RU2294405C1 - Anode device to aluminum cell having fired anodes - Google Patents
Anode device to aluminum cell having fired anodes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294405C1 RU2294405C1 RU2005129386/02A RU2005129386A RU2294405C1 RU 2294405 C1 RU2294405 C1 RU 2294405C1 RU 2005129386/02 A RU2005129386/02 A RU 2005129386/02A RU 2005129386 A RU2005129386 A RU 2005129386A RU 2294405 C1 RU2294405 C1 RU 2294405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- anode
- load
- windows
- cell
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия в электролизерах с обожженными анодами.The present invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to the production of aluminum in electrolytic cells with calcined anodes.
Известно техническое решение по патенту РФ №2251593 норвежской фирмы "НОРСК ХЮДРО АСА" "Способ и устройство для функционирования электролизера" (С 25 С 3/22, от 15.11.2000 г.). Устройство по данному патенту содержит анодный кожух с крышками, выполненными с возможностью открывания, систему отвода технологических газов, содержащую, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, расположенное в верхней части анодного кожуха и соединенное с коллекторным каналом, при этом система снабжена устройством для удаления газов в виде дополнительного вытяжного вентилятора. Наличие дополнительного вытяжного вентилятора обеспечивает полноту удаления технологических газов при открытых крышках. Данное устройство предназначено для электролизеров с поперечным расположением в корпусе, с односторонним отводом газов, с предпочтительным расположением коллекторного канала вдоль стены рабочего помещения.Known technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2251593 of the Norwegian company "NORSK KHUDRO ASA" "Method and device for the operation of the electrolyzer" (C 25
К недостаткам данного устройства следует отнести следующее:The disadvantages of this device include the following:
- при расположении газоотводящих отверстий в верхней части анодного кожуха весь поток технологических газов концентрируется соответственно в верхней зоне, что требует выполнения надежной системы герметизации всего анодного кожуха;- with the location of the exhaust holes in the upper part of the anode casing, the entire flow of process gases is concentrated respectively in the upper zone, which requires a reliable sealing system for the entire anode casing;
- наличие дополнительного вытяжного вентилятора усложняет конструкцию коллекторного канала, а также требует установки системы АСУТП или при ее отсутствии дополнительной нагрузки на технологический персонал;- the presence of an additional exhaust fan complicates the design of the collector channel, and also requires the installation of an automatic process control system or, if there is no additional load on the process personnel;
- при оснащении электролизеров системой автоматической подачи сырья (АПГ) возникают значительные трудности в конструктивном ее решении.- when equipping electrolyzers with an automatic feed system (APG), significant difficulties arise in its constructive solution.
Известно "Устройство для сбора и удаления газов алюминиевого электролизера" по патенту РФ № 2218453 (С 25 С 3/22 от 06.05.2002 г., патентообладатель - ОАО "ВАМИ"). Данное устройство также предназначено для цехов с поперечным расположением электролизеров и односторонним отводом газов. Устройство включает в себя балку-коллектор с вертикальными стенками, верхним и нижним поясами жесткости и каналами для сбора и удаления газов с всасывающими окнами. Вертикальные стенки балки-коллектора выполнены двойными и образуют два канала для сбора и удаления газов, размещенных в верхней части балки-коллектора, при этом в каждом из каналов наклонно установлены ограничители, образующие всасывающую щель постоянной ширины и переменной высоты, причем высота каналов возрастает к торцу балки-коллектора, соединенному с системой газоотсоса.It is known "Device for collecting and removing gases from an aluminum electrolyzer" according to the patent of the Russian Federation No. 2218453 (C 25
Недостатками данного устройства является следующее:The disadvantages of this device are the following:
- сложность конструкции затрудняет как изготовление, так и ее монтаж;- the complexity of the design complicates both the manufacture and its installation;
- в процессе эксплуатации электролизера высока вероятность зарастания всасывающих щелей;- during the operation of the electrolyzer, there is a high probability of overgrowth of the suction slots;
- при расположении газоотводящих каналов в верхней части балки-коллектора необходимо выполнение надежной системы герметизации;- when the gas outlet channels are located in the upper part of the collector beam, a reliable sealing system must be implemented;
- при оснащении электролизеров системой автоматической подачи сырья (АПГ) возникают значительные трудности в конструктивном ее решении;- when equipping electrolyzers with an automatic feed system (APG), significant difficulties arise in its constructive solution;
- использование анодной ошиновки с шинными перемычками вызывает дополнительные конструктивные трудности.- the use of the anode busbar with busbar jumpers causes additional structural difficulties.
