Способ получения алюминия в электролизере с самообжигающимся анодом Советский патент 1993 года по МПК C25C3/06 

Изобретение относится к эле.к рлитиче- скому производству алюминия м может быть использовано на элеткролизерах с самооб- жига ющимися анодами для питания их глиноземом и другими подобными материалами.

Целью изобретения является снижение потерь глинозема за счет уменьшения пылеуноса.

В способе получения алюминия в электролизере с самообжйгающимся анодом, включающем подачу воздуха на транспортирование глинозема через устройство для загрузки глинозема под газосборник и подачу предварительно нагретого воздуха в эжектор горелочного устройства, поставленная цель достигается тем, что предварительно нагретый воздух непрерывно подают под газосборник через устройство для загрузки глинозема при соотношении расходов воздуха и анодных газов (0,8- 1,5):1, а подачу воздуха на транспортирование глинозема осуществляют при отсутствии подачи воздуха в эжектор горелочного устройства, причем расход воздуха на зжектирование равен расходу воздуха на транспортирование глинозема.

Техническая сущность изобретения заключается в следующем.

Подачу глинозема в подколокольное пространство осуществляют предварительно нагретым воздухом периодически через устройство для его загрузки. Воздух для сжигания анодных газов для газосборником подают сверху вниз непрерывно и предварительно нагретым через то же устройство, а конкретнее через .узел рабочего органа (штока), используя его (воздух) также для герметизации данного узла за счет подачи воздуха в технологические зазоры узла под давлением, превышающим напор газов из- под колокола, причем объем воздуха на герметизацию изменяют в соотношении расхода воздуха и анодных газов (0.8-1,5): 1 в зависимости от конкретной ситуации. При отсутствии загрузки глинозема для обеспечения более эффективного сжигания анод(Л

С

00

о

W

XI

ел

ных газов в эжектор горелочного устройства подают предварительно нагретый воздух.

Непрерывная принудительная подача под газосборник предварительно нагретого воздуха для сжигания анодных газов и использование его для герметизации технологических зазоров устройства для загрузки глинозема, а также периодическое перекрывание воздуха на эжектирование и использование его на транспортирование глинозема составляют новизну изобретения по сравнению с прототипом.

Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и другими техническими решениями в данной и смежных областях техники выявило сходные признаки с существенными отличительными признаками, заявленными в формуле, а именно непрерывную подачу предварительно нагретого воздуха под газосборник; принудительную подачу воздуха через устройство для загрузки глинозема.

В то же время использование одного и того же объема воздуха поочередно на эжектирование в горелочное устройство и транспортирование глинозема под газосборник, в результате чего суммарная подача воздуха для сжигания анодных газов остается постоянной в течение всего периода работы электролизера, а также использование технологических газов-для герметизации технологических зазоров устройства являются неизвестными признаками и в совокупности с известными признаками позволяют достичь технико-экономические показатели более высокого уровня по сравнению с известными, а именно (исходные показатели взяты в среднем на 1 корпус БрАЗа):

1) снизить пылеунос глинозема с 20 кг/т AI до 10 кг/т АН

- за счет снижения тяги из-под газосборника в момент загрузки глинозема отключением подачи воздуха в эжектор горелочного устройства;

-.в связи с непрерывностью подачи основной части воздуха, предназначенной для сжигания анодных газов под газосборни- ком, скорость его подачи в целом снижается, а значит снижается и скорость отвода газа из-под газосборника в линию газохода;

- за счет исключения пылевыноса через технологические зазоры узлов рабочего органа;

- за счет подачи основной части воздуха для сжигания анодных газов сверху вниз под давлением через технологические зазоры узлов рабочих органов, что позволяет в момент загрузки глинозема ускорить его оседание на электролитную корку.

2) повысить коэффициент эффективности сжигания анодных газов с 0,5 до 0,7:

- за.счет подачи как в подколокольную зону, так и в горелочное устройство предва- рительно нагретого воздуха, что позволяет не снижать температуру под колоколом, а значит повысить эффективность сжигания анодных газов под колоколом;

- за счет постоянства суммарного объе

ма воздуха для сжигания анодных газов в

течение всего периода работы электролизера..

3) обеспечить улучшение состояния окружающей среды за счет герметизации тех5 нологических зазоров устройства для загрузки глинозема..,

На фиг.1 представлена общая схема устройства для подачи сжатого воздуха и глинозема под газосборник; на фиг.2 - продольный

0 разрез узла подачи сжатого воздуха и глинозема (стрелками показан путь подачи сжатого воздуха).

Устройство содержит канал 1 подвода воздуха на герметизацию узла рабочего ор5 гана, установленный по периметру кожуха 2 анода. С каналом 1 соединены отводящие патрубки 3, каждый из которых охватывает кольцом 4 шток 5 соответствующего рабочего органа по его периметру на выходе из

0 направляющего цилиндра б, установленного в пояске 7 кожуха анода. Кольцо 4 патруб- - ка 3 снабжено отверстиями 8 -подачи сжатого воздуха, направленного в технологический зазор 9 между штоком 5 и стенка5 ми направляющего цилиндра 6, На входе в горелочное устройство 10 установлен эжектор 11, соединенный через воздухораспределитель 12 с каналом сети сжатого воздуха и обеспечивающий эффективную

0 работу горелочного устройства 10, а также улучшающий эвакуацию газов из-под газосборного .колокола 13 в систему газохода 14. Узел подачи глинозема под колокольный газосборник содержит бункер 15 с

5 патрубком 16 подвода воздуха, снабженным отверстием 17 выхлопа воздуха и размещенным ниже полки 18 и отверстия 19 в стенке бункера; которое соединено каналом 20 с подколокольным пространством э лект0 ролизера.. .

