RU2697148C1 - Device for afterburning of anode gases of aluminum electrolytic cell - Google Patents
Device for afterburning of anode gases of aluminum electrolytic cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697148C1 RU2697148C1 RU2018146382A RU2018146382A RU2697148C1 RU 2697148 C1 RU2697148 C1 RU 2697148C1 RU 2018146382 A RU2018146382 A RU 2018146382A RU 2018146382 A RU2018146382 A RU 2018146382A RU 2697148 C1 RU2697148 C1 RU 2697148C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- afterburning
- pipes
- anode
- anode gases
- gas
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к электролитическому получению алюминия, и предназначено для сжигания анодных газов в горелочных устройствах электролизеров с самообжигающимся анодом.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to the electrolytic production of aluminum, and is intended for burning anode gases in burner devices of electrolytic cells with a self-burning anode.
Известно устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера, в котором воздухозаборные щели оборудованы патрубками подвода воздуха, расположенными по отношению к вертикальной оси горелки под углом 45…60° и обеспечивающими спиралевидную закрученную траекторию движения воспламенившейся газовоздушной смеси в зоне горения, характеризующуюся увеличенной площадью контакта сжигаемых анодных газов с воздухом [патент РФ №2664584, опубл. 21.08.2018, бюл. №24].A device is known for afterburning the anode gases of an aluminum electrolyzer, in which the intake slots are equipped with air supply nozzles located relative to the vertical axis of the burner at an angle of 45 ... 60 ° and providing a spiral swirling trajectory of the ignited gas-air mixture in the combustion zone, characterized by an increased contact area of the burned anode gases with air [RF patent No. 2664584, publ. 08/21/2018, bull. No. 24].
Недостатком известного устройства является необходимость оборудования каждой воздухозаборной щели патрубком подвода воздуха, что увеличивает его материалоемкость.A disadvantage of the known device is the need to equip each air intake gap with an air supply pipe, which increases its material consumption.
Известно устройство для сжигания анодных газов, включающее коллектор с патрубками, вертикальные участки которых входят телескопически в угловые секции газосборного колокола смежных электролизеров [авт. св-во СССР №466296, опубл. 05.04.1975, бюл. №13]. Эффективность дожигания анодных газов и содержащихся в них смолистых веществ увеличивается за счет предварительного подогрева воздуха в кольцевом зазоре между коллектором и камерой сгорания, снижения теплоотдачи через стенки камеры сгорания и интенсивного перемешивания путем тангенциального ввода анодного газа в коллектор.A device for burning anode gases is known, including a collector with nozzles, vertical sections of which enter telescopically into the corner sections of the gas collection bell of adjacent electrolyzers [ed. USSR Academy of Sciences No. 4666296, publ. 04/05/1975, bull. No. 13]. The efficiency of the afterburning of the anode gases and the resinous substances contained in them increases due to the preliminary heating of the air in the annular gap between the collector and the combustion chamber, reduction of heat transfer through the walls of the combustion chamber and intensive mixing by tangential injection of the anode gas into the collector.
Недостатком известного устройства, взятого за прототип, является риск охлаждения анодных газов по мере их движения по патрубкам до температуры, ниже температуры их самовоспламенения при смешивании с воздухом.A disadvantage of the known device, taken as a prototype, is the risk of cooling the anode gases as they move through the nozzles to a temperature below the temperature of their self-ignition when mixed with air.
Целью заявляемого изобретения является повышение эффективности дожигания анодных газов, образующихся в процессе работы алюминиевого электролизера.The aim of the invention is to increase the efficiency of afterburning of anode gases generated during operation of an aluminum electrolyzer.
Поставленная цель достигается тем, что вертикальные участки труб оборудованы воздухозаборными щелями, общая площадь fобщ которых составляет 0,15…0,20 площади F поперечного сечения патрубка, а горизонтальные участки труб телескопически входят в камеру сгорания.The goal is achieved in that the vertical pipe sections fitted air intake slits, the total area of which is commonly f ... 0.15 F 0.20 square cross-section pipe and the horizontal pipe sections are telescopically into the combustion chamber.
Наличие воздухозаборных щелей на трубе обеспечивает воспламенение в нем анодных газов, что увеличивает время нахождения сжигаемых анодных газов в зоне горения.The presence of air intakes on the pipe ignites the anode gases in it, which increases the residence time of the burned anode gases in the combustion zone.