Также известно "Анодное устройство электролизера с обожженными анодами" по авторскому свидетельству СССР № 975839 (С 25 С 3/12 от 25.05.81 г., заявитель - "ВАМИ"). Это устройство содержит грузонесущую балку с верхним и нижним поясами, газоходы, пакеты анодных шин и камеры смешения газовых потоков. Газоходы выполнены в виде каналов, расположенных под пакетами анодных шин по всей длине боковых сторон грузонесущей балки, а нижний пояс оснащен газозаборными окнами.Also known is the “Anode device of the electrolyzer with baked anodes” according to the USSR author's certificate No. 975839 (C 25
По технической сущности, конструктивному исполнению, наличию сходных, существенных признаков данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога.According to the technical nature, design, the presence of similar, essential features, this solution was chosen as the closest analogue.
Данное известное устройство предусматривает, что весь объем технологических газов удаляется по газоотводящим каналам через оба торца балки. Такая система газоотвода рациональна в цехах с продольным расположением электролизеров.This known device provides that the entire volume of process gases is removed through the exhaust channels through both ends of the beams. Such a gas exhaust system is rational in workshops with a longitudinal arrangement of electrolyzers.
Принимая во внимание вышесказанное, можно выделить ряд существенных недостатков системы газоотвода по прототипу, а именно:Taking into account the foregoing, we can distinguish a number of significant disadvantages of the gas exhaust system of the prototype, namely:
- выполнение газоотводящих каналов в верхней части нижнего силового пояса требует усиления конструкции пояса;- the implementation of the exhaust channels in the upper part of the lower power belt requires reinforcing the design of the belt;
- расположение газоотводящих каналов в непосредственной близости к анодным шинам вызывает трудности как при проектировании и монтаже анодного узла электролизера, так и при технологическом обслуживании электролизера в процессе эксплуатации;- the location of the exhaust ducts in close proximity to the anode tires causes difficulties both in the design and installation of the anode assembly of the cell, and in the process of maintenance of the cell during operation;
- система по прототипу неэффективна при поперечном расположении электролизеров с односторонним отводом технологических газов;- the prototype system is ineffective in the transverse arrangement of electrolyzers with one-sided removal of process gases;
- расположение газосборных окон в горизонтальной плоскости не обеспечивает эффективное и полное удаление газов, так как газосборные окна не ориентированы навстречу основному факелу выделяющихся газов, расположенному по периферии электролизера, а также удалены от него;- the location of the gas collection windows in the horizontal plane does not provide effective and complete removal of gases, since the gas collection windows are not oriented towards the main torch of the evolving gases located at the periphery of the electrolyzer, and are also removed from it;
- выполнение газосборных окон одинакового размера по всей продольной стороне электролизера не учитывает изменение динамики формирования газовых потоков в зависимости от степени удаленности окон от общей системы газоотсоса.- the implementation of gas-collecting windows of the same size along the entire longitudinal side of the electrolyzer does not take into account the change in the dynamics of the formation of gas flows depending on the degree of remoteness of the windows from the general gas extraction system.
Задачей данного предложения является повышение надежности и эффективности системы газоулавливания электролизера с обожженными анодами, а также улучшения условий его обслуживания.The objective of this proposal is to increase the reliability and efficiency of the gas capture system of an electrolytic cell with calcined anodes, as well as improve its service conditions.
Техническим результатом является повышение прочности нижнего силового пояса грузонесущей балки, увеличение степени улавливания и удаления газов.The technical result is to increase the strength of the lower power belt of the load-bearing beam, increasing the degree of capture and removal of gases.
Технический результат достигается тем, что в анодном устройстве алюминиевого электролизера с обожженными анодами, содержащем грузонесущую балку с верхним и нижним силовыми поясами и с двумя газоотводящими каналами, расположенными по всей длине боковых сторон грузонесущей балки, анодные шины с обожженными анодами, при этом нижний силовой пояс имеет газозаборные окна, нижний силовой пояс грузонесущей балки выполнен в виде двух газоотводящих труб, установленных симметрично относительно продольной оси электролизера и жестко соединенных между собой, а газозаборные окна выполнены в нижней части газоотводящих труб и имеют размер с уменьшением в направлении движения газа, анодные шины при этом снабжены перемычками, а в грузонесущей балке выполнены окна для установки этих перемычек, причем газоотводящие трубы снабжены импульсным устройством очистки, работающим на сжатом воздухе.The technical result is achieved by the fact that in the anode device of an aluminum electrolyzer with calcined anodes containing a load-carrying beam with upper and lower power belts and with two gas exhaust channels located along the entire length of the sides of the load-bearing beam, anode tires with burnt anodes, while the lower power belt it has gas intake windows, the lower power belt of the load-carrying beam is made in the form of two exhaust pipes installed symmetrically relative to the longitudinal axis of the electrolyzer and rigidly connected between each other, and the gas intake windows are made in the lower part of the exhaust pipes and have a size with a decrease in the direction of gas movement, the anode tires are provided with jumpers, and the windows for installing these jumpers are made in the load-bearing beam, and the exhaust pipes are equipped with a pulsed cleaning device operating on compressed air.
