RU2436872C2 - Entrapping system and method of emissions from electrolysis unit - Google Patents
Entrapping system and method of emissions from electrolysis unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436872C2 RU2436872C2 RU2008144402/02A RU2008144402A RU2436872C2 RU 2436872 C2 RU2436872 C2 RU 2436872C2 RU 2008144402/02 A RU2008144402/02 A RU 2008144402/02A RU 2008144402 A RU2008144402 A RU 2008144402A RU 2436872 C2 RU2436872 C2 RU 2436872C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressed air
- tube
- flow rate
- emissions
- outlet channel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J11/00—Devices for conducting smoke or fumes, e.g. flues
- F23J11/02—Devices for conducting smoke or fumes, e.g. flues for conducting smoke or fumes originating from various locations to the outside, e.g. in locomotive sheds, in garages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/22—Collecting emitted gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
- B08B15/002—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area using a central suction system, e.g. for collecting exhaust gases in workshops
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L17/00—Inducing draught; Tops for chimneys or ventilating shafts; Terminals for flues
- F23L17/16—Induction apparatus, e.g. steam jet, acting on combustion products beyond the fire
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к производству алюминия электролизом солевого расплава. Более конкретно, оно относится к удалению и обработке выбросов в воздушную среду, производимых электролизерами, предназначенными для производства алюминия.The invention relates to the production of aluminum by electrolysis of molten salt. More specifically, it relates to the removal and treatment of air emissions from electrolyzers designed to produce aluminum.
Уровень техникиState of the art
Металлический алюминий производится в промышленном масштабе путем электролиза солевого расплава, то есть электролизом глинозема, растворенного в ванне расплавленного криолита, с использованием общеизвестного процесса Холла-Эру. Предприятие по производству алюминия включает множество электролизеров, типично несколько сотен, которые расположены рядами и соединены в серии. Публикация патента США №6409894 на имя фирмы Aluminium Pechiney описывает возможные схемы расположения технологических установок, предназначенных для производства алюминия с использованием электролизеров.Aluminum metal is produced on an industrial scale by electrolysis of a salt melt, that is, by electrolysis of alumina dissolved in a bath of molten cryolite, using the well-known Hall-Hero process. An aluminum plant includes a plurality of electrolyzers, typically several hundred, arranged in rows and connected in series. Publication of US patent No. 6409894 in the name of the company Aluminum Pechiney describes possible layouts of technological installations designed for the production of aluminum using electrolyzers.
Электролитические реакции, вторичные реакции и высокие рабочие температуры ведут к образованию выбросов в воздушную среду, которые, в частности, содержат диоксид углерода, фторированные продукты и пыль (глинозем, расплав электролита и т.д.).Electrolytic reactions, secondary reactions and high operating temperatures lead to the formation of emissions into the air, which, in particular, contain carbon dioxide, fluorinated products and dust (alumina, molten electrolyte, etc.).
Выделение этих выбросов в атмосферу строго контролируется и регулируется не только в отношении окружающей атмосферы в электролизном цеху для обеспечения безопасности персонала, работающего вблизи электролизеров, но и в плане загрязнения всей атмосферы. Законодательные нормы о загрязнениях во многих странах вводят ограничения на количества выбросов, выделяемых в атмосферу.The emission of these emissions into the atmosphere is strictly controlled and regulated not only in relation to the surrounding atmosphere in the electrolysis shop to ensure the safety of personnel working near electrolyzers, but also in terms of pollution of the entire atmosphere. Pollution regulations in many countries impose limits on the amount of air emissions.
Чтобы избежать выделения выбросов в окружающую атмосферу, известно оснащение электролизера газоулавливающей системой, которая типично включает в себя укрытие для ограничения распространения выбросов и вентилятор для засасывания выбросов. Укрытие через сеть трубопроводов соединяется с установкой химической обработки, общей для серии электролизеров.In order to avoid emission of emissions into the atmosphere, it is known to equip the electrolyzer with a gas trapping system, which typically includes a shelter to limit the spread of emissions and a fan to suck in the emissions. Shelter through a network of pipelines is connected to a chemical treatment plant common to a series of electrolyzers.
Электролизеры во время работы нуждаются в обслуживании. Например, требуется замена изношенных анодов на новые, а произведенный электролизерами жидкий алюминий нужно регулярно отводить. Для этой цели укрытие включает в себя такие средства, как крышки или дверцы для того, чтобы обеспечить доступ во внутреннюю часть электролизеров для проведения операций обслуживания. Однако снятие крышек или открывание обеспечивающих доступ дверец снижает эффективность улавливания выбросов газоулавливающей системой и позволяет части выбросов попасть в окружающую атмосферу.Electrolyzers need maintenance during operation. For example, replacement of worn anodes with new ones is required, and liquid aluminum produced by electrolysis cells must be regularly removed. For this purpose, the shelter includes means such as covers or doors in order to provide access to the interior of the cells for maintenance operations. However, removing covers or opening access doors reduces the efficiency of emissions capture by the gas collection system and allows part of the emissions to enter the surrounding atmosphere.
