Анодный узел алюминиевого электролизера Советский патент 1985 года по МПК C25C3/12 

Изобретение относится к цветной металлургий, в частности к электролитическому получению алюминия с самоспекакицимися анодами.

Известен анодный узел алюминиевого электролизера, в котором технологические газы отводят через тело анода lj

Это устройство сложно по конструкции (многотрубное) и служит только для отвода газа и питания глиноземом но не оказьшает существенного влияния на тепловой баланс электролизера и качество спекающего анода.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является анодный узел алюминиевого электролизера, содержащий охлаждающее устройство, установленное в угольном теле анода и снабженное патрубком, соединенным с системой газоотсоса 2 J.

Однако данное устройство служит, только для охлаждения анода, отбирая тепло из верхних слоев жидкой части, и значительно усложняет конструкцию электролизера.

Целью изобретения является уменьшение удельного расхода, анодной массы, снижение расхода электроэнергии и уменьщение выделений технологических газов в атмосферу.

Указанная цель достигается тем, что в анодном узле алюминиевого электролизера, содержащем охлаждающее устройство, установленное в угольном теле анода и снабженное патрубком, соединенным с системой газоотсоса, охлаждающее устройство выполнено в виде двух вертикальных труб, причем трубы установлены соосво, внешняя труба заключена в обечайку и снабжена внизу торцовой заглушкой, выполненной с отверстием, а внутренняя труба установлена с зазором относительно заглушки и наружной трубы и соединена с патрубком в верхней части.

На фиг. t изображен анодный узел, общий вид в разрезе; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез В-Б на фиг. 1.

Анодный узел состоит из тела анода, содержащего жидкую часть 1 и скоксрвавшухжя часть 2, запеченного охлаждающего устройства 3, заключенного 8 обечайку 4, двух швеллеров 5, образующих полый канал 6 и служащих для крепления устройства, полого хапала 7, сформированного устройством 3 в скоксовавшейся части 2 тела анода.

В устройстве 3 имеется отверстие

8,соединяющее полый канал 7 и канал 9 для отвода отходящих газов, также имеются отверстия 10, соединяющие каналы 11 для движения охлаждающего воздуха с окружающей атмосферой, и отверстия 12, соединяющие каналы 11 для движения охлаждающего воздуха

с каналом 9 для отвода отходящих газов . Канал 9 для отвода отходящих газов сообщается с полым каналом 6, соединенньм с системой газоотсоса, при помощи патрубка 13.

В середине анода в жидкую его часть 1 сверху погружают охлаждающее устройство 3, заключенное в обечайку 4, служащую для исключения припекания устройства к аноду. В это время устройство не ограничено в вертикальном перемещении.

Так как анод является непрерьтным и самоспекающимся, то его в процессе сгорания периодически опускают, а значит вместе с анодом опускается и устройство 3 до тех. пор, пока нижний конец его не попадет в скоксовавшуюся часть 2 анода. После этого устройство закрепляют неподвижно при помощи швеллеров 5. Анод продолжает движение вниз и в его теле формируется полый канал 7, по которому эвакуируются технологические газы, образующиеся в процессе электролиза и в результате коксования анода. Эти газы через отверстие 8 попадают в нижний конец канала 9, где происходи юс смещение с воздухом и дожигание. Воздух, идущий на смещение, забирается из окружающей атмосферы-через отверстия 10, проходит по каналам t1 и при этом нагревается за счет отбора тепла от тела анода и отходящих газов.

Из каналов 11 нагретый воздух через отверстия 12 попадает в нижний конец канала 9, где смешивается с технологическими газами. При смешении происходит дожигание технологических газов. Образующиеся в результате дожигания технологических газов отходящие газы поднимаются по каналу

9,проходят через патрубок 13 и при помощи канала 6 отводятся в систему газоотсоса.

По сравнению с известным устройством предлагаемое служит не только для охлаждения анода, но и для эвакуации и дожигания технологических газов. Для охлаждения не нужен расход сжатого воздуха, так как воздух поступает за счет разрежения, создавае мого в системе газоотсоса. Отвод анодных газов через Прямоугольный канал в центре анода позволяет привести форму подошвы анода в соответствие с формой поверхности ка тодного металла и сделать ее вогнуто что облегчает газовьделение из-под подошвы анода, а значит и уменьшает поток анодных- газов через тело анода и газонаполнеяность анода. Так как большая часть анодных газов эвакуируется через канал в центральной части анода, то уменьшается ввдеп1вние их по периферии анода, а значит уменьшается циркуля1Ц1я электролита у бортов электролизера, что способствует образованию более мощны бортовых настылей, защи1кающих футеро ку. Уменьшение вьзделения анодных газов на периферии анода уменьшает попадание их в атмосферу корпуса. В связи с облегчением газовьделения из-под подошвы анода уменьшается пульсация газовьщеления, а значит и волнение металла и электролита, и уменьшается время пребьшания анодных газов в электролите, что уменьшает как процесс окисления алюминия, так и сопротивление электролита, а также снижает фактическую плотность тока в аноде и улучшает равномерность токовой нагрузки. Предлагаемая конструкция позволяет повысить выход по току на 2% за счет уменьшения колебания металла, времени нахождения газов под подошвой анода и приведения формы подошвы анода в соответствие с формой поверхности катодного металла; уменьшить удельный расход электроэнергии на 15Q200 кВт-ч/т за счет уменьшения газонапыленности, а значит и сопротивления электролита и анода, и уменьшения фактической- плотности тока. Кроме того, изобретение позволяет уменьшить расход анодной массы на 10 кг/т за счет уменьшения потока анодных газов через тело анода; увеличить срок службы электролизеров з$. счет более мощных бортовых настылей; интенсифицировать процесс электролиза за счет уменьшения удельного расхода электроэнергии; улучшить условия труда за счет уменьшения: попадания технологических газов в атмосферу корпуса. Причем питание электролизера глиноземом осуществляется через центральную часть анода.

1148906

/I-A

АНОДНЬЙ УЗЕЛ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА, содержащий охлаждающее устройство, установленное в угольном теле анода и снабженное патрубком соединенным с системой газоотсоса, отличающийся тем, что, с целью уменьшения удельного расхода анодной массы, снижения расхода эпекгроэнергии и уменьшения ввделений технологических газов в атмосферу, охлаждающее устройство вшюлнено в виде двух вертикальных труб, причем трубы установлены соосно, внешняя труба заключена в обечайку и внизу торцовой заглушкой, выпояяенной с отверстием, а внутренняя труба установлена с зазором относительно загдушкя и наружной трубы и соединена t патрубком в верхней части.5