Способ осуществляется следующим образом, Подачей сжатого воздуха в канал 1 создают на выходе из отверстия 8 кольца 4 давление, превышающее напор газов под5 колокольного пространства через технологический зазор 9 при свободном перемещении штока 5, что обеспечивают возможностью изменения соотношения объема подаваемого воздуха на герметизацию к обьему анодных газов в предел ах (0,81.5):1 в зависимости от конкретной ситуации.

Воздух, подаваемый под газосборник, предварительно нагревают, что обеспечивает повышение эффективности сжигания под колоколом угольной пены и горючих составляющих анодных газов. Глинозем из бункера 15 под газосборник подают воздухом, проходящим через отверстие 17 в патрубке 16. Перед подачей воздуха в патрубок 16 направляютуправляющий импульс в воздухораспределитель 12, который перекры; вает канал подачи воздуха в эжектор 11. снижая тем самым тягу из газосборника в линию газохода 14 на время оседания частиц глинозема на глиноземную корку подко- локольного пространства. В этот период сжигание газов под колоколом происходит за счет воздуха, подаваемого на герметизацию и объема воздуха, поступающего с гли-. ноземом и равного обьему воздуха на эжектирование. Для наибольшего снижения пылеуноса объем воздуха на герметизацию снижают до минимально возможного объема, обеспечивающего избыточное давление в зазорах 9, достаточное для эффективного осаждения загружаемого глинозема на электролитную корку.

Подача воздуха в подколокольное пространство, при соотношении расходов воздуха и анодных газов (0,8-1,5):1 обеспечивает снижение пылеуноса глицо- зема с момент его подачи под колокол воздухом за счет снижения скорости отвода газа из газосборника в линию газохода и герметизации направляющих цилиндров, через которые перемещаются штоки рабочего органа,

При снижении объема подачи воздуха в соотношении к объему газов электролиза менее, чем 0,8:1 снижается подпор воздухом технологических зазоров в устройстве перемещения штоков и увеличивается пы- леунос глинозема в атмосферу через указанные технологические зазоры.

При увеличении объема подачи воздуха по отношению к объему газов электролиза более, чем 1,5:1 увеличивается объем отходящих газов из газосборника в линию газохода, вследствие чего увеличивается скорость отвода газов и возрастает пылеу- нос глинозема в линию газохода.

П р и м е р 1. На промышленном электролизере непрерывно подавали под газосборник предварительно нагретый воздух

через устройство для загрузки глинозема при соотношении расхода воздуха и анодных газов 0,7:1, в период подачи воздуха на транспортирование глинозема под гаэосборник отключали подачу воздуха в эжектор горелочного устройства.

П р и м е р 2. На этом же промышленном электролизере в тех же условиях подавали под газосборник воздух при соотношении

объема подачи воздуха и анодных газов 0,8:1.

П р и м е р 3. На указанном промышленном электролизере в тех же условиях подавали под газосборник воздух в соотношении

к объему анодных газов 1,2:1.

П р и м е р 4. На указанном промышленном электролизере в тех же условиях подавали под газосборник воздух в соотношении к объему газов электролиза 1.5:1.

П р и м е р 5. На соответствующем промышленном электролизере в соответствующих условиях подавали под газосборник воздух в соотношении к объему газов электролиза 1,6:1.

Результаты испытаний пылеуноса глинозема в предлагаемом способе и известном приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что пылеунос глинозема в предлагаемом способе уменьшается.

При осуществлении способа горелочное устройство выполняют без щелей для подсоса непрогретого атмосферного воздуха, поэтому дожит отходящих газов осуществляется предварительно нагретым воздухом.

Формула изобретения Способ получения алюминия в электролизере с самообжигающимся анодом,

включающий подачу воздуха на транспортирование глинозема и подачу предварительно нагретого воздуха на эжектирование. о т- личающийся тем, что, с целью сокращения потерь глинозема за счет уменьшения пылеуноса, подачу предварительно нагретого воздуха осуществляют под газосборник через устройство для загрузки глинозема при соотношении расхода воздуха и анодных газов (0,8-1,5): 1, эжектирование

проводят периодически и подачу воздуха на транспортирование глинозема осуществляют в момент отсутствия подачи воздуха в эжектор, причем расход воздуха на эжектирование равен расходу воздуха на транспортирование глинозема.

Г I J

.J..J.JJ

Использование: электролизеры с самообжигающимися анодами для питания их глиноземом и другими подобными материала. С целью снижения потерь глинозема за счет уменьшения пылеуноса предварительно нагретый воздух непрерывно подают под газосборник через устройство для загрузки глинозема при соотношении расхода воздуха и анодных газов (0,8-1,5): 1, а подачу воздуха на транспортирование глинозема осуществляют при отсутствии подачи воздуха в эжектор горелочного устройства, причем расход воздуха на эжектирование равен расходу воздуха на транспортирование глинозема. 2 ил., 1 табл,