ЭЛЕКТРОЛИЗНЫЙ КОРПУС ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ Российский патент 2006 года по МПК E04H5/02 C25C3/06 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению алюминия электролизом в криолит-глиноземных расплавах, а именно к конструкции электролизного корпуса для производства алюминия.

Известен электролизный корпус, включающий вытянутый в длину двухпролетный каркас здания прямоугольной формы в плане, выполненный из железобетонных конструкций со стеновыми ограждениями, кровлю, электролизеры, расположенные по два ряда в каждом пролете, и аэрационную систему, состоящую из вытяжного фонаря в кровле и приточных проемов, снабженных поворотными щитами, в нижней части стеновых ограждений (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. Изд-во "Металлургия", 1971, С.311, Рис.158, С.316, С.328-329).

Недостатком такого электролизного корпуса является то, что при использовании вытянутого в длину двухпролетного каркаса здания прямоугольной формы в плане для создания наилучших условий естественной аэрации внутри корпуса и на территории вокруг него необходимо учитывать направление господствующего в течение года ветра. При этом, с одной стороны, для обеспечения наилучших условий естественной аэрации внутри корпуса необходимо размещать его перпендикулярно направлению господствующего в течение года ветра, а, с другой стороны, для обеспечения наилучших условий естественной аэрации на территории вокруг корпуса необходимо размещать его вдоль указанного направления ветра.

Недостатком также является то, что при использовании вытянутого в длину двухпролетного каркаса здания прямоугольной формы в плане с электролизерами, расположенными по два ряда в каждом пролете, не обеспечиваются надлежащие условия труда в рабочих зонах всех электролизеров корпуса и одинаковый отвод тепла от электролизеров всех рядов, то есть одинаковый тепловой режим для всех электролизеров корпуса. В таком корпусе свежий воздух через приточные проемы в нижней части стеновых ограждений попадает в основном в рабочую зону двух периферийных рядов электролизеров и частично в рабочую зону центральных рядов электролизеров, нагревается теплом, излучаемым этими электролизерами, поднимается и удаляется из корпуса через вытяжной фонарь в кровле, центральная же зона остается практически без эффективного движения воздуха, без притока в нее свежего воздуха. Это отрицательно сказывается как на условиях труда в рабочих зонах центральных рядов электролизеров, так и на условиях работы таких электролизеров. Отсутствие эффективного движения воздуха в центральной зоне приводит к недостаточному отводу тепла от расположенных в этой зоне электролизеров, что сказывается на показателях их работы.

Наиболее близким к заявленному является электролизный корпус, включающий вытянутый в длину однопролетный каркас здания прямоугольной формы в плане, выполненный из сборных железобетонных конструкций со стеновыми ограждениями, кровлю, электролизеры, расположенные по два ряда, и аэрационную систему, состоящую из вытяжного фонаря в кровле и приточных проемов, снабженных поворотными щитами, в нижней части стеновых ограждений (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. Изд-во "Металлургия", 1971, С.313, Рис.160, С.316, С.328-329).

Недостатком такого электролизного корпуса является то, что при использовании вытянутого в длину однопролетного каркаса здания прямоугольной формы в плане для создания наилучших условий естественной аэрации внутри корпуса и на территории вокруг него необходимо учитывать направление господствующего в течение года ветра. При этом, с одной стороны, для обеспечения наилучших условий естественной аэрации внутри корпуса необходимо размещать его перпендикулярно направлению господствующего в течение года ветра, а, с другой стороны, для обеспечения наилучших условий естественной аэрации на территории вокруг корпуса необходимо размещать его вдоль направления господствующего в течение года ветра.

