RU2599470C1 - System and method of removing gases from aluminium electrolysis cell - Google Patents
System and method of removing gases from aluminium electrolysis cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2599470C1 RU2599470C1 RU2015117042/02A RU2015117042A RU2599470C1 RU 2599470 C1 RU2599470 C1 RU 2599470C1 RU 2015117042/02 A RU2015117042/02 A RU 2015117042/02A RU 2015117042 A RU2015117042 A RU 2015117042A RU 2599470 C1 RU2599470 C1 RU 2599470C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gases
- gas
- volume
- removal
- collector
- 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 Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению алюминия в электролизерах с предварительно обожженными анодами, и может быть применено для повышения эффективности улавливания газов и снижения эксплуатационных и капитальных затрат газоочистного оборудования.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to the production of aluminum in electrolytic cells with prebaked anodes, and can be used to increase the efficiency of gas capture and reduce operational and capital costs of gas cleaning equipment.
Отведение газов от электролизеров для получения алюминия с обожженными анодами осуществляется с использованием балок-коллекторов различных конструкций, оснащенных различными видами газоотводящих элементов. Балка-коллектор располагается над электролизной ванной, в которой происходит процесс электролитического получения алюминия с выделением в подбалочное пространство смеси газов, состоящей из перфторуглеродов (CF4, CF6, CyFx-1), оксида и диоксида углерода (СО, СО2), диоксидов серы и азота (SO2, NO2) и пыли, содержащей оксиды алюминия и кремния, углерод (Al2O3, SiO2, С), переходящими в горизонтальную систему газоходов и объединяемую в единый коллекторный газоход переменного сечения от одного или двух электролизеров с последующим подключением к газоочистной установке сухого типа, принцип работы которой основан на адсорбции загрязняющих веществ (ЗВ) на глиноземе (Al2O3). Отведение газов обеспечивается посредством создания разрежения в системе «электролизер-газоочистка» с использованием тягодутьевого оборудования, расположенного на газоочистке.The removal of gases from electrolysis cells to produce aluminum with calcined anodes is carried out using collector beams of various designs equipped with various types of gas discharge elements. The collector beam is located above the electrolysis bath, in which the process of electrolytic production of aluminum takes place with the release of a mixture of gases consisting of perfluorocarbons (CF 4 , CF 6 , C y F x-1 ), carbon monoxide and carbon dioxide (CO, CO 2 ) into the ballast space ), sulfur dioxide and nitrogen dioxide (SO 2 , NO 2 ) and dust containing oxides of aluminum and silicon, carbon (Al 2 O 3 , SiO 2 , C), passing into a horizontal gas duct system and combined into a single collector duct of variable cross section from one or two electrolyzers with subsequent connection to the gas dry type sewage treatment plant, the principle of which is based on the adsorption of pollutants (pollutants) on alumina (Al 2 O 3 ). The gas removal is ensured by creating a vacuum in the electrolyzer-gas purification system using draft equipment located on the gas purification.
Пространство между балкой-коллектором и катодным кожухом алюминиевого электролизера укрывается съемными укрытиями, которые обеспечивают процент неплотности укрытия не более 2%, что позволяет поддерживать КПД укрытия выше 98%. При этом технология электролитического получения алюминия подразумевает выполнение ряда технологических операций, таких как замена анодов, выливка металла, обслуживание анодного массива, замеры. Эти операции связаны с разгерметизацией электролизера посредством снятия укрытий, что, как следствие, может приводить к снижению КПД укрытия электролизера и увеличению выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу корпуса. Суммарный КПД укрытия рассчитывается как средневзвешенное от КПД укрытия электролизеров в стационарном режиме и при выполнении технологических операций. Учитывая, что при одном и том же объеме эвакуируемых газов от электролизера в стационарном режиме КПД укрытия электролизера может быть значительно выше 98%, чем при разгерметизации электролизера, и при этом выполнение технологических операций может приводить уменьшению КПД ниже 98%, целесообразно дифференцирование объема отводимых газов при парной системе газоходов.The space between the collector beam and the cathode casing of the aluminum electrolyzer is covered by removable shelters, which provide a percentage of leakage of the shelter of not more than 2%, which allows to maintain the shelter efficiency above 98%. Moreover, the technology of electrolytic production of aluminum involves the implementation of a number of technological operations, such as replacing the anodes, casting the metal, servicing the anode array, and measuring. These operations are associated with depressurization of the electrolyzer through the removal of shelters, which, as a consequence, can lead to a decrease in the efficiency of the electrolyzer's shelter and an increase in emissions of pollutants (pollutants) into the atmosphere of the casing. The total efficiency of the shelter is calculated as the weighted average of the efficiency of the shelter of the electrolytic cells in a stationary mode and during technological operations. Considering that with the same volume of evacuated gases from the electrolyzer in the stationary mode, the efficiency of the electrolyzer's shelter can be significantly higher than 98% than with depressurization of the electrolyzer, and at the same time, the performance of technological operations can lead to a decrease in efficiency below 98%, it is advisable to differentiate the volume of exhaust gases with a paired system of flues.