Публикация патента США №4668352 на имя фирмы Aluminium Pechiney раскрывает устройство и способ, в котором отсасывающие средства автоматически переключаются в режим усиленного всасывания, когда обнаруживается открывание укрытия. Более конкретно, температура газов в вытяжных трубопроводах каждого электролизера непрерывно измеряется, и система переключается в режим усиленного всасывания, когда в каком-либо трубопроводе выявляется резкое падение температуры, обусловленное открыванием укрытия. Режим усиленного всасывания получают путем приведения в действие подвижной задвижки или заслонки.U.S. Patent Publication No. 4,668,352 to Aluminum Pechiney discloses a device and method in which suction devices automatically switch to enhanced suction when an opening is detected. More specifically, the temperature of the gases in the exhaust pipes of each cell is continuously measured, and the system switches to enhanced suction when a sharp drop in temperature due to the opening of the shelter is detected in any pipe. The enhanced suction mode is obtained by actuating a movable valve or damper.
Международная заявка на патент № WO 01/36716 на имя фирмы Norsk Hydro раскрывает сдвоенную вытяжную систему, которая, для каждого электролизера, включает в себя второй газосборный канал, дополнительный вентилятор и, необязательно, трехходовой вентиль. Эта система является усложненной и включает механические средства, подверженные влиянию жестких условий, вызванных воздействием выбросов. Более того, это техническое решение значительно повышает инвестиционные расходы, поскольку оно требует создания отдельных сетей трубопроводов.The international patent application WO 01/36716 in the name of Norsk Hydro discloses a dual exhaust system, which, for each cell, includes a second gas collecting duct, an additional fan and, optionally, a three-way valve. This system is sophisticated and includes mechanical means that are subject to harsh conditions caused by exposure to emissions. Moreover, this technical solution significantly increases investment costs, since it requires the creation of separate pipeline networks.
Заявитель решает проблему отыскания промышленно приемлемых альтернативных средств эффективного повышения степени улавливания выбросов электролизера.The applicant solves the problem of finding industrially acceptable alternative means of effectively increasing the degree of capture of electrolyzer emissions.
Описание изобретенияDescription of the invention
Объектом изобретения является система улавливания выбросов, производимых электролизером, предназначенным для производства алюминия, и для отвода упомянутых выбросов из электролизера в потоке газа, включающая в себя укрытие для ограничения распространения выбросов, по меньшей мере один выходной канал для сбора упомянутого потока газа и отсасывающие средства для отвода упомянутого потока газа из электролизера через упомянутый по меньшей мере один выходной канал, причем упомянутое укрытие включает в себя съемные крышки и, необязательно, по меньшей мере одну дверцу для обеспечения доступа внутрь укрытия, при этом упомянутая система дополнительно содержит по меньшей мере одну трубку, содержащую:The object of the invention is a system for capturing emissions from an electrolytic cell designed to produce aluminum and for removing said emissions from an electrolytic cell in a gas stream, including a shelter for restricting the spread of emissions, at least one outlet channel for collecting said gas stream and suction means for discharging said gas stream from the electrolyzer through said at least one outlet channel, said shelter including removable covers and optionally At least one door for access into the shelter, said system further comprises at least one tube comprising:
- первый конец, который непосредственно или опосредованно соединен с источником подачи сжатого воздуха, и- the first end, which is directly or indirectly connected to a source of compressed air, and
- второй конец, который размещен внутри упомянутого по меньшей мере одного выходного канала, включает в себя по меньшей мере одно отверстие и ориентирован так, что сжатый воздух может выбрасываться через упомянутое отверстие таким образом, чтобы повышать расход упомянутого газа внутри упомянутого по меньшей мере одного выходного канала.- the second end, which is located inside said at least one outlet channel, includes at least one hole and is oriented so that compressed air can be ejected through said hole so as to increase the flow rate of said gas inside said at least one outlet channel.
Еще одним объектом изобретения является способ улавливания выбросов, производимых электролизером, предназначенным для производства алюминия, и отвода упомянутых выбросов из электролизера в потоке газа, циркулирующего в по меньшей мере одном выходном канале, причем упомянутый способ включает в себя:Another object of the invention is a method for capturing emissions from an electrolytic cell designed to produce aluminum and for removing said emissions from an electrolytic cell in a gas stream circulating in at least one outlet channel, said method including:
- оснащение электролизера системой улавливания выбросов согласно изобретению,- equipping the cell with an emission trapping system according to the invention,
- соединение упомянутой по меньшей мере одной трубки с источником подачи сжатого воздуха,- connecting said at least one tube to a source of compressed air,
- приведение в действие упомянутых отсасывающих средств так, чтобы обеспечивать некий расход в упомянутом по меньшей мере одном выходном канале,- actuating said suction means so as to provide a certain flow rate in said at least one output channel,
- подачу сжатого воздуха в упомянутую по меньшей мере одну трубку при заданном расходе с тем, чтобы увеличить расход упомянутого газа внутри упомянутого по меньшей мере одного выходного канала.- supplying compressed air to said at least one tube at a predetermined flow rate so as to increase the flow rate of said gas inside said at least one outlet channel.