Недостатком также является то, что при использовании вытянутого в длину однопролетного каркаса здания прямоугольной формы в плане естественная аэрация осуществляется аэрационной системой, состоящей из приточных проемов в нижней части стеновых ограждений и вытяжного фонаря, расположенного в кровле вдоль всей длины прямоугольного каркаса здания корпуса. При такой аэрации свежий воздух поступает во внутреннее пространство корпуса через приточные проемы с двух продольных противоположных сторон каркаса здания по всей его длине и затем удаляется через расположенный в кровле вытяжной фонарь. В результате поступления свежего воздуха с двух противоположных сторон каркаса здания образуются многочисленные завихрения потоков воздуха. Кроме того, при значительной протяженности каркаса здания наблюдается как неравномерность воздушных потоков внутри корпуса по его длине, так и неравномерность выбросов газов в атмосферу. При этом исключает возможность организованного отвода воздуха направленными равномерными потоками, требуемыми для эффективной аэрации. При такой схеме аэрации между рядами электролизеров возможно образование циркуляционных потоков, которые создают запыленность в этих зонах.

Отсутствие направленного равномерного движения воздуха по всей длине корпуса приводит к неравномерному отводу тепла от электролизеров корпуса, в результате чего электролизеры находятся в разных тепловых режимах по длине корпуса, что сказывается на условиях их работы и, следовательно, на их показателях.

В основу изобретения положена задача разработать электролизный корпус для производства алюминия, конструкция которого обеспечивала бы условия эффективной естественной аэрации внутри корпуса и на территории вокруг него, обеспечивала бы направленное, без завихрений, движение воздушных потоков, исключала бы образование застойных зон и обеспечивала бы одинаковый тепловой режим работы всех электролизеров корпуса, что позволило бы создать надлежащие условия труда и улучшить работу электролизеров корпуса.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в электролизном корпусе для производства алюминия, включающем каркас здания, выполненный из строительных конструкций, кровлю, опирающуюся на строительные конструкции, электролизеры, размещенные внутри каркаса здания, и аэрационную систему, состоящую из вытяжного устройства и приточных проемов в строительных конструкциях, каркас здания выполнен в форме цилиндра или правильной призмы, кровля дополнительно оперта, по крайней мере, на одну колонну, выполненную полой с входными отверстиями для удаления загрязненного воздуха через ее полость, а электролизеры размещены, по крайней мере, в один ряд по окружности вдоль строительных конструкций.

За приточными проемами внутри каркаса здания может быть установлена дополнительная стенка с отверстиями или прорезями.

При этом на выполненной полой колонне могут быть установлены дымососы.

На выполненной полой колонне могут быть также установлены фильтры.

На выполненной полой колонне может быть установлено вытяжное устройство.

Вытяжное устройство может быть снабжено фильтром.

Выполнение каркаса здания в форме цилиндра или правильной призмы, дополнительное опирание кровли, по крайней мере, на одну колонну и размещение электролизеров, по крайней мере, в один ряд по окружности вдоль строительных конструкций обеспечивает условия эффективной естественной аэрации внутри корпуса и на территории вокруг него, обеспечивает направленное, без завихрений, движение воздушных потоков, исключает образование застойных зон и обеспечивает одинаковый тепловой режим работы всех электролизеров корпуса. Это позволяет создать надлежащие условия труда и улучшить работу электролизеров корпуса.

При выполнении каркаса здания в форме цилиндра или правильной призмы обеспечивается как движение воздуха на территории вокруг корпуса, так и поступление свежего воздуха во внутреннее пространство корпуса со всех его сторон. При этом воздух поступает во внутреннее пространство корпуса со всех его сторон через приточные проемы в строительных конструкциях, направляется в середину корпуса и затем удаляется через вытяжное устройство в атмосферу. В результате такого движения воздуха исключается образование как завихрений воздушных потоков, так и застойных зон. При этом обеспечивается организованный отвод воздуха направленными равномерными потоками, требуемыми для эффективной аэрации. При такой схеме аэрации исключается образование циркуляционных потоков между рядами электролизеров.

Благодаря размещению электролизеров по окружности вдоль строительных конструкций в один или несколько рядов обеспечивается движение воздуха от приточных проемов к середине корпуса через все размещенные в корпусе электролизеры равномерными потоками с одинаковыми скоростями. В результате чего обеспечивается равномерный отвод тепла от всех электролизеров корпуса и, как следствие, одинаковый тепловой режим их работы.