Известны способы и устройства для сбора отходящих газов алюминиевых электролизеров, применяемые только для электролизеров с поперечным расположением электролизеров в корпусе и односторонним газоотсосом от каждого электролизера.Known methods and devices for collecting the exhaust gases of aluminum electrolytic cells, used only for electrolytic cells with a transverse arrangement of electrolytic cells in the housing and a one-way gas pump from each electrolytic cell.
Известен способ автоматического управления вытяжкой электролизных ванн для производства алюминия и устройство для его осуществления (Патент SU 1473718, С25С 3/20, опубл. 15.04.1989), заключающийся в секционировании зон отведения газов по длине балки коллектора в количестве пяти штук с шагом на длину двух съемных укрытий и с возможностью изменения объема отводимых газов в каждом из каналов посредством встроенных заслонок. Автоматическое регулирование осуществляется на основании показаний датчика температуры и заключается в повышении объема отводимых газов при разгерметизации электролизера и уменьшении температуры и обратном снижении при восстановлении герметичности электролизера и повышении температуры. К недостаткам данного устройства можно отнести следующее:There is a method of automatically controlling the extraction of electrolysis baths for aluminum production and a device for its implementation (Patent SU 1473718, С25С 3/20, publ. 04/15/1989), which consists in sectioning the zones of exhaust gases along the length of the collector beam in the amount of five pieces in increments of length two removable shelters and with the possibility of changing the volume of exhaust gases in each of the channels by means of built-in dampers. Automatic regulation is carried out on the basis of the temperature sensor and consists in increasing the volume of exhaust gases during depressurization of the electrolysis cell and lowering the temperature and decreasing back when restoring the tightness of the electrolyzer and increasing the temperature. The disadvantages of this device include the following:
- горизонтальное расположение газоотводящих каналов способствует осаждению твердых фторидов и пыли глинозема, вследствие чего будет происходить «забивание» тракта и нарушение работы системы в целом;- the horizontal arrangement of the exhaust channels contributes to the deposition of solid fluorides and alumina dust, as a result of which there will be a "clogging" of the tract and disruption of the system as a whole;
- представленное конструктивное решение газоотводящих патрубков не позволяет устанавливать модули автоматического питания глиноземом и фтористыми солями и уравнительные элементы ошиновки либо потребует изменения конструкции с увеличением количества горизонтальных трактов и усложнения системы управления вследствие большего количество входных сигналов.- the presented constructive solution of the exhaust pipes does not allow installing automatic alumina and fluoride salts automatic power supply modules and bus leveling elements or will require a design change with an increase in the number of horizontal paths and the complexity of the control system due to the larger number of input signals.
Известны система и способ улавливания выбросов из электролизера, заключающийся в подаче струи сжатого воздуха вдоль потока отводимого от электролизера газа по коллекторному газоходу (патент RU 2436872, С25С 3/22, опубл. 20.12.2011). К недостаткам данного способа можно отнести следующее:A known system and method for collecting emissions from an electrolytic cell, which consists in supplying a stream of compressed air along a stream of gas discharged from the electrolyzer through a collector duct (patent RU 2436872,
- зависимость функционирования системы от работы сети сжатого воздуха;- the dependence of the functioning of the system on the operation of the compressed air network;
- повышенные энергетические затраты в связи с необходимостью использования сжатого воздуха.- increased energy costs due to the need to use compressed air.