Сжатый воздух типично подается в упомянутую(ые) трубку(и), когда с электролизера снята по меньшей мере одна крышка или когда открыта упомянутая дверца.Compressed air is typically supplied to said tube (s) when at least one lid is removed from the cell or when said door is open.
Преимущественно, давление и расход сжатого воздуха в упомянутой(ых) трубке(ах) регулируются согласно реальным потребностям отсасывания. Этот вариант реализации изобретения позволяет обеспечивать более точный контроль за необходимыми уровнями подачи сжатого воздуха.Advantageously, the pressure and flow rate of the compressed air in said tube (s) are controlled according to actual suction needs. This embodiment of the invention allows for more accurate control of the required levels of compressed air.
Изобретение делает возможным эффективное варьирование расхода газа в выходном(ых) канале(ах) без необходимости в создании избыточно высокого давления или расхода сжатого воздуха. Изобретение исключает использование механических деталей внутри потока выбросов, отходящих от электролизера.The invention makes it possible to efficiently vary the gas flow rate in the outlet (s) channel (s) without the need to create excessively high pressure or flow rate of compressed air. The invention eliminates the use of mechanical parts within the stream of emissions emanating from the cell.
Заявитель оценил, что расход R газа в выходном(ых) канале(ах), то есть расход уносящего выбросы газа, отходящего из электролизера, может быть увеличен в 1,5-3 раза путем использования заданного расхода Ro сжатого воздуха, то есть такого расхода сжатого воздуха, вдуваемого через отверстие в трубке в выходной канал электролизера, который составляет между 5 и 15% от нормального расхода газа в выходном(ых) канале(ах), и давления Ро сжатого воздуха менее чем примерно 5 бар.The applicant has estimated that the gas flow rate R in the outlet (s) channel (s), i.e., the flow rate of exhaust gas discharging from the electrolyzer, can be increased by 1.5-3 times by using a predetermined compressed air flow rate Ro, i.e. such a flow rate compressed air injected through an opening in the tube into the outlet channel of the electrolyzer, which is between 5 and 15% of the normal gas flow rate in the outlet (s) channel (s), and the pressure Po of compressed air is less than about 5 bar.
Упомянутое давление Ро может быть выше, чем 5 бар, например, когда систему сжатого воздуха, имеющуюся на предприятии, используют для непосредственного снабжения упомянутой трубки сжатым воздухом без снижения давления в источнике подачи сжатого воздуха. Такая вариация изобретения упрощает упомянутую систему и пригодна для тех операций, в которых несколько трубок снабжаются одновременно или в которых применятся подвижная или съемная компоновка, когда это требуется на конкретных электролизерах, например, когда электролизер запускают после обновления его электролизной ванны.Said pressure Po may be higher than 5 bar, for example, when the compressed air system available at the enterprise is used to directly supply said tube with compressed air without reducing the pressure in the compressed air supply. Such a variation of the invention simplifies the system and is suitable for operations in which several tubes are supplied at the same time or in which a movable or removable arrangement is used when required on specific electrolyzers, for example, when the electrolyzer is started after updating its electrolysis bath.
Чтобы снизить потребление энергии путем сокращения потребления сжатого воздуха или воздуха под давлением, упомянутое давление Ро сжатого воздуха предпочтительно составляет между 30 и 300 кПа (т.е. от 0,3 до 3 бар), а более предпочтительно - между 70 и 120 кПа (т.е. от 0,7 до 1,2 бар). Такой вариант реализации изобретения является особенно выгодным для операций, в которых расход газа в нескольких электролизерах может быть повышен одновременно. Такой вариант реализации особенно подходит для фиксированных систем.To reduce energy consumption by reducing the consumption of compressed air or pressurized air, said compressed air pressure Po is preferably between 30 and 300 kPa (i.e., from 0.3 to 3 bar), and more preferably between 70 and 120 kPa ( i.e. from 0.7 to 1.2 bar). This embodiment of the invention is particularly advantageous for operations in which the gas flow rate in several electrolysis cells can be increased simultaneously. This embodiment is particularly suitable for fixed systems.
Изобретение описывается ниже более подробно со ссылкой на предпочтительные варианты реализации и сопроводительные фигуры.The invention is described below in more detail with reference to preferred embodiments and accompanying figures.
