RU2532792C1 - Protection of aluminium electrolysis unit with upper current lead - Google Patents

Protection of aluminium electrolysis unit with upper current lead Download PDF

Info

Publication number
RU2532792C1
RU2532792C1 RU2013129586/02A RU2013129586A RU2532792C1 RU 2532792 C1 RU2532792 C1 RU 2532792C1 RU 2013129586/02 A RU2013129586/02 A RU 2013129586/02A RU 2013129586 A RU2013129586 A RU 2013129586A RU 2532792 C1 RU2532792 C1 RU 2532792C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cover
shelter
electrolysis unit
upper current
electrolyzer
Prior art date
Application number
RU2013129586/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Георгиевич Шахрай
Владимир Юрьевич Бажин
Виктор Викторович Кондратьев
Александр Владимирович Белянин
Вера Александровна Гронь
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет"
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 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет"
Priority to RU2013129586/02A priority Critical patent/RU2532792C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2532792C1 publication Critical patent/RU2532792C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to production of aluminium by electrolysis of melts, and namely to cover of an electrolysis unit to obtain aluminium with an upper current lead. The cover of the aluminium electrolysis unit with the upper current lead includes lifting plates gas-tightly connected to a flange of an anode casing and side walls of the electrolysis units by means of rotating levers fixed on the anode casing; each longitudinal side of the cover has at least two holes with surface area S1, the ratio of which to the surface area of the whole cover S2 is S1:S2=0.01÷0.05:1; besides, holes are equipped with tight cover plates, and the above cover itself is provided with heat insulation. The tight cover plate is made in the form of a flattened pyramid with its smaller base facing inside the hole, and an angle between the larger base and the side surface of the cover plate is 2-5°.
EFFECT: providing reduction of pollutant emissions at performance of technological operations related to depressurisation of the cover, and reducing the electric energy consumed by an electrolysis unit.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к производству алюминия электролизом расплавов, и может быть использовано на электролизерах для получения алюминия с верхним подводом тока.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular, to the production of aluminum by electrolysis of melts, and can be used on electrolysis cells to produce aluminum with an overhead current supply.

Известно устройство для улавливания газов алюминиевого электролизера, представляющее собой щитовое укрытие, выполненное в виде верхнего и нижнего экранов и установленное с зазором вдоль стенок анодного кожуха (патент SU №575040).A device for collecting gases of an aluminum electrolyzer is known, which is a shield shelter made in the form of an upper and lower screens and installed with a gap along the walls of the anode casing (patent SU No. 575040).

Недостатками известного устройства являются громоздкость, значительный объем пространства, находящегося под укрытием, и необходимость эвакуации из-под него, в целях предотвращения выбросов в рабочую зону, значительных объемов газов, зачастую превышающих производительность эксплуатируемых вентиляторов-дымососов.The disadvantages of the known device are the bulkiness, a significant amount of space under the shelter, and the need to evacuate from under it, in order to prevent emissions into the working area, significant volumes of gases, often exceeding the performance of the operated smoke exhaust fans.

Известно устройство для сбора газов в электролизерах для получения алюминия, содержащее укрытие в виде ряда подъемных плит, закрепленных на аноде посредством поворотных рычагов и газонепроницаемо соединенных с нижней частью кожуха анода и боковыми стенками электролизера, (патент РФ №2023760).A device for collecting gases in electrolytic cells for producing aluminum is known, comprising a shelter in the form of a series of lifting plates fixed to the anode by means of rotary levers and gas-tightly connected to the lower part of the anode casing and the side walls of the electrolyzer, (RF patent No. 2023760).

Недостатками известного устройства являются необходимость разгерметизации значительной части поверхности расплава при выполнении технологических операций «снятие угольной пены», «подтягивание осадка», «контроль состояния поверхности подошвы анода» и связанные с этим высокие выбросы загрязняющих веществ, а также существенные потери тепла за счет его отвода в окружающую среду через укрытия большой площади наружной поверхности, что сопровождается увеличением расхода электроэнергии и ухудшением энергетических показателей электролизера.The disadvantages of the known device are the need for depressurization of a significant part of the surface of the melt when performing technological operations "removal of coal foam", "pulling up the sediment", "monitoring the surface condition of the sole of the anode" and the associated high emissions of pollutants, as well as significant heat loss due to its removal into the environment through shelters of a large area of the outer surface, which is accompanied by an increase in energy consumption and a deterioration in the energy performance of electro Zera.