Отношение общей площади fобщ воздухозаборных щелей к площади F поперечного сечения трубы обосновывается следующими соображениями. Согласно [Шахрай С.Г., Коростовенко В.В., Ребрик И.И. Совершествование систем колокольного газоотсоса на мощных электролизерах Содерберга: монография. Красноярск: ИПК СФУ, 2010. 146 с.], оптимальное значение коэффициента избытка воздуха α, при котором в горелке наблюдаются максимальные температуры горения анодного газа, составляет α=1,15. Такое значение α обеспечивается при соотношении объема анодного газа Vан.г. к объему воздуха Vвозд., подаваемого в зону горения Vан.г.:Увозд.=0,15…0,20. Такое соотношение объемов возможно достичь регулированием соотношения площадей воздухозаборных щелей и площади поперечного сечения трубы. Уменьшение общей площади fобщ воздухозаборных щелей < 0,15 Fпатр. приведет к тому, что горелки будут эксплуатироваться с избытком воздуха α<1,15 и это резко снизит эффективность дожигания анодных газов вследствие недостатка окислителя в зоне горения. Увеличение общей площади fобщ воздухозаборных щелей > 0,20 Fпатр. - приведет к тому, что горелки будут эксплуатироваться с избытком воздуха α>1,15, что также резко снизит эффективность дожигания анодных газов вследствие охлаждения горелки избыточно подсасываемым воздухом.The ratio of the total area f of the total air intake slots to the cross-sectional area F of the pipe is justified by the following considerations. According to [Shakhrai S.G., Korostovenko V.V., Rebrik I.I. The improvement of bell gas exhaust systems on powerful Soderberg electrolyzers: a monograph. Krasnoyarsk: IPK SFU, 2010. 146 pp.], The optimal value of the coefficient of excess air α, at which the maximum combustion temperatures of the anode gas are observed in the burner, is α = 1.15. This value of α is ensured when the ratio of the volume of the anode gas V eng. to the volume of air V air supplied to the combustion zone V eng. : At the air. = 0.15 ... 0.20. Such a ratio of volumes can be achieved by adjusting the ratio of the areas of the intake slots and the cross-sectional area of the pipe. Reducing the total area f of the total air intake slots <0.15 F pat. will lead to the fact that the burners will be operated with an excess of air α <1.15 and this will sharply reduce the efficiency of afterburning of the anode gases due to the lack of an oxidizing agent in the combustion zone. Increase in total area f of total air inlet slots> 0.20 F pat. - will lead to the fact that the burners will be operated with an excess of air α> 1.15, which will also sharply reduce the efficiency of afterburning of the anode gases due to the cooling of the burner with excessively sucked air.
Телескопический ввод горизонтальных участков труб исключает их механическое воздействие на горелку вследствие их термического удлинения, а телескопический ввод вертикального участка труб в газосборный колокол и горизонтального в горелку, обеспечивает удобство и быстроту замены патрубка при его прогорании, без демонтажа горелки.The telescopic entry of the horizontal pipe sections excludes their mechanical effect on the burner due to their thermal elongation, and the telescopic entry of the vertical pipe section into the gas collection bell and the horizontal pipe into the burner ensures the convenience and speed of replacing the pipe when it burns out without dismantling the burner.
Заявляемое устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера поясняется графически. На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 2. Устройство состоит из труб 1 с воздухозаборными щелями 2. Трубы телескопически соединены с газосборным колоколом 3 электролизеров 4 и с горелкой 5. Телескопическое соединение труб обеспечивают патрубки 6, размещенные на газосборном колоколе, и патрубки 7, размещенные на горелке. Несанкционированные подсосы воздуха устраняются с помощью огнестойкого уплотнительного материала 8, размещаемого в зазорах между наружными стенками труб 1 и внутренними стенками патрубков 6 и 7.The inventive device for afterburning the anode gases of an aluminum electrolyzer is illustrated graphically. In FIG. 1 shows a general view of the device, FIG. 2 is a section AA of FIG. 2. The device consists of
Заявляемое устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера работает следующим образом. Анодные газы, образующиеся в электролизере 4, собираются под газосборным колоколом 3, откуда они по трубам 1 направляются в горелку 5. В трубах анодные газы при смешивании с воздухом, подсасываемым через воздухозаборные щели 2, воспламеняются и уже в горящем состоянии поступают в горелку 5. Ввод горящих газов через патрубки 7 обеспечивает их движение в горелке и увеличение площади контакта сжигаемых анодных газов с воздухом. Таким образом, обеспечивается дожигание анодных газов, не сгоревших в трубах 1. Механическое воздействие на горелку труб вследствие их термического удлинения исключается за счет их телескопического ввода в газосборный колокол через патрубки 6 и в горелку через патрубки 7. Несанкционированный подсос воздуха через зазоры между наружными стенками труб 1 и внутренними стенками патрубков 6 и 7 устраняются за счет их герметизации огнестойким уплотнительным материалом 8. Уплотнительный материал необходим для исключение некоторолируемых подсосов воздуха в трубы и в горелку, т.к. это негативно сказывается на работе системы газоотсоса следующим образом:The inventive device for afterburning the anode gases of an aluminum electrolyzer operates as follows. The anode gases generated in the
- повышается нагрузка на насосы за счет увеличения объема газоотсоса;- increases the load on the pumps by increasing the volume of the gas pump;
- снижается эффективность горения газов в трубах 1 и дожигание их в камере сгорания 5 за счет охлаждения последних.- decreases the efficiency of combustion of gases in the