Фигура 1 иллюстрирует вид поперечного сечения типичного электролизера, предназначенного для производства алюминия.Figure 1 illustrates a cross-sectional view of a typical electrolytic cell for aluminum production.
Фигура 2 иллюстрирует верхнюю часть электролизера, оборудованного системой улавливания выбросов.Figure 2 illustrates the top of an electrolyzer equipped with an emission trapping system.
Фигура 3 схематически иллюстрирует компоновку электролизеров, которая включает в себя систему улавливания выбросов и общие отсасывающие средства.Figure 3 schematically illustrates the layout of electrolytic cells, which includes an emission trapping system and common suction means.
Фигуры 4 и 5 схематически иллюстрируют варианты реализации электролизера, оборудованного системой улавливания выбросов согласно изобретению.Figures 4 and 5 schematically illustrate embodiments of an electrolyzer equipped with an emission trapping system according to the invention.
Фигура 6 иллюстрирует возможный вариант реализации системы согласно изобретению.Figure 6 illustrates a possible implementation of the system according to the invention.
Фигура 7 иллюстрирует возможные подварианты системы согласно изобретению.Figure 7 illustrates possible sub-options of a system according to the invention.
Электролизер (1), предназначенный для производства алюминия, является, в целом, прямоугольным с длинными сторонами, которые типично составляют от 10 до 20 метров в длину, и с короткими сторонами, которые типично составляют от 3 до 5 метров в длину и часто называются торцами.The cell (1) intended for aluminum production is generally rectangular with long sides that are typically 10 to 20 meters long, and with short sides that are typically 3 to 5 meters long and are often called ends .
Как проиллюстрировано на Фигуре 1, электролизер (1) содержит электролизную ванну (2), которая обычно размещается ниже уровня пола (100), общего для нескольких электролизеров, и содержит стальной кожух (3), футерованный огнеупорным материалом (4, 4'). Электролизная ванна (2) типично включает в себя углеродные катодные блоки (5), которые соединены с внешними электрическими проводниками (7) с использованием катодной шины (6), изготовленной из электропроводного материала, такого как сталь. При эксплуатации в электролизной ванне (2) содержится слой жидкого алюминия (8) и расплав электролита (9).As illustrated in Figure 1, the cell (1) contains an electrolysis bath (2), which is usually located below the floor level (100) common to several cells, and contains a steel casing (3) lined with refractory material (4, 4 '). An electrolysis bath (2) typically includes carbon cathode blocks (5) that are connected to external electrical conductors (7) using a cathode bus (6) made of an electrically conductive material such as steel. When used in an electrolysis bath (2), a layer of liquid aluminum (8) and an electrolyte melt (9) are contained.
Как проиллюстрировано на Фигуре 1, электролизер (1) также типично включает в себя множество анодов (10, 10'), которые типично изготовлены из углеродистого материала. Аноды (10, 10') соединяются с внешними электрическими проводниками (7') с использованием анодных штанг (11, 11'), вмонтированных в аноды и прикрепленных к общим проводникам (12, 12'), называемым анодными шинами, с использованием съемных разъемов. Аноды (10, 10') частично погружены в расплав электролита (9) и защищены от окисления защитным слоем (13), который называется электролитной коркой, которая главным образом состоит из глинозема и измельченного электролита.As illustrated in Figure 1, the electrolyzer (1) also typically includes a plurality of anodes (10, 10 '), which are typically made of carbon material. Anodes (10, 10 ') are connected to external electrical conductors (7') using anode rods (11, 11 ') mounted in anodes and attached to common conductors (12, 12'), called anode busbars, using removable connectors . Anodes (10, 10 ') are partially immersed in the electrolyte melt (9) and protected from oxidation by the protective layer (13), which is called the electrolyte crust, which mainly consists of alumina and crushed electrolyte.
Электролизер (1) далее типично включает в себя один или более питателей глинозема, которые обычно включают в себя бункер (14) для подачи глинозема (15) в заданные места внутри электролизера. В современных электролизерах питатели непрерывно пополняются с помощью конвейера (16) глинозема, который проходит вдоль электролизера.The electrolyzer (1) further typically includes one or more alumina feeders, which typically include a hopper (14) for supplying alumina (15) to predetermined locations within the electrolyzer. In modern electrolyzers, the feeders are continuously replenished using an alumina conveyor (16) that runs along the electrolyzer.
