СПОСОБ ПИТАНИЯ ГЛИНОЗЕМОМ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА Российский патент 2005 года по МПК C25C3/06 

Изобретение относится к цветной металлургии, к производству алюминия электролитическим способом, и может быть использовано на алюминиевых заводах для питания электролизеров глиноземом.

Традиционная технология питания электролизера глиноземом и фтористыми солями заключается в их загрузке на корку по боковым сторонам электролизера с последующим продавливанием этой корки и подачей сырья в жидкий электролит.

Известный способ питания имеет ряд существенных недостатков:

- значительные потери сырьевых материалов за счет пылеуноса при транспортировке и загрузке;

- невозможность равномерного питания электролизера, что ведет к технологическим нарушениям (образование “коржей” на подине, неустойчивый электрический режим);

- низкий кпд электролизера, около 20%.

Наиболее близким техническим решением является способ питания сырьем алюминиевых электролизеров путем подачи его в дозируемом количестве через вертикальный проем в аноде, в котором с целью поддержания постоянного состава электролита, концентрации глинозема и сокращения расхода сырья, электроэнергии сырье подают одновременно с инертным газом под давлением, на 5-20% превышающим давление анодных газов (SU №391185, С 22 В 3/12, опубл. 28.11.1973).

Недостатком данного решения является то, что газоглиноземная смесь, подаваемая под вышеуказанным давлением, может привести к изменениям гидродинамических характеристик потоков электролита и жидкого алюминия в электролизере, что вызывает нарушения технологического режима, снижение технико-экономических показателей процесса электролиза и снижение срока службы электролизера.

Задачей предлагаемого способа является сокращение расхода электроэнергии и увеличение кпд электролизера.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем подачу глинозема одновременно с газом под давлением, превышающим давление анодных газов, согласно изобретению газоглиноземную смесь подают непрерывно в межполюсный зазор, под центр анода, причем в качестве газоносителя используют предварительно осушенный воздух, смешанный с коксовой пылью в количестве 100-120 г/м³.

Техническим результатом предлагаемого решения является регулируемая подача глинозема в электролит и стабилизация технологического режима, а также сокращение расхода электроэнергии и увеличение кпд электролизера.

Техническая сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

В предлагаемой технологии питания глиноземом алюминиевого электролизера в повторяющую контур анода металлическую трубу, расположенную в межполюсном зазоре и находящуюся в электролите, подается газоглиноземная смесь. Подаваемая под давлением газоглиноземная смесь, проходя по трубе, нагревается и через отверстия, расположенные в верхней части конца трубы, поступает под центр анода, где распределяется, обеспечивая питание электролита глиноземом и улучшая его перемешивание. В качестве газоносителя использован осушенный воздух с добавлением коксовой пыли в количестве 100-120 г/м³, необходимой для сжигания кислорода в поступающем воздухе. Металлическая труба, находящаяся в электролите, не разрушается, так как охлаждается газоглиноземной смесью изнутри, а ее наружная поверхность покрывается слоем затвердевшего электролита, что способствует ее упрочнению.

Предлагаемый способ питания глиноземом алюминиевого электролизера с указанной совокупностью признаков обеспечивает достижение технического результата благодаря равномерному снабжению глиноземом электролита в межполюсном зазоре и снижению напряжения (на несколько сот миливольт), за счет увеличения площади контакта анод-электролит, вследствие чего уменьшается количество “запертых” участков (из-за недостатка глинозема), сокращается расход электроэнергии и увеличивается кпд электролизера.

Получение технического результата достигнуто решением задачи на изобретательском уровне, в частности равномерной подачей газоглиноземной смеси под центр анода, с использованием в качестве газоносителя предварительно осушенного воздуха, смешанного с коксовой пылью в количестве 100-120 г/м³. Количество коксовой пыли, необходимое для создания смеси с воздухом, определяется исходя из условия выжигания кислорода воздуха. Если подаваемое количество коксовой пыли меньше 100 г/м³, то наблюдается увеличение скорости сгорания анода из-за дополнительно поступающего кислорода с воздухом. Добавление коксовой пыли в количестве, превышающем 120 г/м³, нецелесообразно, так как расчетным путем определено достаточным для полного выжигания кислорода - 120 г/м³ коксовой пыли. Дозировка коксовой пыли обеспечивается калиброванным отверстием в системе подачи в струйный насос.

На фиг. 1 изображена схема питания глиноземом алюминиевого электролизера; на фиг.2 - схема подачи глинозема в межполюсной зазор.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Сжатый воздух из воздушной магистрали 1 проходит через осушитель 2 центробежного типа, где очищается от пыли, влаги, механических примесей. Очищенный и осушенный воздух поступает в редуктор 3, имеющий возможность плавного регулирования давления от 0 до 5 атм. Затем, под заданным давлением, воздух поступает в камеру смешения струйного насоса 4, куда также из бункера 5 поступает глинозем, а из бункера 6 - коксовая пыль. Полученная газоглиноземная смесь подается в электролизер 7, в межполюсный зазор по металлической трубе 8, повторяющей контур анода 9.

Регулирование подачи глинозема осуществляется регулированием давления воздуха. В зависимости от технологического состояния электролизера давление воздуха и расход глинозема могут незначительно меняться, но при этом обеспечивается регулируемое гарантированное питание его глиноземом.

Система, обеспечивающая непрерывный способ питания глиноземом алюминиевого электролизера, очень компактна, весит около 20 кг, проста в изготовлении и легко управляема. Она может быть использована в качестве автономного (аварийного) питания электролизера, а также для гашения вспышек.

Изобретение может быть использовано на алюминиевых заводах для питания электролизеров глиноземом. Глинозем подают одновременно с газом под давлением, превышающим давление анодных газов. Для стабилизации технологического режима, сокращения расхода электроэнергии и увеличения кпд электролизера смесь газа и глинозема подают непрерывно в межполюсный зазор под центр анода, а в качестве газоносителя используют предварительно осушенный воздух в смеси с коксовой пылью в количестве 100-120 г/м³. 2 ил.

Способ питания глиноземом алюминиевого электролизера, включающий подачу глинозема одновременно с газом под давлением, превышающим давление анодных газов, отличающийся тем, что газоглиноземную смесь подают непрерывно в межполюсный зазор под центр анода, причем в качестве газоносителя используют предварительно осушенный воздух в смеси с коксовой пылью в количестве 100-120 г/м³.