Задачей настоящего изобретения является сокращение выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытия, а также снижение потребления электролизером электроэнергии.The objective of the present invention is to reduce emissions of pollutants during technological operations associated with depressurization of the shelter, as well as reducing the consumption of electricity by the electrolyzer.

Достигается это тем, что в защите алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, содержащей укрытие в виде подъемных плит, газонепроницаемо соединенных с поясом анодного кожуха и боковыми стенками электролизера посредством закрепленных на анодном кожухе поворотных рычагов, каждая продольная сторона укрытия снабжена не менее чем двумя отверстиями площадью S1 по отношению к площади всего укрытия S2 при условии S1:S2=0,01÷0,05:1, причем отверстия снабжены герметичными крышками, а само укрытие выполнено с теплоизоляцией.This is achieved in that in the protection of an aluminum electrolyzer with an upper current supply, containing a shelter in the form of lifting plates, gas-tightly connected to the anode casing belt and the side walls of the electrolyzer by means of rotary levers fixed to the anode casing, each longitudinal side of the shelter is equipped with at least two openings with area S 1 with respect to the area of the entire shelter S 2 under the condition S 1 : S 2 = 0.01 ÷ 0.05: 1, the holes being provided with sealed covers, and the shelter itself is made with thermal insulation.

Герметичная крышка выполнена в форме усеченной пирамиды, меньшим основанием обращенной внутрь отверстия, а угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки составляет 2-5°.The sealed cover is made in the form of a truncated pyramid with a smaller base facing the inside of the hole, and the angle between the large base and the side surface of the cover is 2-5 °.

Данные пределы отношения площади отверстия к площади укрытия выбраны из соображений обеспечения удобства выполнения технологических операций «снятие угольной пены», «подтягивание осадка», «контроль состояния поверхности подошвы анода» и уменьшения выбросов загрязняющих веществ в период выполнения этих операций. Отверстия менее 0,01 площади укрытия осложнят и даже сделают невозможным выполнение перечисленных технологических операций. Отверстия площадью более 0,05 площади укрытия приведут к значительному снижению эффективности улавливания загрязняющих веществ газосборным колоколом в период выполнения технологических операций, связанных с разгерметизацией электролизера. Отверстия площадью, равной 0,01÷0,05 площади укрытия, позволяют обеспечить эффективность улавливания анодных газов газосборным колоколом при разгерметизации электролизера на уровне 80-85%, фторида водорода 70-80%, что существенно выше, чем при выполнении технологических операций на электролизере, оборудованном газосборным колоколом.These limits of the ratio of the area of the hole to the area of the shelter are selected from the considerations of ensuring the convenience of performing technological operations “removal of coal foam”, “pulling up sediment”, “control of the surface condition of the sole of the anode” and reduce emissions of pollutants during these operations. Holes of less than 0.01 shelter area will complicate and even make it impossible to carry out the above technological operations. Holes with an area of more than 0.05 shelter area will lead to a significant decrease in the efficiency of catching pollutants by a gas collection bell during the period of technological operations associated with depressurization of the cell. Holes with an area equal to 0.01 ÷ 0.05 of the shelter area make it possible to ensure the capture of anode gases by a gas collection bell during depressurization of the electrolyzer at a level of 80-85%, hydrogen fluoride 70-80%, which is significantly higher than when performing technological operations on the electrolyzer equipped with a gas collection bell.

Угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки в пределах 2÷5° выбран из соображений обеспечения герметичности укрытия в межоперационный период и удобства ее извлечения при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией электролизера. Отступление от данных параметров угла не обеспечит плотного прилегания крышки к отверстию.The angle between the large base and the side surface of the lid within 2 ÷ 5 ° was chosen for reasons of ensuring the tightness of the shelter in the interoperational period and the convenience of its extraction during technological operations associated with depressurization of the electrolyzer. Deviation from these angle parameters will not ensure a tight fit of the cover to the hole.