Электролизер (1) далее включает в себя укрытие (20), способное ограничивать распространение выбросов, производимых электролизером (1). Как проиллюстрировано на Фигурах 1 и 2, укрытие (20) включает в себя множество съемных крышек (21, 21'), которые также называют створками, на длинных сторонах электролизера для обеспечения доступа внутрь укрытия с любой из этих длинных сторон. Электролизер (1) типично включает от 10 до 30 крышек (21, 21') на каждой длинной стороне, которые обычно располагаются бок о бок друг с другом. Крышки (21, 21') обычно содержат ручку (22, 22') для упрощения обращения с ними. Крышки (21, 21') обычно снимают для проведения работ внутри электролизера. Типично несколько крышек (21') снимают с одной стороны электролизера, когда нужно заменить изношенный анод (10') на новый, и устанавливают обратно на электролизер по завершении операции замены анода.The electrolyzer (1) further includes a shelter (20), capable of limiting the distribution of emissions from the electrolyzer (1). As illustrated in Figures 1 and 2, the shelter (20) includes a plurality of removable covers (21, 21 '), also called sashes, on the long sides of the cell to provide access to the inside of the shelter from any of these long sides. The electrolyzer (1) typically includes from 10 to 30 covers (21, 21 ') on each long side, which are usually located side by side with each other. The covers (21, 21 ') typically comprise a handle (22, 22') to facilitate handling. Covers (21, 21 ') are usually removed for work inside the cell. Typically, several covers (21 ') are removed from one side of the cell when it is necessary to replace the worn anode (10') with a new one, and reinserted into the cell after completion of the anode replacement operation.
В некоторых технологиях укрытие (20) также включает в себя дверцу или дверцы (23) на одном торце электролизера для обеспечения доступа внутрь укрытия с этого торца. Дверцы (23) типично представляют собой жалюзи. Дверцы (23) часто называют выливными дверцами, поскольку они часто используются для выливки жидкого алюминия из электролизера. Эту операцию выполняют на регулярной основе для удаления некоторого количества произведенного электролизером жидкого алюминия (8).In some technologies, the shelter (20) also includes a door or doors (23) at one end of the cell to provide access to the inside of the shelter from that end. Doors (23) are typically blinds. Doors (23) are often called pouring doors because they are often used to pour liquid aluminum from an electrolyzer. This operation is performed on a regular basis to remove a certain amount of liquid aluminum produced by the electrolyzer (8).
Укрытие (20) далее типично включает в себя продольные каналы (24, 24'), которые проходят вдоль верха электролизера. Поток выбросов циркулирует внутри этих каналов.Shelter (20) further typically includes longitudinal channels (24, 24 ') that extend along the top of the cell. The flow of emissions circulates within these channels.
Как проиллюстрировано на Фигурах 2 и 3, укрытие (20) соединено с по меньшей мере одним выходным каналом (25), который связан с отсасывающими средствами (30, 31). Выходной канал (25) типично представляет собой воздуховод или трубопровод. Из соображений безопасности между выходным(и) каналом(ами) (25) и отсасывающими средствами (30, 31) располагается промежуточный изолирующий канал (26). Отсасывающие средства (30, 31) создают поток газа, который засасывает выбросы из электролизера. Этот поток газа протекает при расходе R. Отсасывающие средства (30, 31) типично включают в себя по меньшей мере один трубопровод (30) и по меньшей мере один вентилятор (31). Отсасывающий(ие) трубопровод(ы) (30) и вентилятор(ы) (31) может(могут) быть общим(и) для нескольких электролизеров.As illustrated in Figures 2 and 3, the shelter (20) is connected to at least one output channel (25), which is connected to the suction means (30, 31). The outlet channel (25) is typically an air duct or conduit. For safety reasons, between the outlet (s) channel (s) (25) and the suction means (30, 31) there is an intermediate isolation channel (26). Suction means (30, 31) create a gas stream that sucks emissions from the cell. This gas stream flows at a flow rate R. Suction means (30, 31) typically include at least one conduit (30) and at least one fan (31). The suction pipe (s) (s) (30) and the fan (s) (31) can (can) be shared (s) for several electrolyzers.
Как проиллюстрировано на Фигуре 3, ряды электролизеров обычно соединены с общими отсасывающими средствами (30, 31). На этой фигуре электролизеры показаны сверху.As illustrated in Figure 3, the rows of electrolyzers are usually connected to common suction means (30, 31). In this figure, electrolyzers are shown above.
Нормальный расход газа в электролизере зависит от типа электролизера. Например, нормальный расход газа, типично применяемый для электролизеров типа АР18 фирмы Aluminium Pechiney при работе с силой тока примерно 180000 А, составляет примерно 1,4 Нм3/с, тогда как нормальный расход газа, типично применяемый для электролизеров типа АР30 фирмы Aluminium Pechiney при работе с силой тока примерно 300000 А, составляет примерно 2,1 Нм3/с.The normal gas flow rate in the cell depends on the type of cell. For example, the normal gas flow rate typically used for aluminum pechine type AP18 electrolyzers when operating at a current of about 180,000 A is about 1.4 Nm 3 / s, while the normal gas flow rate typically used for aluminum pechiney type AP30 electrolyzers for working with a current strength of approximately 300,000 A, approximately 2.1 Nm 3 / s.