Наиболее близкими техническими решениями к заявляемым системе и способу являются способ и система по патенту RU 2251593, С25С 3/22, опубл. 10.05.2005. Способ заключается в управлении системой таким образом, что при нормальной эксплуатации электролизера удаляется стандартизированное количество газов, а при разгерметизации происходит трехкратное увеличение отводимых газов. Устройство включает средства для удаления стандартизированного количества газов во время нормальной работы электролизера и дополнительно имеет средства для удаления увеличенного количества газов при открывании одной или более крышек анодного кожуха, при этом увеличенное количество газов удаляется посредством дополнительного вытяжного вентилятора. К недостаткам данного устройства можно отнести следующее:The closest technical solutions to the claimed system and method are the method and system of the patent RU 2251593,
- отсутствие датчиков температуры и разрежения, позволяющих фиксировать любые случаи разгерметизации электролизера и, тем самым, уменьшать количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу корпуса;- the absence of temperature and vacuum sensors that allow to record any cases of depressurization of the electrolyzer and, thereby, reduce the amount of pollutant emissions into the atmosphere of the housing;
- наличие второго газоходного тракта и дополнительных вентиляторов, что приводит к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат.- the presence of a second gas duct and additional fans, which leads to an increase in capital and operating costs.
Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение минимальных выбросов ЗВ в атмосферу корпуса при поддержании минимально возможного объема газоудаления от парных электролизеров как с поперечным, так и с продольным расположением в корпусе электролиза.The objective of the proposed technical solution is to ensure minimal pollutant emissions into the atmosphere of the casing while maintaining the minimum possible volume of gas removal from paired electrolyzers with both transverse and longitudinal locations in the electrolysis casing.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение объема отводимых газов при поддержании требуемого КПД улавливания газов, снижение капитальных затрат на систему удаления газов от электролизеров и газоочистное оборудование, а также эксплуатационных затрат на обслуживание.The technical result of the invention is to reduce the volume of exhaust gases while maintaining the required efficiency of gas capture, reducing capital costs for the gas removal system from electrolyzers and gas-cleaning equipment, as well as operating maintenance costs.
Технический результат достигается за счет того, что система для удаления газов из алюминиевого электролизера, содержащего анодную балку-коллектор, съемные укрытия для выполнения технологических операций и имеющего, по меньшей мере, одно выпускное отверстие газоотводного патрубка в верхней части торца анодной балки, включает средства для удаления стандартизированного количества газов во время нормальной работы электролизера, средства для удаления увеличенного количества газов при снятии одного или более укрытий, при этом анодная балка коллектор объединена в единый коллектор с рядом стоящим электролизером и дополнительно включает, по меньшей мере, один элемент регулирования объема удаляемых газов, расположенный в газоотводном патрубке, и, по меньшей мере, один датчик измерения фиксируемого параметра в соответствии с заданными технологическими режимами.The technical result is achieved due to the fact that the system for removing gases from an aluminum electrolyzer containing an anode beam collector, removable shelters for performing technological operations and having at least one outlet opening of the gas outlet pipe in the upper part of the end face of the anode beam includes means for removing a standardized amount of gas during normal operation of the cell, means for removing an increased amount of gas when removing one or more shelters, while the anode ball and whose collector is integrated into a single manifold with a number of worthwhile electrolyzer and further comprises at least one regulatory element removed gas volume located in gas-pipe, and at least one measuring sensor fixed by setting in accordance with given technological regimes.
В качестве элемента регулирования объема удаляемых газов используют шиберы или тяги.As an element of regulation of the volume of removed gases using gates or traction.
Элементы регулирования объема удаляемых газов выполнены с возможностью изменения угла положения от 0° до 90°.Elements for controlling the volume of exhaust gases are made with the possibility of changing the position angle from 0 ° to 90 °.
Датчик фиксирует температуру газов и/или разрежение газов и/или скорость потока удаляемых газов.The sensor detects the temperature of gases and / or rarefaction of gases and / or the flow rate of exhaust gases.
Достижение технического результата обусловлено тем, что в способе удаления газов из алюминиевого электролизера, содержащего анодную балку-коллектор, съемные укрытия для выполнения технологических операций и имеющего, по меньшей мере, одно выпускное отверстие в верхней части торца анодной балки, включающем удаление стандартизированного количества газов во время нормальной работы электролизера, удаление увеличенного количества газов при снятии одного или более укрытий, удаление газов осуществляют от парных электролизеров, удаление увеличенного количества газов регулируют в зависимости от выполнения технологических операций, при этом измеряют значения параметров с помощью установленных датчиков, фиксируют значения, определяют объем удаляемых выбросов, затем приводят элементы регулирования в положение от 0° до 90°.The achievement of the technical result is due to the fact that in the method of removing gases from an aluminum electrolyzer containing an anode beam collector, removable shelters for performing technological operations and having at least one outlet in the upper part of the end face of the anode beam, including the removal of a standardized amount of gas in normal operation time of the electrolyzer, removal of the increased amount of gases when removing one or more shelters, gas removal is carried out from paired electrolyzers, removal of elichennogo amount of gas is adjusted depending on the technological operations, the measured parameter values by means of sensors installed, fixed value define the volume removed emissions regulatory elements then brought into position from 0 ° to 90 °.