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.The technical essence of the proposed solution is as follows.
В предлагаемой конструкции анодного устройства нижний силовой пояс грузонесущей балки одновременно является системой улавливания и удаления технологических газов. Совмещение двух функций в одном конструктивном узле дает значительный выигрыш в конструкторской вариантности компоновки анодного узла, перенасыщенного технологическим оборудованием, а также позволяет снизить экологическую напряженность производства алюминия, улучшить условия труда в электролизных цехах.In the proposed design of the anode device, the lower power belt of the load-bearing beam is simultaneously a system for capturing and removing process gases. The combination of two functions in one structural unit gives a significant gain in the design variability of the layout of the anode assembly, which is oversaturated with technological equipment, and also reduces the environmental tension of aluminum production and improves working conditions in electrolysis shops.
В отличие от прототипа в предлагаемом решении газоотводящие каналы (трубы) расположены под укрытием электролизера и приближены к основному факелу выделяющихся газов, то есть к продольным бортам электролизера, причем газозаборные окна выполнены в нижней наружной части труб и ориентированы навстречу восходящим потокам газа. Газозаборное окно с максимальным размером расположено в конце газоотводящей трубы, противоположном концу, соединенному с общей системой газоотвода, а далее, по мере приближения к общей системе газоотвода, размер окон уменьшается. Такое решение позволяет выравнить забор технологических газов по всей длине продольной стороны электролизера с организацией одностороннего отвода газов.Unlike the prototype, in the proposed solution, the gas exhaust channels (pipes) are located under the shelter of the electrolyzer and are close to the main torch of the evolved gases, that is, to the longitudinal sides of the electrolyzer, and the gas intake windows are made in the lower outer part of the pipes and are oriented towards the rising gas flows. The gas intake window with the maximum size is located at the end of the gas outlet pipe, the opposite end connected to the common gas exhaust system, and then, as you approach the common gas exhaust system, the size of the windows decreases. This solution allows you to align the intake of process gases along the entire length of the longitudinal side of the cell with the organization of one-sided gas removal.
Предлагаемое решение конструкции грузонесущей и газоотводящей балки высвобождает дополнительное пространство для монтажа наиболее рациональной анодной ошиновки.The proposed solution to the design of the load-carrying and gas-discharge beams frees up additional space for the installation of the most rational anode busbar.
Также предлагаемая конструкция анодного устройства позволяет выполнить окна для установки анодных перемычек в нижней части грузонесущей балки, а значит снизить уровень установки анодных шин, что значительно облегчает обслуживание электролизера, оснащенного системой автоматического питания глиноземом, а также системой централизованной доставки глинозема к электролизеру.Also, the proposed design of the anode device allows you to make windows for installing anode jumpers in the lower part of the load-bearing beam, and thus reduce the level of installation of the anode tires, which greatly facilitates the maintenance of an electrolyzer equipped with an automatic alumina feed system, as well as a centralized alumina delivery system to the electrolyzer.
Для предотвращения зарастания каналов газоотводящих труб твердыми частицами, содержащимися в отводимых газопылевых потоках, предлагаемая конструкция снабжена устройством для их чистки, работающим в импульсном режиме с использованием сжатого воздуха.To prevent overgrowth of the channels of the exhaust pipes with solid particles contained in the exhaust gas and dust streams, the proposed design is equipped with a device for cleaning them, operating in a pulsed mode using compressed air.
Ближайший аналог и предлагаемое техническое решение характеризуются следующими общими признаками:The closest analogue and the proposed technical solution are characterized by the following common features:
- грузонесущая балка имеет верхний и нижний силовые пояса;- the load-carrying beam has upper and lower power belts;
- грузонесущая балка снабжена двумя газоотводящими каналами;- the load-carrying beam is equipped with two gas outlet channels;
- газоотводящие каналы расположены по всей длине боковых сторон грузонесущей балки;- gas exhaust channels are located along the entire length of the sides of the load-bearing beam;
- нижний силовой пояс грузонесущей балки снабжен газозаборными окнами.- the lower power belt of the load-carrying beam is equipped with gas intake windows.