Технический результат заявляемого устройства заключается в повышении эффективности дожигания анодных газов за счет увеличения времени их нахождения в зоне горения и обеспечения оптимального значения коэффициента избытка воздуха α=1,15, а также в 2-х кратном сокращении количества горелок, эксплуатируемых в корпусах производства алюминия.The technical result of the claimed device is to increase the efficiency of afterburning of the anode gases by increasing the time spent in the combustion zone and ensuring the optimal value of the coefficient of excess air α = 1.15, as well as a 2-fold reduction in the number of burners operated in aluminum production buildings.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146382A RU2697148C1 (en) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Device for afterburning of anode gases of aluminum electrolytic cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146382A RU2697148C1 (en) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Device for afterburning of anode gases of aluminum electrolytic cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2697148C1 true RU2697148C1 (en) | 2019-08-12 |
Family
ID=67640431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018146382A RU2697148C1 (en) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Device for afterburning of anode gases of aluminum electrolytic cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2697148C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU466296A1 (en) * | 1973-05-25 | 1975-04-05 | Иркутский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектно-Го Института Алюминиевой,Магниевой, И Электродной Промышленности | Anode Gas Combustion Device |
US5466421A (en) * | 1987-09-21 | 1995-11-14 | Degussa Aktiengesellschaft | Apparatus for the catalytic conversion of waste gases containing hydrocarbon, halogenated hydrocarbon and carbon monoxide |
RU2345178C2 (en) * | 2007-03-26 | 2009-01-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) | Device used for afterburning anode gases of aluminium electrolysis unit |
JP2011089754A (en) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Ihi Corp | Mix burner device of liquid fuel and low calorie fuel |
RU2621322C1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-06-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method for removing anode gases of an aluminium electrolyser |
RU2664584C1 (en) * | 2017-12-12 | 2018-08-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Afterburner for anode gases of aluminium electrolytic cell |
-
2018
- 2018-12-24 RU RU2018146382A patent/RU2697148C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU466296A1 (en) * | 1973-05-25 | 1975-04-05 | Иркутский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектно-Го Института Алюминиевой,Магниевой, И Электродной Промышленности | Anode Gas Combustion Device |
US5466421A (en) * | 1987-09-21 | 1995-11-14 | Degussa Aktiengesellschaft | Apparatus for the catalytic conversion of waste gases containing hydrocarbon, halogenated hydrocarbon and carbon monoxide |
RU2345178C2 (en) * | 2007-03-26 | 2009-01-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) | Device used for afterburning anode gases of aluminium electrolysis unit |
JP2011089754A (en) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Ihi Corp | Mix burner device of liquid fuel and low calorie fuel |
RU2621322C1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-06-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method for removing anode gases of an aluminium electrolyser |
RU2664584C1 (en) * | 2017-12-12 | 2018-08-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Afterburner for anode gases of aluminium electrolytic cell |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2619434C1 (en) | Installation for solid fuel combustion | |
CN1916494A (en) | Burner and method for combusting fuels | |
TWI554730B (en) | Smokeless incinerator and power generation system and heat exchange system using same | |
CN102829471A (en) | Flameless combustion device for pre-mixing and up-injecting gas and air in rotational flow manner in annular channel | |
CN103900084B (en) | A kind of premixed flow forces the turbulent burner of smoke backflow preheated burning | |
CN205480955U (en) | Multiinjector is unpowered, and burning furnace is fired to back mixing formula | |
RU2697148C1 (en) | Device for afterburning of anode gases of aluminum electrolytic cell | |
CN208832468U (en) | A kind of pyrolysis gasification furnace | |
WO2010048796A1 (en) | Burner and its gas distribution loop | |
CN109654491A (en) | A kind of interior axial water-cooled premixing combustion apparatus | |
CN105403040B (en) | Flue gas recirculation auxiliary combustion formula aluminium melting furnace | |
RU2664584C1 (en) | Afterburner for anode gases of aluminium electrolytic cell | |
WO2015094011A1 (en) | Shaftless air heater | |
US3357383A (en) | Horizontal cylindrical furnace with removal of liquid slag | |
CN108266727B (en) | Ultra-low NO of internal circulation of flue gas x Exhaust gas burner | |
CN203215674U (en) | Combustor with built-in hot air pipe and combustion in nozzle orthogonal jet mixed heat accumulator | |
RU2456380C1 (en) | Burner of aluminium electrolyser with intensive blending of components | |
KR101686388B1 (en) | Smokless incinerator and system using the same | |
CN208382142U (en) | Big adjust compares coal burner | |
CN103924022B (en) | Combustor with coal gas and air premixed grills to achieve spray, backflow, preheating and combustion | |
RU2445550C1 (en) | Heating device | |
RU2724755C1 (en) | Burner for afterburning of anode gases of aluminum electrolytic cell | |
CN106047377B (en) | A kind of quirk of pyrolysis oven, pyrolysis oven and application | |
CN109442402A (en) | A kind of water cooling premixed combustion method and device | |
CN106678780A (en) | Combustion device |