SU737504A1 - Анодное устройство электролизера дл получени алюмини - Google Patents

Description

Изобретение относится к области электролитического получения алюминия д может быть использовано в конструкции алюминиевых электролизеров.

Известны конструкции электролизеров с.устройствами для охлаждения центральной или обогрева периферийной зон самообжигающегося анода алюминиевых электролизеров. Так, например, с целью дифференциального отвода тепла от различных зон анода предусмотрен теплообменник, состоящий из трубок, расположенных в жидкой фазе анода, пс которым проходит воздух, отводящий тепло анода в атмосферу (1].

Известны устройства, где предлагается с целью увеличения и дифференциации отвода избыточного тепла от анода электролизера в атмосферу устанавливать в жидкой фазе анода теплопроводящие элементы в виде пластин и стержней различной длины с отверстиями и вырез для подвески их на аноде (2|, [з}.

Для обогрева Самообжигающегося анода алюминиевого электролизера применены плоские металлические газоходы, установленные с внешней стороны торцовых стенок в верхней части анодного кожуха, по которым проходят анодные газы, имеющие высокую температуру Известно устройство, в котором с помощью теплоотводящих элементов, ус₁₀ тановленных в специальных карманах анодного кожуха, в атмосферу отводится тепло, от твёрдой части анода [β].

Наиболее близким к изобретению яв- , /ляется анодное устройство, включающее самообжигаюшийся анод и тепловые трубы с зонами испарения и конденсации. С целью снижения потерь тепла от анода и формирования конуса спекания самообжигающегося анода электролизера в жидкую анодную массу погружены тепловые трубы с циркулирующим теплоносителем, которые отводят тепло из нижней зоны анода В верхнюю часть или в зону, рас' f/ наложенную вблизи границы конуса спекания и жидкой фазы анода (б|.

. В известных устройствах предлагается либо охлаждать центральную зону анода, не утепляя боковые стенки жидкой фазы, либо только обогревать (притом . газами) наружную сторону анодного кожуха. При этом избыточное тепло анода электролизера полезно не используется, а только отводится в атмосферу. К тому же, регулирование температурного режима в зоне анодного кожуха в известных устройствах практически не осуществляется.

Целью изобретения является утилизация избыточного тепла и улучшение качества анода электролизера.

Указанная цель постирается тем, что зона конденсации тепловых труб выполнена в виде размещенных снаружи анода и соединенных с нагнетательной воздушной магистралью герметичных полостей, в которые внесены концы тепловых труб.

Кроме того, зона конденсации разделена вертикальными перегородками, отделяющими зону конденсации тепловых труб от зоны, прилегающей к боковым стенам анода и обогреваемой горячим воздухом из зоны конденсации тепловых труб.

J3 качестве теплоносителя может быть использована дифенильная смесь.

На чертеже показан самообжигающийся анод с верхним подводом тока.

АноДное устройство электрсЙйзера включает скоксованную 1 и жидкую 2 части углеродистого тела анода, ток к которому подводится с помощью штырей

3. В каждую часть помещены тепловые трубы 4, зона испарения которых находится в центральной части анода. Анодный кожух снабжён герметичными полостями 5 с металлическими перегородками 6. Полости 5 соединены с воздушной магистралью трубопроводами 7 и 8, на которых расположёны воздухораспределительные клапаны. Горячий воздух из полостей 5 по магистрали 9 может быть направлен на утилизацию тепла. Магистраль 9 с помощью байпаса 10 связана с всасом' ей* вентилятора наддува.

Анодное устройство алюминиевого электролизера работает следующим образом.

Воздух от вентилятора наддува по трубопроводам 7 и 8 через воэдухорасп737504 ,4 ределительные клапаны подается в герметичныеполости 5 анодного кодуха, в которые выведена зона конденсации тепловых труб 4. Нагретый воздух из герме₅ тинных полостей 5 по магистрали 9 поступает в систему утилизации тепла. Наличие перегородок в герметичных по-. лостях кожуха позволяет передать часть отводимого тепла в периферийные облас10 ти анода с целью выравнивания температурного поля анода и высоты скоксованной части его, что улучшит качество анода. . — '

Регулируя расход воздуха, поступа15 юшего в полости от вентилятора наддува с помощью воздухораспределительных клапанов, можно поддерживать оптимальный температурный режим в зоне боковых стенок анодного кожуха, что 20 повышает эффективность работы алюминиевого электролизера по сравнению с известными техническими решениями.

Экономический эффект от применения данного изобретения может быть ориен25 тировочно определен по экономии тепла, от анода электролизера.

Так как через анод электролизера с верхним подводом тока теряется ~13% 30 от всей электроэнергии, подводимой к агрегату, то для алюминиевого завода в районе Сибири, потребляющего примерно 30 млрд «кВтч/год, при использовании даже половины тепловых потерь 35 от анода экономия электроэнергии составит примерно 1,9 млрд «кВтч/год. При стоимости 1 кВт часа электроэнергии 0,7 коп экономический эффект составит порядка 13 млн. руб/год на один завод ⁴⁰ при внедрении энерготехнической установки с предлагаемым анодным устройством.

