backflow automatic ignition burner
RU73054U1 (en) GAS-BURNER
RU2103416C1 (en) Apparatus for burning gases from aluminum electrolyzer
CN219955321U (en) Combustion device with air guide structure
CN213146968U (en) Heat exchanger on condensing wall-mounted furnace

Legal Events

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

Effective date: 20101231