Способ окисления углерода, содержащегося в электролите алюминиевого электролизера Российский патент 2019 года по МПК C25C3/20 

Описание патента на изобретение RU2697141C1

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам обслуживания алюминиевого электролизера, преимущественно к способам окисления углерода электролита алюминиевого электролизера.

Известен способ обслуживания алюминиевого электролизера, включающий удаление угольной пены при проведении технологической обработки [В.Г. Терентьев. Производство алюминия. М.: Металургия, 1997, с. 156-159].

Недостаток известного способа заключается в том, что для удаления угольной пены требуется разгерметизация электролизера и в эти периоды выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду наиболее интенсивны. Кроме этого, с угольной пеной из электролизера удаляется значительное количество фтористых солей, содержание которых в угольной пене составляет 60…70% масс.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ удаления угольной пены с поверхности электролита алюминиевого электролизера, включающий окисление углерода в пространстве борт-анод путем подачи в виде струек нагретого до 960°С и обогащенного кислородом воздуха под углом к поверхности электролита с помощью насадки [патент РФ №2406788 от 02.12.2009, опубл. 20.12.2010 Бюл. №35].

Недостатком известного способа является риск повышенного расхода анода вследствие его окисления воздухом, необходимость разгерметизации укрытия анода в период окисления углерода в пространстве борт-анод, потребность в энергоресурсах для нагрева подаваемого воздуха до 960°С.

Целью заявляемого изобретения является окисление углерода, содержащегося в электролите алюминиевого электролизера, увеличение выхода по току и снижение расхода анода.

Поставленная цель достигается тем, что подачу воздуха осуществляют совместно с подачей глинозема из мерного стакана в дозирующее устройство, используя отработанный сжатый осушенный воздух от пневмоцилиндра привода штока загрузочного устройства дозирования сырья алюминиевого электролизера.

Целесообразность подачи воздуха совместно с глиноземом обосновывается тем, что воздух, адсорбированный глиноземом, пробойником дозирующего устройства системы АПГ (автоматической подачи глинозема) погружается непосредственно в электролит, где он под воздействием высоких температур десорбируется и кислород воздуха окисляет углерод непосредственно в электролите. Таким образом, исключается риск окисления анода подаваемым в электролит воздухом.

Полное погружение глинозема обеспечивает насыщение воздухом последнего в электролит и дополнительно обеспечивает увеличение скорости растворения глинозема в электролите за счет того, что глинозем подается в электролит в разрыхленном состоянии.

Использование отработанного сжатого осушенного воздуха улучшает условия его адсорбции глиноземом, т.к. наличие влаги в адсорбенте увеличивает температуру адсорбента (глинозема), что снижает адсорбционную емкость глинозема. Помимо этого, предлагаемый способ позволяет утилизировать отработанный сжатый воздух, что значительно снижает затраты на его реализацию.

Подача воздуха в мерный стакан в момент движения штока вниз обеспечивает минимальное время нахождения насыщенного воздухом глинозема в мерном стакане и дозирующем устройстве системы АПГ, что обеспечивает практически полное поступление адсорбированного глиноземом воздуха в электролит.

Заявляемый способ поясняется графически. На фиг. изображен мерный стакан 1, из которого порция глинозема удаляется штоком 2, приводимым в действие пневмоцилиндром 3. Надежное отключение мерного стакана от утечек воздуха обеспечивает верхний клапан 4, который во время разгрузки мерного стакана плотно перекрывает отверстие 5, через которое глинозем из бункера (на фиг. не показан) поступает в мерный стакан. Насыщенный воздухом глинозем по течке 6 подается в дозирующее устройство 7. Подача глинозема из дозирующего устройства в электролит осуществляется пробойником 8, приводимым в действие пневмоцилиндром 9.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. Загружаемый из бункера (на фиг. не показан) в мерный стакан 1 глинозем насыщается воздухом, при помощи штока 2, который при движении вниз выдавливает его из пневмоцилиндра 3. Насыщенный воздухом глинозем из мерного стакана по течке 6 поступает в дозирующее устройство 7, откуда он пробойником 8, приводимым в действие пневмоцилиндром 9, загружается в толщу электролита. Под воздействием высокой температуры электролита адсорбированный глиноземом воздух десорбируется, и кислород воздуха окисляет содержащийся в электролите углерод. Утечку воздуха из мерного стакана в атмосферу в этот момент предотвращает верхний клапан 4 мерного стакана, который плотно перекрывает отверстие 5, через которое глинозем из бункера поступает в мерный стакан. Наполнение мерного стакана глиноземом осуществляется в момент, когда шток находится в верхнем положении и верхний клапан 4 открывает отверстие 5, через которое глинозем из бункера самотеком заполняет мерный стакан.

Технический результат заявляемого способа заключается в окислении углерода непосредственно в электролите в отличие от прототипа, где окисление пены осуществляется на поверхности электролита, кроме того, увеличивается скорость растворения взрыхленного воздухом глинозема. В результате снижения электрического сопротивления и температуры электролита улучшаются технико-экономические показатели работы электролизера, кроме того происходит утилизация отработанного сжатого осушенного воздуха, а также уменьшение потерь фтористых солей.