Выполнение, по крайней мере, одной колонны полой с входными отверстиями для удаления загрязненного воздуха через ее полость обеспечивает создание помимо воздушных потоков, направленных от приточных проемов к вытяжному устройству, дополнительных воздушных потоков от указанных проемов к такой полой колонне. Наличие таких дополнительных воздушных потоков способствует обеспечению равномерной аэрации всего объема внутреннего пространства корпуса. Благодаря этому в корпусе происходит усиление аэрационного эффекта и исключаются зоны со значительной концентрацией загрязняющих веществ.

Кроме того, благодаря наличию такой колонны или нескольких таких колонн в корпусе создается разрежение, что позволяет увеличить кратность обмена воздуха внутри корпуса, способствуя тем самым улучшению условий труда в корпусе.

Установка за приточными проемами внутри каркаса здания дополнительной стенки с отверстиями или прорезями обеспечивает равномерное распределение входящего во внутреннее пространство корпуса свежего воздуха, что способствует улучшению условий аэрации.

Следует также отметить, что полая колонна представляет собой вентиляционную (дымовую) трубу, что обеспечивает рассеивание газов на возможно большую территорию вокруг электролизного корпуса.

При этом установка на выполненной полой колонне дымососов позволяет создать дополнительную тягу воздуха, способствующую увеличению скоростей воздушных потоков в корпусе, что также способствует увеличению кратности обмена воздуха внутри корпуса и тем самым улучшению условий труда в корпусе.

Кроме того, благодаря этому увеличивается скорость выброса газов в атмосферу, что обеспечивает их рассеивание на возможно большую территорию вокруг электролизного корпуса.

При этом установка на полой колонне фильтров снижает выброс вредных составляющих промышленных газов в атмосферу.

Благодаря установке на выполненной полой колонне вытяжного устройства также создается дополнительное разрежение, что позволяет увеличить кратность обмена воздуха внутри корпуса и тем самым способствует улучшению условий труда в корпусе.

Оборудование вытяжного устройства фильтром снижает выброс вредных составляющих промышленных газов в атмосферу через вытяжное устройство.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг.1 показан электролизный корпус для производства алюминия, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, вид в плане.

Электролизный корпус для производства алюминия включает каркас здания, выполненный из строительных конструкций 1, кровлю 2, опирающуюся на строительные конструкции 1 и на одну или несколько сплошных или полых колонн 3, электролизеры 4, размещенные внутри каркаса здания, и аэрационную систему, состоящую из вытяжного устройства 5 и приточных проемов 6 в строительных конструкциях 1. В качестве вытяжного устройства 5 используется аэрационный вытяжной фонарь. Каркас здания выполнен в форме цилиндра или правильной призмы. Электролизеры 4 размещены в один или несколько рядов по окружности вдоль строительных конструкций 1. За приточными проемами 6 внутри каркаса здания установлена дополнительная стенка 7 с отверстиями или прорезями. Полая колонна 3 выполнена с входными отверстиями для удаления загрязненного воздуха через ее полость. На такой полой колонне 3 установлены дымососы 8 и фильтры 9. Вытяжное устройство 5 установлено на кровле 2, например, в центре корпуса или на выполненной полой колонне 3. Вытяжное устройство 5, установленное на кровле 2 или на полой колонне 3, снабжено фильтром 10.

Естественная аэрация в таком электролизном корпусе осуществляется следующим образом.

Благодаря выполнению каркаса здания в форме цилиндра или правильной призмы обеспечивается как движение воздуха на территории вокруг корпуса, так и поступление свежего воздуха во внутреннее пространство корпуса со всех его сторон. При этом воздух поступает во внутреннее пространство корпуса со всех его сторон через приточные проемы 6 в строительных конструкциях 1, упирается в стенку 7, выполненную с отверстиями или прорезями, и, разбиваясь на равномерные потоки, проходит через электролизеры 4, нагревается излучаемым ими теплом, затем направляется в центральную зону корпуса и удаляется из корпуса через вытяжное устройство 5 в атмосферу. Благодаря размещению электролизеров 4 по окружности вдоль строительных конструкций 1 в один или несколько рядов воздух проходит от приточных проемов 6 в центральную зону корпуса через все размещенные в корпусе электролизеры 4 равномерными потоками с одинаковыми скоростями. В результате чего обеспечивается равномерный отвод тепла от всех электролизеров 4 корпуса и, следовательно, одинаковый тепловой режим их работы.

