Газогорелочное устройство для сжигания анодных газов алюминиевого электролизера Советский патент 1981 года по МПК C25C3/10 

(54) ГA3ОГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ АНОДНЫХ ГАЗОВ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА Изобретение относится к цветной металлургии, производству алюминия электролитическим способом. Наиболее близким к изобретению является устройство для сжигания газов алюминиевого электролизера, включающее горелку со щелями, суживающимися кверху, установленную на приливе газосборного колокола, S котором выполнено отверстие для подсоса первичного воздуха, 4 горелка снабжена люком для чистки ее нижней части и внутренней полости прилива от отлагающихся в них твердых частиц l. К недостаткам устройства относит ся невозможность обеспечения полной герметизации люков. В результате происходит неравномерный и неорганизованный подсос воздуха в зону горения газов, а при большой разгерметизации люка снижается разрежение в горелке и факел горящих газов выбивается через люк наружу/ суживающиеся вверх щели для подвода воздуха на горение расположены в горелке на одном уровне При этом все количество наружного в духа поступает в сравнительно узкую по высоте часть горелки. В результа те происходит вредное охлаждение газов и не обеспе 1Ивается полноценное их перемешивание с воздухом. Целью изобретения является улучшение процесса горения и герметизации газогорелочного устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что суживающиеся щели в горелке расположены в два ряда по высоте, причем площадь живого сечения щелей нижнего ряда больше, чем верхнего, к они служат для прочистки горелки и полости прилива, что исключает необходимость в применении люка, а отверстия на приливе газосборного колокола расположены выше верхней плоскости, последнего. Предложенное газогорелочное устройство представлено на чертеже, на котором показаны его общий вид и поперечный разрез горелки по плоскости, пересекающей одновремен ю нижний и верхний ряды щелей. , На фиг.1 схематически .изображено газогорелочное устройство; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Газогорелочное устройство состоит из газосборного колокола 1, снабженного приливом 2 с газоотводящим патрубком 3, на котором установлена горелка 4, в газоотводящем патрубке 3 выполнено одно или несколько отверстий 5, которые распол зже:1Ь1 выше верхней плоскости cf газосборного колокола 1. Горелка 4 снабжена нижними 6 и верхними 7 отверстиями, суммарная площадь которых уменьшается по высоте горелки в направлении движения газа, для чего применены сужающиеся вверх щели Отверстия б и 7 смещены друг относительно друга в горизонтальной плоскости. Площадь живого сечения, отверстий 5 меньше площади живого сечения отверстий 7,а отверстия 7 меньше,чем площадь отверстия 6.Полость прнлива 2 выполнена со скосом под углом гризонтальной плоскости, обеспечивающим самостоятельное сползание тведых продуктов сжигания газа на поверхность электролита 8. Газогорелочное устройство устанавливается над поверхностью электролита8 у боковой поверхности анода 9.

Величины площадей живого сечения отверстий в приливе и горелке выбраны исходя из следующих условий:

отверстий 5 - для .обеспечивания подачи количества воздуха, достаточного для самовоспламенения газа (отверстия 5);

отверстий 6 - чтобы подсасывалось основное количество воздуха для практически полного сжигания горючих составляющих газа;

отверстий 7 - чтобы осуществлялся подвод дополнительного воздуха для окончательного дожигания остаточных горючих составляющих газа.

Размеры отверстий 6 обеспечивают возможность чистки через них ниж,ней части горелки 4 и полости прилива 2 колокольного газосборника 1.

Газогорелочное устройство для сжигания анодных газов электролизер работает следующим образом.

Анодные газы, образующиеся при электролизе алюминия, собираются под газосборным колоколом 1 и поступают через прилив 2 в газоотводящий патрубок 3, .где происходит самовоспламенение газа за счет кислорода воздуха, подсасываемого через от-верстие 5. Затем газовоздушная смесь направляется в зону расположения отверстий б, через которые происходит подсос основного количества воздуха в результате чего осуществляется практически полное сжигание горючих составляющих газа. Да.лее, в районе верхних отверстий 7 происходит интенсивное дополнительное перемешивание газа с поступившим через них воздухом и дожигаются остаточные горючие составляющие газа, проскочившие- через зону отверстий 6.

Таким образом, газогорелочное устройство можно условно разделить

на три зоны, в которых происходит обработка газа: нижнюю - самовоспламенения, среднюю -основного сжигания и верхнюю - дожигания.

За счет подвода воздуха в горелку на двух уровнях различными по величине порциями и сдвига отверстий б относительно отверстий 7 обеспечивается более качественный подвод воздуха в зону горения и, следовательно, более эффективное сжигание горючих составлякхцих. Это объясняется тем, что предлагаемое расположение разновеликих отверстий как по высоте горелки, так и по ее окружности способствует оптимальному

15 20 25 поступлению воздуха по высоте и .полному перемешиванию его с газом. Воздух внедряется в горелку и возникают турбулентные потоки газовоздушной смеси, в которых кислород воздуха и горючие составляющие быстрее доставляются друг к другу. Горение газа происходит более интенсивно, возникает высокая температура, необходимая для сжигания смолистых веществ, входящих в состав анодных газов электролизера.

Использование отверстий б для чистки нижней части горелки 4 и полости прилива 2 исключает необходимость устройства для этой.цели специального люка, что также улучшает работоспособность газогорелочного устройства.

5

В связи с тем, что отверстие 5 для подсоса первичного воздуха расположено выше верхней плоскости газосборного колокола 1, то первичный воздух не попадает под газосборный колокол 1, а увлекается газовым потоком в газоотводящий патрубок 3,где скорость газа достаточна для формирования газовоздушного потока, направленного вверх. Следовательно исключается возможность контакта кислорода воздуха с бокоS 50 55 рой поверхностью анода 9.

Таким образом, полезность пре лагаемого устройства заключается в следующем:

использование отверстий для организованного подсоса воздуха и для чистки полностью исключает неорганизованные подсосы воздуха, которые в значительной мере отрицательно влиякзт на степень сжигания горючих составляющих газов;

подсос воздуха по высоте горелки различными по объему и направлению порциями, что достигается специальным расположением отверстий, через которые воздух поступает в горелку, способствует более интенсивному перемешиваниюгаза и воздуха, т.е. улучгаается массообмен в горелке и тем самым совершенствуется процесс горения,