Элементы регулирования объема удаляемых газов приводят в соответствующее положение вручную или автоматически.Elements for controlling the volume of exhaust gases are brought into the appropriate position manually or automatically.
В стационарном режиме поддерживается минимальный достаточный объем газоудаления, обеспечивающий КПД укрытия электролизеров выше 98%, а при разгерметизации система в автоматическом режиме реагирует с увеличением объема газоудаления, достаточным для поддержания заданного средневзвешенного КПД укрытия.In stationary mode, the minimum sufficient volume of gas removal is maintained, providing an efficiency of covering the electrolytic cells above 98%, and during depressurization, the system automatically reacts with an increase in the volume of gas removal sufficient to maintain a given average weighted efficiency of the shelter.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показан общий вид электролизера с обожженными анодами; на фиг. 2 показана схема объединения газоходных трактов парных электролизеров с продольным (а) и поперечным (б) расположением в единый коллекторный газоход; на фиг. 3 показана схема газоходных трактов, объединяющая электролизеры с газоочистной установкой; на фиг. 4 показан вариант технического решения устройства для дифференцированного отвода газов от парных электролизеров; на фиг. 5 - результаты измерения концентрации фтористого водорода (HF) при уменьшении объема газоудаления;In FIG. 1 shows a general view of a cell with baked anodes; in FIG. 2 shows a scheme for combining gas ducts of paired electrolyzers with longitudinal (a) and transverse (b) arrangement into a single collector duct; in FIG. 3 shows a diagram of gas ducts combining electrolyzers with a gas treatment plant; in FIG. 4 shows an embodiment of a technical solution of a device for differential gas removal from paired electrolyzers; in FIG. 5 - results of measuring the concentration of hydrogen fluoride (HF) with a decrease in the volume of gas removal;
Электролизер на фиг. 1 включает анодную балку-коллектор 1, в которой расположены газоотводящие каналы 2, газ в которые поступает из-под анодного пространства через конфузоры 3, герметичность электролизера обеспечивается съемными укрытиями 4 в количестве не менее двух. При этом газоотводящие каналы могут быть выполнены как в виде одиночных каналов, так и могут разделяться на две отдельные ветви - правую и левую 5, далее объединенные в единый коллекторный газоход 6. Далее газ благодаря разрежению, создаваемому в системе газоочистка 7 - газоходы 8 - электролизеры 9 посредством тягодутьевого оборудования 10, расположенного на газоочистке, отводится через отверстия 11 в торцах электролизера.The electrolyzer of FIG. 1 includes an anode beam-
Используемая система с односторонним отводом газов от электролизеров не обеспечивает равномерного разрежения под укрытиями, что приводит к выбиванию газов в атмосферу корпуса через существующие неплотности между съемными укрытиями 4. К тому же на электролизерах периодически проводятся технологические операции, требующие раскрытия электролизера посредством удаления укрытий 4 в количестве от одной до трех штук, что изменяет поле разрежений под укрытием и приводит к выбиванию газов в атмосферу корпуса.The used system with one-sided removal of gases from the electrolysers does not provide uniform rarefaction under the shelters, which leads to the knocking of gases into the atmosphere of the enclosure through existing leaks between the
Для достижения технического результата и обеспечения возможности управления объемом удаляемых газов газоотводящие патрубки рядом стоящих электролизеров как с продольным, так и с поперечным расположением в количестве не менее двух объединяются в единый коллектор (фиг. 4).To achieve a technical result and to ensure the possibility of controlling the volume of removed gases, the gas outlet pipes of adjacent electrolyzers with both longitudinal and transverse locations in an amount of at least two are combined into a single collector (Fig. 4).