На современных предприятиях поток газа, который уносит выбросы, проходит через установку (40) для обработки упомянутых выбросов.In modern plants, the gas stream that carries the emissions passes through the installation (40) to process the mentioned emissions.
Выбросы содержат газообразную часть (в частности, содержащую воздух, диоксид углерода и фторированные продукты, такие как фтороводород) и твердую или «пылевидную» часть (содержащую глинозем, частицы расплава электролита и т.д.). Выбросы ограничиваются по распространению укрытием (20), улавливаются путем отсасывания и обрабатываются в обрабатывающей(их) установке(ах) (40) на предприятии. В процессах обработки обычно удаляют твердые частицы, содержащиеся в выбросах, типично с использованием разделительных приспособлений, таких как фильтры или электростатические осадители, извлекают фтор, содержащийся в выбросах, и выпускают остаточную газовую фракцию, содержащую незначительное количество твердых частиц и фторированных продуктов. Остаточная газовая фракция содержит главным образом воздух и диоксид углерода. Обработанный воздух выбрасывается наружу через дымовую трубу (32).Emissions contain a gaseous part (in particular containing air, carbon dioxide and fluorinated products such as hydrogen fluoride) and a solid or “dusty” part (containing alumina, electrolyte melt particles, etc.). Emissions are limited in distribution by shelter (20), captured by suction, and processed in a processing facility (s) (40) at the facility. Particulate matter particulate matter is typically removed in processing processes, typically using separators such as filters or electrostatic precipitators, the fluorine content in the emissions is recovered, and a residual gas fraction containing a small amount of particulate matter and fluorinated products is released. The residual gas fraction contains mainly air and carbon dioxide. The treated air is thrown out through the chimney (32).
Общеизвестными способами удаления фтора из выбросов являются так называемые процессы мокрой и сухой очистки газа.Well-known methods for removing fluoride from emissions are the so-called wet and dry gas cleaning processes.
Согласно способам мокрой очистки газа поток газа обычно заставляют реагировать с растворенными в воде соединениями, типично карбонатом натрия, с образованием реакционной жидкости, содержащейся в скруббере с водяным орошением. Прореагировавший фтор выводится из процесса в форме твердых соединений, типично CaF2, после реагирования реакционной жидкости с известью.According to wet gas purification methods, a gas stream is usually forced to react with compounds dissolved in water, typically sodium carbonate, to form a reaction liquid contained in a water irrigation scrubber. The reacted fluorine is withdrawn from the process in the form of solid compounds, typically CaF 2 , after the reaction liquid is reacted with lime.
Согласно способам сухой очистки газа поток газа заставляют реагировать с порошкообразным глиноземом в реакторе так, чтобы получить фторированный глинозем, который частично или полностью используется повторно для питания электролизеров.According to dry gas cleaning methods, a gas stream is forced to react with powdered alumina in a reactor so as to obtain fluorinated alumina, which is partially or fully reused to power electrolyzers.
Обрабатывающие установки (40) типично включают в себя блок параллельных обрабатывающих агрегатов, причем каждый агрегат обычно содержит реактор и разделительное приспособление.Processing plants (40) typically include a block of parallel processing units, with each unit typically comprising a reactor and a separation device.
Система улавливания выбросов, производимых электролизером (1), содержит укрытие (20) для ограничения распространения выбросов, по меньшей мере один выходной канал (25) для сбора и отвода выбросов в потоке газа и отсасывающие средства (30, 31) для отвода упомянутого потока газа наружу из электролизера.The system for capturing emissions from an electrolyzer (1) contains a shelter (20) to limit the spread of emissions, at least one outlet channel (25) for collecting and discharging emissions in the gas stream and suction means (30, 31) for removing the gas stream out of the cell.
Согласно изобретению эта система дополнительно содержит по меньшей мере одну трубку (50) для вдувания сжатого воздуха в выходной канал (25) с тем, чтобы повысить расход газа внутри выходного канала (25). Упомянутая трубка (50) содержит первый конец (51), или «входной конец», который непосредственно или опосредованно соединен с источником (53) подачи сжатого воздуха, и второй конец (52), или «выходной конец», который размещен внутри упомянутого выходного канала или одного из выходных каналов (25). Источник (53) подачи сжатого воздуха может подавать сжатый воздух при заданном давлении Ро и заданном расходе Ro.According to the invention, this system further comprises at least one tube (50) for injecting compressed air into the outlet channel (25) in order to increase the gas flow rate inside the outlet channel (25). Said tube (50) comprises a first end (51), or an “inlet end”, which is directly or indirectly connected to a compressed air supply source (53), and a second end (52), or an “outlet end”, which is located inside said outlet channel or one of the output channels (25). The compressed air supply source (53) can supply compressed air at a given pressure Po and a given flow rate Ro.