Укрытие оборудовано теплоизоляцией для сокращения потерь тепла электролизером теплопроводностью и конвекцией, которые находятся в прямой зависимости от площади укрытия, и снижения потребления электролизером электроэнергии на восполнение этих потерь.The shelter is equipped with thermal insulation to reduce heat loss by the electrolyzer with thermal conductivity and convection, which are directly dependent on the area of the shelter, and reduce the consumption of electricity by the electrolyzer to make up for these losses.

Наличие в укрытии отверстий, обеспечивающих допуск к поверхности расплава, обосновывается необходимостью снижения выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией электролизера. Отсутствие таких отверстий вызывает необходимость разгерметизации значительной части расплава путем снятия укрытия, что приводит к существенному увеличению выбросов загрязняющих веществ.The presence of holes in the shelter that provide access to the melt surface is justified by the need to reduce pollutant emissions during technological operations associated with depressurization of the electrolyzer. The absence of such openings necessitates depressurization of a significant part of the melt by removing the cover, which leads to a significant increase in emissions of pollutants.

Выполнение крышки в форме усеченной пирамиды вызвано необходимостью обеспечения герметичности отверстия за счет плотного прилегания крышки к его стенкам в межоперационный период.The execution of the lid in the form of a truncated pyramid is caused by the need to ensure the tightness of the hole due to the tight fit of the lid to its walls in the interoperation period.

На фиг.1 показан электролизер с верхним подводом тока, оборудованный укрытием в виде подъемных плит, газонепроницаемо соединенных с поясом анодного кожуха и боковыми стенками электролизера посредством электроизолирующей герметизирующей засыпки, вид сверху, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.In Fig.1 shows an electrolyzer with an upper current supply, equipped with a shelter in the form of lifting plates, gas-tightly connected to the belt of the anode casing and the side walls of the electrolyzer by means of an electrically insulating sealing filling, top view, Fig.2 - section aa in Fig.1, figure 3 is a section bB in figure 1.

Электролизер 1 с верхним подводом тока, оборудованный анодом 2, размещенным в кожухе 3, по всему периметру последнего оборудован укрытием 4, выполненным в виде подъемных плит. Газонепроницаемость и электрическая изоляция укрытия обеспечивается засыпкой 5, например, глиноземной, размещенной на поясе 6 анодного кожуха 3, и боковой стенкой 7 электролизера 1. Подъемные плиты с помощью кронштейнов 8 и шарниров 9 крепятся к анодному кожуху 3, что обеспечивает, при необходимости, возможность разгерметизации части или всей поверхности расплава по периметру анодного кожуха. Доступ к расплаву при выполнении технологических операций осуществляется через отверстия 10, выполненные в укрытии. Отвод газов из-под укрытия в систему организованного газоотсоса осуществляется через патрубки 11, диагонально расположенные в торцевых сторонах укрытия электролизера. Укрытия, в целях уменьшения отвода от них тепла теплопроводностью и конвекцией, содержат слой теплоизоляции 12, расположенный между наружной 13 и внутренней 14 стенками подъемных плит. Герметизацию отверстий 10 осуществляют крышками 15. Боковые стенки 16 отверстия 10, как и боковые стенки 17 крышек 15, в целях обеспечения плотного прилегания друг к другу выполнены в форме усеченной пирамиды, меньшим основанием обращенной внутрь отверстия, а угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки составляет от 2 до 5 градусов.The cell 1 with an upper current supply, equipped with an anode 2 located in the casing 3, is equipped with a shelter 4 made in the form of lifting plates around the entire perimeter of the latter. Gas tightness and electrical insulation of the shelter is provided by backfill 5, for example, alumina, located on the belt 6 of the anode casing 3, and the side wall 7 of the electrolyzer 1. The lifting plates with brackets 8 and hinges 9 are attached to the anode casing 3, which provides, if necessary, the possibility depressurization of part or all of the surface of the melt around the perimeter of the anode casing. Access to the melt during technological operations is through holes 10 made in the shelter. The removal of gases from under the shelter into an organized gas suction system is carried out through nozzles 11, diagonally located in the end faces of the electrolyzer shelter. Shelters, in order to reduce heat removal from them by thermal conductivity and convection, contain a thermal insulation layer 12 located between the outer 13 and inner 14 walls of the hoisting plates. Sealing the holes 10 is carried out by covers 15. The side walls 16 of the holes 10, as well as the side walls 17 of the covers 15, are made in the form of a truncated pyramid with a smaller base facing the inside of the hole, and the angle between the large base and the side surface of the cover ranges from 2 to 5 degrees.