В каждый газоотводящий патрубок 11 устанавливаются датчики измерения температуры, и/или разрежения газов, и/или скорости потока газов 12, на основании показания которых, а также при включении в системе АСУТП сопровождения выполнения технологических операций (замена анодов, укрытие анодного массива, выливка металла и др. технологические операции, а также в период анодных эффектов) происходит перераспределение отводимых от парных электролизеров объемов газов посредством изменения угла положения шиберов, установленных в газоотводящих патрубках 11 (не показано), посредством тяг 13 и исполнительных механизмов (МЭО, МЭП) 14.Sensors for measuring temperature, and / or rarefaction of gases, and / or
Способ удаления газов заключается в записи и обработке системой АСУ ТП показаний датчиков температуры, разрежения и скорости потока газов 12 (усреднении, расчете производной, анализе изменения абсолютных значений) и принятии решения об изменении объема удаляемых газов от одного из парных электролизеров. Решение об изменении угла открытия шибера принимается в автоматическом режиме при включении в системе АСУТП сопровождения технологической операции, требующей разгерметизации одного из парных электролизеров, а также на основании анализа усредненных данных за период не менее 3 секунд, анализа производной и изменения абсолютной величины показаний датчиков температуры, разрежения и скорости потока. При этом происходит изменение объема удаления газов от парных электролизеров, одинакового в загерметизированном стационарном режиме, и увеличенном на разгерметизированном на 10-75% и уменьшенном на загерметизированном на ту же величину при сохранении общего объема газоудаления за счет изменения положения шиберов (не показано) на величину от 0 до 90° посредством поступления исполнительного сигнала на исполнительный механизм 14 и передаче механического импульса посредством тяг 13 на шибера.The method of gas removal consists in recording and processing by the ACS TP system the readings of temperature, vacuum, and gas flow rate sensors 12 (averaging, calculating the derivative, analyzing the change in absolute values) and deciding on a change in the volume of removed gases from one of the paired electrolyzers. The decision to change the gate opening angle is made automatically when the process control system is switched on in the process control system that requires depressurization of one of the paired electrolyzers, as well as on the basis of the analysis of averaged data for a period of at least 3 seconds, analysis of the derivative and changes in the absolute value of the temperature sensors, dilution and flow rate. In this case, there is a change in the volume of gas removal from paired electrolyzers, the same in the sealed stationary mode, and increased on the unsealed by 10-75% and reduced on the sealed by the same amount while maintaining the total volume of gas removal due to a change in the position of the gates (not shown) by from 0 to 90 ° through the receipt of the Executive signal to the
Заявляемый способ заключается в автоматическом регулировании объема отходящих от парных электролизеров газов с использованием газоочистного оборудования и системы шиберов и тяг, установленных непосредственно на электролизерах. При этом управление осуществляется как в целом по системе «газоочистка-электролизный корпус», так и в подсистеме двух рядом расположенных электролизеров, отвод газов от которых производится в единый коллекторный газоход и далее в общекорпусной газоход.The inventive method consists in automatically controlling the volume of exhaust gases from paired electrolyzers using gas purification equipment and a system of gates and rods installed directly on the electrolysis cells. At the same time, control is carried out both as a whole in the “gas-cleaning-electrolysis case” system, and in the subsystem of two adjacent electrolyzers, the gases are removed from them into a single collector gas duct and further into the general-body gas duct.
Сущность изобретения заключается в том, что при работе электролизеров в стационарном режиме обеспечивается минимально возможный объем удаляемых газов, для поддержания КПД укрытия не менее 98%, для конкретного типа балки-коллектора, а при разгерметизации одного из электролизеров, которая фиксируется датчиками температуры, разрежения или скорости газового потока, либо на основании данных АСУ ТП электролизера, фиксирующей включение какой-либо технологической операции, приводящей к разгерметизации, происходит перераспределение объемов газоудаления от парных электролизеров, посредством изменения положения угла открытия шиберов в газоотводящих патрубках электролизеров от 0° (открыто) до 90° (закрыто) с использованием исполнительных механизмов в автоматическом или ручном режиме и сохранением на загерметизированном электролизере минимально допустимого объема отводимых газов для обеспечения требуемого КПД и пропорциональном увеличении объема отводимых от разгерметизированного электролизера газов соответственно с сохранением общего объема газов отводимого от парных электролизеров.The essence of the invention lies in the fact that when the electrolytic cells are in stationary mode, the smallest possible amount of exhaust gas is provided, to maintain a shelter efficiency of at least 98%, for a particular type of collector beam, and when one of the electrolyzers is depressurized, which is detected by temperature, vacuum, or the gas flow rate, or based on the data from the automatic process control system of the electrolyzer, fixing the inclusion of any technological operation, leading to depressurization, the redistribution of volumes of removal from paired electrolyzers, by changing the position of the opening angle of the gates in the gas outlet pipes of the electrolysers from 0 ° (open) to 90 ° (closed) using actuators in automatic or manual mode and storing the minimum allowable volume of exhaust gases on the sealed electrolyzer to ensure the required efficiency and a proportional increase in the volume of gases discharged from the depressurized electrolysis cell, respectively, while maintaining the total volume of gases discharged from the paired electrolyzers.
Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что впервые предложен способ и система управления объемом отводимых газов, реализованная посредством объединения газоотводящих патрубков парных электролизеров, позволяющая поддерживать высокий КПД укрытия как на загерметизированном, так и на разгерметизированном электролизере без увеличения общего объема отводимых газов и осуществляемая на основании данных о степени герметичности укрытия электролизеров в автоматическом или ручном режиме.The novelty of the proposed proposal is due to the fact that for the first time a method and a system for controlling the volume of exhaust gases is proposed, implemented by combining the gas outlet pipes of paired electrolyzers, which allows maintaining a high efficiency of the shelter both on a sealed and a sealed electrolyzer without increasing the total volume of exhaust gases and based on data about the degree of tightness of the shelter of electrolyzers in automatic or manual mode.
Пример. Заявляемые система и способ были реализованы на электролизерах с обожженными анодами и продольным расположением. Для подтверждения достижения результатов были проведены инструментальные замеры, представленные ниже.Example. The inventive system and method were implemented on electrolytic cells with calcined anodes and a longitudinal arrangement. To confirm the achievement of the results, instrumental measurements were performed, presented below.
Для настройки параметров системы дифференцированного газоудаления и оценки ее эффективности выполнялось измерение концентрации фтористого водорода (HF) в рабочей зоне с использованием лазерного индикаторного метода.To adjust the parameters of the differential gas removal system and evaluate its effectiveness, we measured the concentration of hydrogen fluoride (HF) in the working area using the laser indicator method.
Изменение объема газоудаления осуществлялось на газоочистке. Параллельно выполнялись натурные измерения скорости, динамического и статического давления газовоздушного потока в газоходе на входе в газоочистку. Объем удаляемых газов определялся расчетно на основании выполненных замеров.The change in the volume of gas removal was carried out at the gas treatment. At the same time, field measurements of the velocity, dynamic and static pressure of the gas-air flow in the gas duct at the inlet to the gas purification were performed. The volume of gases removed was calculated on the basis of measurements.
Для оценки предельной величины объема газоудаления от полностью загерметизированных электролизеров параллельно с уменьшением объема газооудаления проводилось измерение концентрации HF. Ранее было определено, что при нормальном режиме работы концентрация HF составляет порядка 0,4÷0,6 мг/м3. В таблице 1 представлены значения концентрации HF на загерметизированном электролизере при проектном объеме газоудаления 6000 нм3. Соответственно за предельную величину объема газоудаления была принята величина, при которой концентрация HF превысит 0,6÷0,8 мг/м3 (фиг. 5).To estimate the maximum value of the volume of gas removal from fully sealed electrolyzers, in parallel with a decrease in the volume of gas removal, the concentration of HF was measured. It was previously determined that during normal operation, the HF concentration is about 0.4 ÷ 0.6 mg / m 3 . Table 1 presents the values of the concentration of HF on a sealed cell at a design gas removal volume of 6000 nm 3 . Accordingly, the value at which the HF concentration exceeds 0.6–0.8 mg / m 3 (Fig. 5) was taken as the limit value for the volume of gas removal.
Было определено, что предельной величиной объема газоудаления от электролизеров в загерметизированном состоянии является 3 749 нм3. Уменьшение объема газоудаления ниже данной величины приводит к существенному увеличению концентрации HF.It was determined that the limit value of the volume of gas removal from electrolyzers in a sealed state is 3 749 nm 3 . A decrease in the volume of gas removal below this value leads to a significant increase in the concentration of HF.