Похожие патенты RU2697141C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ПОДОШВЫ АНОДА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА 2017
  • Шахрай Сергей Георгиевич
  • Поляков Петр Васильевич
  • Михалев Юрий Глебович
  • Безруких Александр Иннокентьевич
  • Завадяк Андрей Васильевич
  • Пузанов Илья Иванович
  • Ясинский Андрей Станиславович
  • Шарыпов Никита Анатольевич
  • Власов Александр Анатольевич
  • Поляков Андрей Александрович
RU2664585C1
Способ питания электролизера глиноземом и устройство для его осуществления 2019
  • Поляков Петр Васильевич
  • Шахрай Сергей Георгиевич
  • Ясинский Андрей Станиславович
  • Филоненко Анатолий Александрович
  • Попов Юрий Николаевич
RU2728985C1
Способ защиты угольной части анода от окисления 2018
  • Поляков Пётр Васильевич
  • Шахрай Сергей Георгиевич
  • Шарыпов Никита Анатольевич
  • Безруких Александр Иннокентьевич
  • Завадяк Андрей Васильевич
  • Пузанов Илья Иванович
  • Поляков Андрей Александрович
  • Ясинский Андрей Станиславович
RU2687526C1
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ С САМООБЖИГАЮЩИМСЯ АНОДОМ 2001
  • Спиридонов А.П.
  • Колосов Ю.Н.
  • Матвеев Ю.А.
  • Баранцев А.Г.
  • Савинов В.И.
  • Точилов А.С.
RU2190042C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ СЫРЬЯ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ 2006
  • Веселков Вячеслав Васильевич
  • Тепикин Сергей Викторович
  • Шемет Юрий Васильевич
RU2314365C1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПИТАНИЯ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТОЛИЗЕРА ГЛИНОЗЕМОМ 1996
  • Деревягин В.Н.
  • Громов Б.С.
  • Баранцев А.Г.
  • Пак Р.В.
RU2093611C1
СПОСОБ ПИТАНИЯ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ГЛИНОЗЕМОМ И КОРРЕКТИРУЮЩИМИ ДОБАВКАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1998
  • Концур Е.П.
  • Бочкарев С.А.
RU2121529C1
Способ непрерывного питания алюминиевого электролизёра глинозёмом и устройство для его осуществления 2023
  • Поляков Петр Васильевич
  • Филоненко Анатолий Александрович
  • Юшкова Ольга Васильевна
  • Варюхин Дмитрий Юрьевич
  • Моисеенко Илья Максимович
  • Крюковский Василий Андреевич
  • Сиразутдинов Геннадий Абдулович
  • Пузанов Илья Иванович
RU2800763C1
УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ С ВЕРХНИМ ТОКОПОДВОДОМ 2001
  • Концур Е.П.
  • Горлов А.М.
RU2190702C1
Лабораторная установка для исследований анодных процессов алюминиевого электролизера 2018
  • Ясинский Андрей Станиславович
  • Поляков Петр Васильевич
  • Шахрай Сергей Георгиевич
  • Филоненко Анатолий Александрович
  • Поляков Андрей Александрович
  • Михалев Юрий Глебович
  • Зарницын Роман Игоревич
RU2700904C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 697 141 C1

Реферат патента 2019 года Способ окисления углерода, содержащегося в электролите алюминиевого электролизера

Изобретение относится к способу окисления углерода электролита алюминиевого электролизера. Способ включает подачу воздуха в электролит, при этом подают отработанный сжатый осушенный воздух от пневмоцилиндра привода штока загрузочного устройства дозирования сырья алюминиевого электролизера в глинозем, загруженный в отработанный сжатый осушенный воздух от пневмоцилиндра привода штока загрузочного устройства дозирования сырья алюминиевого электролизера мерный стакан загрузочного устройства, насыщенный воздухом глинозем подают из мерного стакана в дозирующее устройство и затем в толщу электролита для окисления углерода электролита кислородом воздуха. Обеспечивается снижение электрического сопротивления и температуры электролита, улучшение технико-экономических показателей работы электролизера и утилизация отработанного сжатого осушенного воздуха, а также уменьшение потерь фтористых солей. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 697 141 C1

Способ окисления углерода, содержащегося в электролите алюминиевого электролизера, включающий подачу воздуха в электролит, отличающийся тем, что подачу воздуха осуществляют совместно с подачей глинозема из мерного стакана в дозирующее устройство, причем используют отработанный сжатый осушенный воздух от пневмоцилиндра привода штока загрузочного устройства дозирования сырья алюминиевого электролизера.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2697141C1

СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ АНОДНОГО ЭФФЕКТА И УДАЛЕНИЯ УГОЛЬНОЙ ПЕНЫ ИЗ МЕЖПОЛЮСНОГО ЗАЗОРА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА 1993
  • Деревягин В.Н.
  • Маленко А.А.
  • Суровцев В.А.
  • Житов П.А.
RU2057207C1
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ УГОЛЬНОЙ ПЕНЫ С ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОЛИТА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА 2009
  • Поляков Петр Васильевич
  • Виноградов Алексей Михайлович
  • Ключанцев Андрей Борисович
  • Мальков Леонид Андреевич
  • Островский Иван Викторович
RU2406788C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ АНОДНОГО ЭФФЕКТА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА 1972
SU423885A1
US 4392926 A, 12.07.1983
US 5759382 A, 02.06.1998.

RU 2 697 141 C1

Авторы

Шахрай Сергей Георгиевич

Шарыпов Никита Анатольевич

Поляков Пётр Васильевич

Михалев Юрий Глебович

Завадяк Андрей Васильевич

Пузанов Илья Иванович

Безруких Александр Иннокентьевич

Ясинский Андрей Станиславович

Поляков Андрей Александрович

Даты

2019-08-12Публикация

2018-12-05Подача