Claims (1)

1. (54) АНОДНОЕ УС Изобретение относитс  к области электролитического получени  алюмини  д может быть использовано в конструкции алюминиевых электролизеров. Известны конструкции электролизеров с. устройствами дл  охлаждени  центральной или обогрева периферийной зон самообжигающегос  анода алюминиевьгх электролизеров. Так, например, с целью дифференциального отвода тепла от различных зон анода предусмотрен теплообменник , состо5иций из трубок, расположенных в жидкой фазе анода, по которым проходит воздух, ОТВОДЯЩЕЙ тепло анода Б атмосферу Щ . Известаы устройства, где тфедлагает с  с целью увеличени  н дифференциации отвода избыточного тепла от анода элек ролизера в атмосферу устанавливать в жидкой фазе анода теплопровод щие иле менты в виде пластин и стержней различной длины с отверсти ми и вырез дл  подвески их на аноде 2, з. ДЛЯ ПО ЙСТВО ЭЛЕКТРОЛИЗ НИЯ АЛЮМИНИЯ 1 - ,.,и ШШШШ Дл  обогрева самообнсигающегос  анода алюминиевого электролизера применены плоские металлические газоходы, ycfaнoвлeнныe с внешней стороны торцовых стенок в верхней части анодного кожуха, по которым проход т анодные газы, имеющие высокую темпера туру W. Известно устройство, в котором с помощью теплоотводшцих элементов, устан саленных в специальных карманах .анодного кожуха, в атмосферу отводитс  тепло, от твёрдой части анода 5. Наиболее близким к изобретению  в- , л етс  анодное устройство, включающее самообжигающийс  анод и тепловые трубы с зонами испарени  и конденсации. С целью снижени  потерь тепла от анода и формировбши  конуса спекани  саМооб- жигающегос  анода электролизера в жидкую анодную массу погружены тепловые трубы с циркулирующим теплоносителем, которые отвод т тепло из нижней зоны анода Ё верхнюю часть или в зону, распсйюжвнную вблизи границы кснуса спекани  и жидкой фазы анода б. . В известных устройствах предлагаетс  либр охлаждать центральную зону ано да, не утепл   боковые стенки жидкой фазы, либо только обогревать (притом , газами) наружную сторону анодного кожуха . При этом избыточнее тепло анода электролизера полезно не используетс , а только отводитс  в атмосферу. К тому же, регулирование температурного режима в зше анодного кожуха в. известньк устройствах практически не осушествл етс . Целью изобретени   вл етс  утилкза цнч избьггочйого тепла и улучшение качества анода электролизера.: Указанна  цель достигаетс  тем, что зона конденсации тепловых труб выполнена в виде размещенных снаружи анода и соедине ньк с нагнетательной воздушной магистралью герметичных полостей , в которые внесены концы тепловых труб. Кроме того, зона конденсации рЪэделена вертикальными перегородками, отдел ющими 3oiiy конденсации тепловых труб от зоны, прилегающей к боковым стенам анода и обогреваемой гсчр чим воздухом из зоны ксмденсации тепловых труб. качестве теплоносител  может быть использована дифеаильна  смесь. На чертеже показан самообжигающийс  анод с верхним поДбоДой тока. АноМоё устройс гШ eneKTJpcSiifsepa включает скоксованную 1 а жидкую 2 части уг лерЬййстдгб ёШШоМГтчж к котфому подводитсй с помощью штврей 3. В каждую часть помещены тепловые трубы 4, зона испарений которых находитс  в центральной анода. Анодный кожух снабжён гёрмётйчиь;ми полос т ми 5 с металлическими перегородками 6. Полости 5 соединены с воздушной магистралью трубопроводами 7 н 8 на которых расположены воздухораспределительные клапаны. Гор чий воздух из полостей 5 по магистрали 9 может быть направлен на утййизйцШо тёпйа. Магистраль 9 с помощью байпаса 10 св зана с всасом о ьвн й «ггфа наддуба .- - - Анодное устройство алюмйНйёйЬго электролизера работает следутощим обра ном., , BbsiQrx от вёнтй:л тЬра наддува по трубопроводам 7 и 8 через воздухорасп ределитальнью клапа11ы подаетс  в герметичнце полости 5 анодного кодуха, в которые вьшедена зона конденсации тейловых труб 4. Нагретый воздух на герметичных полостей 5 по магистрали 9 поступает в систему утилизации тепла. Наличие перегородок в герметиадьк полост х кожуха позвол ет передать часть отводимого тепла в периферийные области анода с целью выравнивани  температурного пол  анода и высоты скоксован- ной части его, что улучшит качество анода. ; V Регулиру  расход Boaziy f поступающего в полости от вентклетора наддува с помс  ью воздухфаспределительНЬРС клапанов, можно поддерживать опт мальн1 1Й температурный режим в зоне боковьос стенок анодного кожуха, что повышает эффективность работы алюминиевого электролизера по сравнению с извес1;ными техническими решени ми. Экономический эффект от Применени  данного изобретени  может быть сриент ировочно определен по экономии тепла от анода электролизера. Так как через анод электролизера с верхним подводом тока тер етс  от всей электроэнергии, подводимой к агрегату, то дл  алюминиевого завода в районе Сибири, потребл ющего примерно 30 млрд кВтч/год, при использовании даже половины тепловых потерь от анода экономи  электроэнергии составит примерно 1,9 млрд-«кВтч/год. При стоимости 1 кВт часа электроэнергии 0,7 коп экономический эффект составит пор дка 13 млн. руб/год на один завод при внедрении энерготехнической установ си с предлагаемым анодным устройством . Формула изобрет е н и   1. Анодное устройство электролизера дл  получени  алюмини , включающее са мообжигаквдийс  анод и тепловые труёы с зонами испарени  и конденсации, отличающеес  тем, что, с целью утилизации избыточного тепла и улучшени  качества анода, зона конденсации тепловых труб выполнена в виде размещённых сйаружи анода и соединен с нагнетательной воздушной магистралью герметичных полостей, в которые вьюедены концы тепловьк труб.