В представленной авторами формуле изобретения заявляются следующие отличительные от прототипа признаки:Presented by the authors of the claims claimed the following distinctive features from the prototype signs:
- нижний силовой пояс грузонесущей балки выполнен в виде двух газоотводящих труб, установленных симметрично относительно продольной оси электролизера и жестко соединенных между собой;- the lower power belt of the load-carrying beam is made in the form of two exhaust pipes installed symmetrically relative to the longitudinal axis of the electrolyzer and rigidly connected to each other;
- газоотводящие трубы снабжены газозаборными окнами разного размера;- gas exhaust pipes are equipped with gas sampling windows of different sizes;
- газозаборные окна выполнены в нижней наружной части газоотводящих труб;- gas intake windows are made in the lower outer part of the exhaust pipes;
- размер газозаборных окон уменьшается в направлении движения газов;- the size of the gas intake windows decreases in the direction of gas movement;
- в грузонесущей балке выполнены окна для установки перемычек, которыми снабжены анодные шины;- in the load-carrying beam made windows for installing jumpers, which are equipped with anode tires;
- газоотводящие трубы снабжены устройством для их чистки, например, сжатым воздухом.- the exhaust pipes are equipped with a device for cleaning them, for example, compressed air.
Наличие в предлагаемом техническом решении перечисленных выше признаков, отличных от признаков ближайшего аналога, позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности "новизна".The presence in the proposed technical solution of the above signs that are different from the signs of the closest analogue allows us to conclude that it meets the patentability condition of "novelty."
С целью определения "уровня техники" был проведен поиск по патентной и научно-технической литературе. В процессе анализа, проведенного по отобранному массиву, частично приведенному в разделе описания - "аналоги", технических решений, сходных с отличительными признаками предлагаемого решения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии условию охраноспособности - "изобретательский уровень".In order to determine the "prior art", a search was conducted on patent and scientific literature. In the process of analysis carried out on the selected array, partially given in the description section - “analogues”, technical solutions similar to the distinguishing features of the proposed solution were not revealed, which allows us to conclude that the eligibility condition is “inventive step”.
В настоящее время анодное устройство предлагаемой конструкции проходит опытно-промышленное испытание на действующих промышленных электролизерах. Предварительные результаты эксплуатации показали улучшение ряда технологических показателей процесса электролиза, в том числе эффективность газоулавливания достигает 98%, что, во-первых, подтверждает сделанное выше заключение о соответствии изобретательского уровня современным требованиям, а, во-вторых, доказывает выполнение третьего условия патентоспособности - "промышленная применимость".Currently, the anode device of the proposed design is undergoing pilot testing on existing industrial electrolyzers. Preliminary operating results showed an improvement in a number of technological parameters of the electrolysis process, including gas recovery efficiency of up to 98%, which, firstly, confirms the above conclusion on the inventive step's compliance with modern requirements, and secondly, it proves the fulfillment of the third patentability condition - " industrial applicability. "
Предлагаемое решение поясняется следующими графическими материалами: на фиг.1 показан общий вид анодного устройства, оснащенного нижним силовым поясом в виде газоотводящей трубы с газозаборными окнами; на фиг.2 показан вид сбоку - с торца, соединенного с общей системой газоотвода, с выполнением поперечного разреза А-А.The proposed solution is illustrated by the following graphic materials: figure 1 shows a General view of the anode device, equipped with a lower power belt in the form of a vent pipe with gas intake windows; figure 2 shows a side view from the end connected to a common gas exhaust system, with a transverse section aa.
Предлагаемое анодное устройство алюминиевого электролизера с обожженными анодами состоит из грузонесущей балки 1 с верхним силовым поясом 2 и нижним силовым поясом, состоящим из двух газоотводящих труб 3, установленных симметрично относительно продольной оси электролизера. Газоотводящие трубы 3 жестко соединены соединительными элементами 4, 5 и снабжены газозаборными окнами 6 разного размера. Газоотводящие трубы 3 соединены с общей системой газоотвода газоходом 7. Грузонесущая балка 1 снабжена окнами 8 для установки перемычек 9 анодной шины 10, на которой закреплены обожженные аноды 11. Для очистки газоотводящих труб 3 от осевшей пыли они могут быть снабжены устройством 12, работающим, например, на сжатом воздухе.The proposed anode device of an aluminum electrolyzer with baked anodes consists of a load-bearing
Предлагаемое анодное устройство работает следующим образом.The proposed anode device operates as follows.