При выполнении, по крайней мере, одной колонны 3 полой с входными отверстиями для удаления загрязненного воздуха и ее размещении в центре корпуса помимо воздушных потоков, направленных от приточных проемов 6 к вытяжному устройству 5, создаются дополнительные потоки воздуха, направленные от проемов 6 к такой расположенной в центре корпуса полой колонне 3. Наличие таких дополнительных воздушных потоков способствует обеспечению равномерной аэрации всего объема внутреннего пространства корпуса. Благодаря наличию такой колонны 3 в корпусе создается разрежение, позволяющее увеличить кратность обмена воздуха внутри корпуса. Такая полая колонна 3 также представляет собой вентиляционную (дымовую) трубу, что обеспечивает рассеивание газов на возможно большую территорию вокруг электролизного корпуса. При установке на такой полой колонне 3 дымососов 8 создается дополнительная тяга воздуха, способствующая увеличению скоростей воздушных потоков в корпусе, что также способствует увеличению кратности обмена воздуха внутри корпуса. Кроме того, благодаря этому увеличивается скорость выброса газов в атмосферу, что обеспечивает их рассеивание на возможно большую территорию вокруг электролизного корпуса. При установке на полой колонне 3 фильтров 9 снижается выброс вредных составляющих промышленных газов в атмосферу. Благодаря установке на выполненной полой колонне 3 вытяжного устройства 5 также создается дополнительное разрежение, что позволяет увеличить кратность обмена воздуха внутри корпуса и тем самым способствует улучшению условий труда в корпусе. При оборудовании вытяжного устройства 5 фильтром 10 снижается выброс вредных составляющих промышленных газов в атмосферу через это устройство.

Изобретение относится к получению алюминия электролизом в криолит-глиноземных расплавах, в частности к конструкции электролизного корпуса для производства алюминия. Электролизный корпус для производства алюминия включает каркас здания, выполненный из строительных конструкций, кровлю, опирающуюся на строительные конструкции, электролизеры, размещенные внутри каркаса здания, и аэрационную систему, состоящую из вытяжного устройства и приточных проемов в строительных конструкциях, каркас здания выполнен в форме цилиндра или правильной призмы, кровля дополнительно оперта по крайней мере на одну колонну, а электролизеры размещены по крайней мере в один ряд по окружности вдоль строительных конструкций. Изобретение обеспечивает возможность создания надлежащих условий труда и улучшения работы электролизеров в корпусе. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электролизный корпус для производства алюминия, включающий каркас здания, выполненный из строительных конструкций, кровлю, опирающуюся на строительные конструкции, электролизеры, размещенные внутри каркаса здания, и аэрационную систему, состоящую из вытяжного устройства и приточных проемов в строительных конструкциях, отличающийся тем, что каркас здания выполнен в форме цилиндра или правильной призмы, кровля дополнительно оперта, по крайней мере, на одну колонну, выполненную полой с входными отверстиями для удаления загрязненного воздуха через ее полость, а электролизеры размещены, по крайней мере, в один ряд по окружности вдоль строительных конструкций.2. Электролизный корпус по п.1, отличающийся тем, что за приточными проемами внутри каркаса здания установлена дополнительная стенка с отверстиями или прорезями.3. Электролизный корпус по п.1, отличающийся тем, что на выполненной полой колонне установлены дымососы.4. Электролизный корпус по п.3, отличающийся тем, что на полой колонне установлены фильтры.5. Электролизный корпус по п.1, отличающийся тем, что на выполненной полой колонне установлено вытяжное устройство.6. Электролизный корпус по п.1 или 5, отличающийся тем, что вытяжное устройство снабжено фильтром.