На основании определения предельного объема газоудаления на загерметизированном электролизере был сделан вывод о том, что при работе системы газоудаления минимально допустимый объем газоудаления от закрытого электролизера должен составлять 3 800 нм3. При этом объем газоудаления от парного электролизера может быть увеличен до 8 200 нм3.Based on the determination of the maximum volume of gas removal on a sealed electrolyzer, it was concluded that when the gas removal system is operating, the minimum allowable volume of gas removal from a closed electrolyzer should be 3,800 nm 3 . In this case, the volume of gas removal from the paired electrolyzer can be increased to 8,200 nm 3 .
Для настройки работы системы в автоматическом режиме был выполнен подбор угла раскрытия шибера на загерметизированном электролизере для обеспечения удаления 3 800 нм3 газа, который в зависимости от конструкции электролизера и технологических параметров может варьироваться от 0 до 90 град.To adjust the operation of the system in automatic mode, a gate opening angle was selected on a sealed electrolysis cell to ensure removal of 3,800 nm 3 of gas, which, depending on the design of the electrolyzer and technological parameters, can vary from 0 to 90 degrees.
На следующем этапе была проведена оценка реакции датчиков разрежения газов и температуры газов на разгерметизацию электролизеров и изменения положения шибера системы. На основании данных АСУТП были получены средние значения показаний датчиков при работе в стационарном режиме и определено среднеквадратичное отклонение. Средние значения показаний датчиков разрежения и температуры при работе в стационарном режиме приведены в таблице 2.At the next stage, the reaction of the sensors of rarefaction of gases and temperature of gases to depressurization of electrolyzers and changes in the position of the gate of the system was evaluated. Based on the control system data, the average values of the sensor readings were obtained during operation in the stationary mode and the standard deviation was determined. The average values of the readings of the rarefaction and temperature sensors during stationary operation are given in table 2.
Оценка эффективности работы системы была выполнена без регулировки угла раскрытия шибера (90/90). Усредненные замеры выбросов HF при выполнении технологических операций без регулировки угла раскрытия шибера (90/90) представлены в таблице 3. Усредненные замеры выбросов HF при выполнении технологических операций с регулировкой угла раскрытия шибера (20/90) представлены в таблице 4.The evaluation of the system performance was performed without adjusting the opening angle of the gate (90/90). The average measurements of HF emissions during technological operations without adjusting the gate opening angle (90/90) are presented in Table 3. The average measurements of HF emissions during technological operations with adjusting the gate opening angle (20/90) are presented in Table 4.
В таблице 5 представлены данные по изменению выбросов на разгерметизированном электролизере при использовании системы ДГУ.Table 5 presents data on the change in emissions from a depressurized electrolyzer when using a diesel generator set.
Анализ полученных данных показывает, что система при выполнении технологических операций обеспечивает снижение выбросов фтора от 8 до 20% и повышение КПД газоулавливания.An analysis of the obtained data shows that the system, when performing technological operations, provides a reduction in fluorine emissions from 8 to 20% and an increase in gas recovery efficiency.
Анализ полученных данных показывает, что заявляемые система и способ обеспечивают сохранение КПД укрытия электролизеров на уровне не ниже 98%, а также снижение капитальных и эксплуатационных затрат на газоочистное оборудование и систему газоходов.Analysis of the obtained data shows that the inventive system and method ensures the preservation of the efficiency of the shelter of electrolytic cells at a level of not less than 98%, as well as the reduction of capital and operating costs for gas-cleaning equipment and the gas duct system.