За счет наличия двух газоотводящих труб, симметрично расположенных относительно продольной оси электролизера, формируются два идентичных газовых потока, направленных от продольных сторон ванны к газозаборным окнам, причем забор технологических газов по длине электролизера обеспечивается равномерным за счет уменьшения размера газозаборных окон в направлении движения газов по трубам. При открывании части крышек катодного укрытия, например при замене анодов, выброс технологических газов в атмосферу цеха не наблюдается за счет зажима горячих технологических газов холодными потоками воздуха, поступающими извне.Due to the presence of two exhaust pipes symmetrically located relative to the longitudinal axis of the electrolyzer, two identical gas flows are formed, directed from the longitudinal sides of the bath to the gas intake windows, and the intake of process gases along the length of the electrolyzer is ensured by reducing the size of the gas intake windows in the direction of gas movement through the pipes . When part of the covers of the cathodic shelter is opened, for example, when replacing the anodes, the release of process gases into the atmosphere of the workshop is not observed due to the clamping of the hot process gases by cold air flows from the outside.
В процессе работы электролизера технологическими газами в газоотводящие трубы увлекаются твердые частицы, в результате чего возможно зарастание каналов. Для предотвращения этого трубы снабжены импульсным устройством очистки, работающим на сжатом воздухе.During operation of the electrolyzer, solid particles are entrained in the exhaust gases by the process gases, as a result of which channels can become overgrown. To prevent this, the pipes are equipped with a pulsed cleaning device operating on compressed air.
Таким образом, предлагаемое анодное устройство обеспечивает эффективное улавливание и удаление анодных газов.Thus, the proposed anode device provides efficient trapping and removal of anode gases.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129386/02A RU2294405C1 (en) | 2005-09-20 | 2005-09-20 | Anode device to aluminum cell having fired anodes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129386/02A RU2294405C1 (en) | 2005-09-20 | 2005-09-20 | Anode device to aluminum cell having fired anodes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2294405C1 true RU2294405C1 (en) | 2007-02-27 |
Family
ID=37990686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005129386/02A RU2294405C1 (en) | 2005-09-20 | 2005-09-20 | Anode device to aluminum cell having fired anodes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2294405C1 (en) |
-
2005
- 2005-09-20 RU RU2005129386/02A patent/RU2294405C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2436872C2 (en) | Entrapping system and method of emissions from electrolysis unit | |
RU2385975C2 (en) | Device for gas collection and outgassing out of aluminium electrolytic cells | |
US10513789B2 (en) | Integrated gas treatment | |
RU2443804C1 (en) | Device for collecting and removing gases from soderberg aluminium electrolyser | |
RU2294405C1 (en) | Anode device to aluminum cell having fired anodes | |
US20070144895A1 (en) | Apparatus for collection and removal of gases from an aluminum reduction cell | |
RU2218453C1 (en) | Apparatus to collect and remove gases of aluminum electrolyzer | |
RU2468127C1 (en) | Device for collection and evacuation of anode gases from under electrolytic cell shelter with annealed anodes | |
RU2315824C2 (en) | Method of the decentralized dry purification of the gases outbursts from the electrolyzers used for production of aluminum | |
JPS6323759A (en) | Electric precipitator | |
CN101092714A (en) | Apparatus for collection and removal of gases from an aluminum reduction cell | |
RU2505340C2 (en) | Device for powder-gas cleaning and method of its regeneration | |
CN214680697U (en) | Oil-gas separator | |
RU2526352C1 (en) | Device to collect and to withdraw gases from soderberg aluminium catalytic cells | |
RU2553137C1 (en) | Device for gases collecting and removing from aluminium electrolyser | |
RU2339743C2 (en) | Facility for dry scrubbing of effluent gases from electrilytic manufacturing of aluminum | |
RU2296012C2 (en) | Electrostatic precipitator | |
CN211370463U (en) | Ventilation system for mining site | |
CN215539540U (en) | Lead, cadmium-containing smoke collection hood and smoke purification system for flue gas | |
RU118967U1 (en) | TECHNOLOGICAL LINE FOR CLEANING EXHAUST GASES OF ELECTROLYTIC PRODUCTION OF ALUMINUM | |
RU2303660C2 (en) | Bell like gas collector of aluminum cell | |
RU169432U1 (en) | GAS-COVERED COVERING OF AN ALUMINUM ELECTROLYZER WITH BURNED ANODES | |
RU2090658C1 (en) | Electrolyzer with self-baked anode with upper current lead | |
CN209866325U (en) | Double electric field ion wind dust removal system | |
CN107648967A (en) | A kind of liquid film plasma deduster |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090921 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110120 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170921 |