Устройство работает следующим образом. Из укрытого электролизера анодные газы под укрытием 4 движутся в сторону газоотводящих патрубков 11, через которые они направляются в систему организованного газоотвода на очистку. При этом герметичность укрытия обеспечивается засыпкой 5, размещенной на поясе 6 анодного кожуха 3 и боковой стенке 7 электролизера 1, а герметичность крышек 15, закрывающих отверстия 10, обеспечивается стенками 16 и 17 и крышками 15 соответственно. При выполнении технологических операций «выливка металла», «проверка состояния подошвы анода», «снятие угольной пены» разгерметизация электролизера осуществляется открыванием крышки 15. При необходимости разгерметизации одной из сторон электролизера укрытие 4 с помощью кронштейна 8, который с помощью шарнира 9 прикреплен к стенке анодного кожуха 3, поднимается на высоту, достаточную для обеспечения удобства выполнения технологических операций.The device operates as follows. From the sheltered electrolyzer, the anode gases under the shelter 4 move towards the gas outlet pipes 11, through which they are sent to the organized gas outlet system for cleaning. In this case, the tightness of the shelter is provided by backfill 5, placed on the belt 6 of the anode casing 3 and the side wall 7 of the electrolyzer 1, and the tightness of the covers 15 covering the openings 10 is provided by the walls 16 and 17 and the covers 15, respectively. When performing technological operations "casting metal", "checking the condition of the sole of the anode", "removing carbon foam" depressurization of the cell is carried out by opening the cover 15. If necessary, depressurization of one of the sides of the cell shelter 4 using the bracket 8, which is attached to the wall with a hinge 9 the anode casing 3, rises to a height sufficient to ensure the convenience of technological operations.

Технический результат изобретения заключается в сокращении более чем в 2 раза выбросов загрязняющих веществ при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытия, сокращение потерь тепла электролизером и затрат электроэнергии на их восполнение на 20-25 кВт*ч/тAl, исключение трудозатрат на поддержание герметичности укрытия путем восстановления глиноземной засыпки по мере ее растворения в расплаве.The technical result of the invention is to reduce more than 2 times the emissions of pollutants during technological operations associated with depressurization of the shelter, reducing heat loss by the electrolyzer and the cost of electricity to replenish them by 20-25 kW * h / tAl, eliminating labor costs to maintain the tightness of the shelter by restoring alumina backfill as it dissolves in the melt.

Claims (2)

1. Защитное укрытие алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, содержащее подъемные плиты, газонепроницаемо соединенные с поясом анодного кожуха и боковыми стенками электролизера посредством закрепленных на анодном кожухе поворотных рычагов, отличающееся тем, что каждая продольная сторона укрытия выполнена не менее чем двумя отверстиями площадью S1 с отношением к площади всего укрытия S2, составляющим S1:S2=0,01÷0,05:1, причем отверстия снабжены герметичными крышками, а укрытие снабжено слоем теплоизоляции.1. A protective shelter of an aluminum electrolyzer with an upper current supply, comprising lifting plates, gas-tightly connected to the anode casing belt and the side walls of the electrolyzer by means of pivoting arms fixed to the anode casing, characterized in that each longitudinal side of the shelter is made of at least two openings with an area of S 1 s the ratio to the area of the entire shelter S 2 , component S 1 : S 2 = 0,01 ÷ 0,05: 1, and the holes are equipped with hermetic covers, and the shelter is equipped with a layer of thermal insulation. 2. Укрытие по п.1, отличающееся тем, что герметичная крышка выполнена в форме усеченной пирамиды, меньшим основанием обращенной внутрь отверстия, а угол между большим основанием и боковой поверхностью крышки составляет 2-5°. 2. Shelter according to claim 1, characterized in that the sealed cover is made in the form of a truncated pyramid with a smaller base facing the inward opening, and the angle between the large base and the side surface of the cover is 2-5 °.
RU2013129586/02A 2013-06-27 2013-06-27 Protection of aluminium electrolysis unit with upper current lead RU2532792C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129586/02A RU2532792C1 (en) 2013-06-27 2013-06-27 Protection of aluminium electrolysis unit with upper current lead