Второй конец (52) трубки (50) включает по меньшей мере одно отверстие (54) и ориентирован так, что сжатый воздух может выбрасываться через упомянутое отверстие (54) таким образом, чтобы повышать расход упомянутого газа. Типично упомянутый второй конец (52) ориентирован так, что сжатый воздух выбрасывается по существу вдоль направления упомянутого потока газа, как примерно показано на Фигурах 4-6. Выброшенный воздух образует струю, которая увлекает поток газа, когда это необходимо. Размер упомянутого отверстия (54) типично составляет между 5 мм2 и 1300 мм2, а более типично - между 300 мм2 и 1000 мм2. Отверстие (54) типично имеет круглое сечение с диаметром, который типично составляет между 3 и 40 мм, а более типично - между 10 и 35 мм. Общая площадь сечения всех упомянутых отверстий (54) в данном выходном канале (25) предпочтительно варьируется в диапазоне между 300 и 1300 мм2 с тем, чтобы обеспечить достаточную способность увлекать поток.The second end (52) of the tube (50) includes at least one opening (54) and is oriented so that compressed air can be ejected through said opening (54) so as to increase the flow rate of said gas. Typically, said second end (52) is oriented such that compressed air is discharged substantially along the direction of said gas stream, as approximately shown in Figures 4-6. The ejected air forms a stream that entrains the flow of gas when necessary. The size of said opening (54) is typically between 5 mm 2 and 1300 mm 2 , and more typically between 300 mm 2 and 1000 mm 2 . The hole (54) typically has a circular cross section with a diameter that is typically between 3 and 40 mm, and more typically between 10 and 35 mm. The total cross-sectional area of all the mentioned openings (54) in a given outlet channel (25) preferably varies between 300 and 1300 mm 2 so as to provide sufficient flow entrainment ability.
Второй конец (52) трубки(ок) (50) может необязательно быть оснащен соплом, которое образует упомянутое отверстие (54) с тем, чтобы упростить техническое обслуживание и изменения режимов течения сжатого воздуха.The second end (52) of the tube (s) (50) may optionally be equipped with a nozzle that forms the aforementioned hole (54) in order to simplify maintenance and changes in the flow of compressed air.
Расход сжатого воздуха, который вдувается через упомянутое отверстие (54), зависит от давления воздуха Ро внутри трубки или трубок (50) и от размера и формы отверстия (54). При эксплуатации расход предпочтительно регулируется путем варьирования давления воздуха Ро.The flow rate of compressed air that is blown through the aforementioned hole (54) depends on the air pressure Po inside the tube or tubes (50) and on the size and shape of the hole (54). During operation, the flow rate is preferably controlled by varying the air pressure Po.
Система улавливания выбросов согласно изобретению может включать в себя более чем одну трубку (50) для вдувания сжатого воздуха в выходной(ые) канал(ы) (25). Другими словами, система может включать в себя несколько трубок (50), проникающих в выходной канал (25), так что их второй конец (52) с отверстием (54) размещен внутри выходного канала (25).The emission trapping system according to the invention may include more than one tube (50) for blowing compressed air into the outlet (s) channel (s) (25). In other words, the system may include several tubes (50) penetrating the output channel (25), so that their second end (52) with an opening (54) is placed inside the output channel (25).
Выходной(ые) канал(ы) (25) может(могут) быть по существу прямым(и), как проиллюстрировано на Фигуре 4. Выходной(ые) канал(ы) (25) может(могут) необязательно включать в себя участок воздуховода (27) с внутренним поперечным сечением, которое изменяется вдоль упомянутого участка, и упомянутый второй конец (52) может быть расположен внутри упомянутого участка воздуховода. Упомянутый участок воздуховода (27) имеет впуск (271) и выпуск (272). В преимущественном варианте реализации изобретения упомянутый участок воздуховода (27) включает в себя сужение (28) между упомянутым впуском (271) и выпуском (272). Внутреннее поперечное сечение сужения (28) является меньшим, чем внутреннее поперечное сечение впуска (271) и внутреннее поперечное сечение выпуска (272). Участок воздуховода (27) может включать в себя часть, имеющую форму трубки Вентури. Внутреннее поперечное сечение участка воздуховода (27) может плавно изменяться между впуском (271) и выпуском (272).The outlet channel (s) (25) may (may) be substantially straight (s), as illustrated in Figure 4. The outlet channel (s) (25) may (optionally) include a duct section (27) with an internal cross section that varies along said section, and said second end (52) may be located inside said section of the duct. Said duct section (27) has an inlet (271) and an outlet (272). In an advantageous embodiment of the invention, said duct section (27) includes a restriction (28) between said inlet (271) and outlet (272). The inner cross section of the restriction (28) is smaller than the inner cross section of the inlet (271) and the inner cross section of the outlet (272). The duct portion (27) may include a venturi-shaped portion. The internal cross section of the duct section (27) can smoothly change between the inlet (271) and the outlet (272).