Предлагаемое техническое решение было практически реализовано и инструментальными методами получили подтверждение заявленным характеристикам, таким как поддержание КПД укрытия электролизера на уровне выше 98% при снижении объемов газоудаления.The proposed technical solution was practically implemented and instrumental methods were confirmed by the declared characteristics, such as maintaining the efficiency of the electrolyzer shelter at a level above 98% with a decrease in gas removal volumes.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015117042/02A RU2599470C1 (en) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | System and method of removing gases from aluminium electrolysis cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015117042/02A RU2599470C1 (en) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | System and method of removing gases from aluminium electrolysis cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2599470C1 true RU2599470C1 (en) | 2016-10-10 |
Family
ID=57127381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015117042/02A RU2599470C1 (en) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | System and method of removing gases from aluminium electrolysis cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2599470C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107653462A (en) * | 2017-10-27 | 2018-02-02 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | A kind of roasting aluminum electrolytic bath process glance coal gas collection administering method and device |
| CN111912691A (en) * | 2020-09-07 | 2020-11-10 | 盘锦忠旺铝业有限公司 | Automatic change aluminum alloy sample positive pole tectorial membrane device |
| RU2744333C1 (en) * | 2020-02-25 | 2021-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Aluminum electrolyser gas extraction system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163708A (en) * | 1978-06-16 | 1979-12-26 | Nippon Keikinzoku Sougou Kenki | Tar fume removal in vertical type sederberg*s electrolytic cell and apparatus therefor |
| RU2443804C1 (en) * | 2010-10-08 | 2012-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Device for collecting and removing gases from soderberg aluminium electrolyser |
| RU2526352C1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Device to collect and to withdraw gases from soderberg aluminium catalytic cells |
-
2015
- 2015-05-05 RU RU2015117042/02A patent/RU2599470C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163708A (en) * | 1978-06-16 | 1979-12-26 | Nippon Keikinzoku Sougou Kenki | Tar fume removal in vertical type sederberg*s electrolytic cell and apparatus therefor |
| RU2443804C1 (en) * | 2010-10-08 | 2012-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Device for collecting and removing gases from soderberg aluminium electrolyser |
| RU2526352C1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Device to collect and to withdraw gases from soderberg aluminium catalytic cells |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107653462A (en) * | 2017-10-27 | 2018-02-02 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | A kind of roasting aluminum electrolytic bath process glance coal gas collection administering method and device |
| CN107653462B (en) * | 2017-10-27 | 2023-06-13 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | Asphalt smoke gas collection treatment method and device in roasting process of aluminum electrolysis cell |
| RU2744333C1 (en) * | 2020-02-25 | 2021-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Aluminum electrolyser gas extraction system |
| CN111912691A (en) * | 2020-09-07 | 2020-11-10 | 盘锦忠旺铝业有限公司 | Automatic change aluminum alloy sample positive pole tectorial membrane device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2599470C1 (en) | System and method of removing gases from aluminium electrolysis cell | |
| RU2436872C2 (en) | Entrapping system and method of emissions from electrolysis unit | |
| ES2304446T3 (en) | METHOD OF CONTROL OF A THERMODYNAMIC PROCESS, IN PARTICULAR A COMBUSTION PROCESS. | |
| CN203042539U (en) | Animal full-smoke exposing system | |
| JP5253509B2 (en) | Mercury removal system for carbon dioxide recovery equipment in combustion exhaust gas, and mercury removal operation method for carbon dioxide recovery equipment in combustion exhaust gas | |
| JP2017200668A (en) | Exhaust gas desalination apparatus | |
| US20180142368A1 (en) | Method and System for Precluding Air Pollution in Industrial Facilities | |
| KR101453341B1 (en) | Wet Scrubber Systme Combined With Electrostatic Induction | |
| CN105013259B (en) | A kind of gas sampling processing unit with detection function | |
| CN105510088A (en) | Sampling system for online gas sample analysis and monitoring of high-temperature flue gas emission | |
| CN107824044A (en) | A kind of flow fieldoptimization device of apparatus of thermo-electric power boiler denitrating system | |
| CN107167418B (en) | Boiler water wall high-temperature corrosion on-line monitoring method and monitoring system | |
| CN111564184A (en) | Limestone-gypsum wet desulphurization SO of coal-fired power plant3Collaborative removal efficiency prediction method | |
| KR102037400B1 (en) | System ant method for evaluating performance of biofilter | |
| RU2007125156A (en) | METHOD AND SYSTEM FOR SEPARATING GAS-POLLUTING POLLUTANTS FROM HOT TECHNOLOGICAL GASES | |
| RU2744333C1 (en) | Aluminum electrolyser gas extraction system | |
| CN218584479U (en) | Industrial waste gas monitoring device | |
| AU2019382770A1 (en) | Method and system for controlling suction of off-gases from electrolysis cells | |
| KR100836393B1 (en) | Moisture separator structure of detecting device of extracting gas of vehicle | |
| CN102207289B (en) | Device and method for regulating flue gas ingredients of side wall water cooling wall of front-rear wall hedging combustion boiler automatically | |
| JP7004952B2 (en) | Graphitizer, sampling / preparation system and sampling / preparation method | |
| US20070240996A1 (en) | Apparatus for collection and removal of gases from an aluminum reduction cell | |
| CN108411061B (en) | Explosion-proof control system and method applied to converter dust removal device | |
| CN205280689U (en) | Scour prevention type gas analysis appearance | |
| RU2303660C2 (en) | Bell like gas collector of aluminum cell |