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129586/02A RU2532792C1 (en) 2013-06-27 2013-06-27 Protection of aluminium electrolysis unit with upper current lead

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2532792C1 true RU2532792C1 (en) 2014-11-10

Family

ID=53382493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013129586/02A RU2532792C1 (en) 2013-06-27 2013-06-27 Protection of aluminium electrolysis unit with upper current lead

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2532792C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2720129C2 (en) * 2016-01-26 2020-04-24 АЛКОА ЮЭсЭй КОРП. Insulation assembly for electrolysis unit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1503985A (en) * 1974-04-11 1978-03-15 Pechiney Aluminium Device for collecting the fumes given off during the production of aluminium in a fused bath electrolysis cell with a continuous anode
RU2023760C1 (en) * 1989-05-24 1994-11-30 Элкем Алюминиум АНС Device for collecting gases in electrolyzers for manufacture of aluminum
RU2303660C2 (en) * 2005-09-08 2007-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" Bell like gas collector of aluminum cell
RU2324012C2 (en) * 2006-04-26 2008-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" Gas collecting device of aluminium electrolyte cell (variants)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1503985A (en) * 1974-04-11 1978-03-15 Pechiney Aluminium Device for collecting the fumes given off during the production of aluminium in a fused bath electrolysis cell with a continuous anode
RU2023760C1 (en) * 1989-05-24 1994-11-30 Элкем Алюминиум АНС Device for collecting gases in electrolyzers for manufacture of aluminum
RU2303660C2 (en) * 2005-09-08 2007-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" Bell like gas collector of aluminum cell
RU2324012C2 (en) * 2006-04-26 2008-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" Gas collecting device of aluminium electrolyte cell (variants)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2720129C2 (en) * 2016-01-26 2020-04-24 АЛКОА ЮЭсЭй КОРП. Insulation assembly for electrolysis unit
US10648094B2 (en) 2016-01-26 2020-05-12 Elysis Limited Partnership Insulation assembly for electrolysis cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101709485B (en) Aluminum electrolytic cell for producing virgin aluminum by inert anode
CN103556181B (en) A kind of metal lithium electrolytic bath
SE501800C2 (en) Arrangement for sealing the anode peak of a south ground anode in an electrolytic cell for the production of aluminum
CN103060849B (en) Upper part seal structure of aluminium electrolytic tank
DK201670538A1 (en) Electrolysis tank comprising an anode assembly contained in a containment enclosure
RU2532792C1 (en) Protection of aluminium electrolysis unit with upper current lead
CN204769139U (en) Wet process electrostatic precipitator is with insulating insulation can structure
JP2004502879A (en) Electrolysis cell
CN205610005U (en) Switch board is used in electric power marketing
RU186730U1 (en) DEVICE FOR REMOVING GASES OF ALUMINUM ELECTROLYZER
CN105934537B (en) covering system for electrolytic cell
JPH01215995A (en) Electrolytic cell for refining metal
CN107012482B (en) A kind of controllable aluminium cell anode covers the aluminium cell of sealing system and its application
CN205355099U (en) Pure electric ships group battery fixing device
RU2385973C1 (en) Container for sealing of anodic stubs
CN209947653U (en) Capacitor busbar convenient for heat dissipation
CN209184040U (en) A kind of extra-high voltage near region power grid safety of sympathetic initiation reactive power compensation system device cabinet body
JP5664572B2 (en) Power storage device
CN106643120B (en) Separate and recover the resistance furnace of internal lining of aluminium electrolytic bath solid waste and desulfurizing petrol coke
CN205610014U (en) Multifunctional battery switch box
CN110444837B (en) Air battery pack
RU2303661C2 (en) Sealing member of anode tie rod of aluminum cell
CN215680798U (en) Power battery heat insulation device, power battery system and operation machine
RU2542180C1 (en) Device withdrawing gas from bottom of self-baking anode
CN220116695U (en) Electrolytic tank cover plate and electrolytic tank

Legal Events

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

Effective date: 20180628