Фигура 5 иллюстрирует подвариант этого варианта реализации, в котором выходной канал (25) содержит первую прямую секцию (273) с первым внутренним поперечным сечением, вторую прямую секцию (274) со вторым внутренним поперечным сечением и третью прямую секцию (275) с третьим внутренним поперечным сечением, и при этом упомянутое второе поперечное сечение является меньшим, чем упомянутые первое и третье поперечные сечения, так, чтобы образуется упомянутое сужение (28). В этом подварианте упомянутый участок воздуховода (27) включает в себя имеющую форму усеченного конуса первую секцию (276), расположенную между упомянутыми первой (273) и второй (274) прямыми секциями, и имеющую форму усеченного конуса вторую секцию (277), расположенную между упомянутыми второй (274) и третьей (275) прямыми секциями.Figure 5 illustrates a sub-variant of this embodiment in which the output channel (25) comprises a first straight section (273) with a first internal cross section, a second straight section (274) with a second internal cross section, and a third straight section (275) with a third internal cross section a cross section, and wherein said second cross section is smaller than said first and third cross sections, so that said narrowing is formed (28). In this variant, said duct section (27) includes a truncated cone-shaped first section (276) located between said first (273) and second (274) straight sections, and a truncated cone-shaped second section (277) located between the mentioned second (274) and third (275) direct sections.
Второй конец (52) трубки (50) предпочтительно располагается поблизости от упомянутого сужения (28), типично выше по потоку от плоскости (29), где сечение упомянутого сужения является самым узким, как проиллюстрировано на Фигуре 5.The second end (52) of the tube (50) is preferably located near said narrowing (28), typically upstream of the plane (29), where the cross section of said narrowing is the narrowest, as illustrated in Figure 5.
На Фигурах 4 и 5 электролизеры (1) показаны сбоку.In Figures 4 and 5, the electrolytic cells (1) are shown on the side.
В еще одном подварианте изобретения система может содержать один или более первичных выходных каналов (25', 25''), объединяющихся в одиночный, главный выходной канал (25'''). Фигура 6 иллюстрирует возможные варианты реализации такого подварианта, в которых система включает в себя два первичных канала (25', 25''). Электролизеры показаны сверху. В варианте реализации, иллюстрированном в Фигуре 6(А), второй конец (52) трубки (50) располагается внутри упомянутого главного выходного канала (25'''). В варианте реализации, иллюстрированном в Фигуре 6(В), система включает в себя первую трубку (50') и вторую трубку (50''), причем первый конец (51', 51'') каждой трубки соединен с источником (53) подачи сжатого воздуха, второй конец (52') первой трубки (50') расположен внутри одного из упомянутых первичных выходных каналов (25'), второй конец (52'') второй трубки (50'') расположен внутри другого из упомянутых первичных выходных каналов (25''). Источник (53) подачи сжатого воздуха типично является общим для обоих трубок (50', 50'') и, необязательно, для множества электролизеров.In yet another embodiment of the invention, the system may comprise one or more primary output channels (25 ', 25' ') integrating into a single, main output channel (25' ''). Figure 6 illustrates possible implementations of such a sub-option in which the system includes two primary channels (25 ', 25' '). The cells are shown above. In the embodiment illustrated in Figure 6 (A), the second end (52) of the tube (50) is located inside said main output channel (25 ″). In the embodiment illustrated in FIG. 6 (B), the system includes a first tube (50 ′) and a second tube (50 ″), the first end (51 ′, 51 ″) of each tube being connected to a source (53) compressed air supply, the second end (52 ') of the first tube (50') is located inside one of the said primary output channels (25 '), the second end (52 ") of the second tube (50") is located inside the other of the said primary output channels (25``). The compressed air supply (53) is typically common to both tubes (50 ', 50' ') and, optionally, to a plurality of electrolyzers.
В возможном подварианте изобретения система дополнительно содержит по меньшей мере одно регулируемое или выдвигаемое средство выравнивания потока (60, 60', 61), расположенное в упомянутом по меньшей мере одном выходном канале (25) или ниже по потоку относительно него. Упомянутое средство выравнивания потока позволяет сбалансировать нормальную пропускную способность каждого электролизера в серии электролизеров на предприятии. Упомянутое средство выравнивания потока типично располагается ниже по потоку относительно упомянутого по меньшей мере одного отверстия (54) упомянутой по меньшей мере одной трубки (50). Когда система улавливания выбросов включает в себя один или более промежуточных изолирующих каналов (26), упомянутое средство выравнивания потока (60, 60', 61) может быть размещено либо ниже по потоку или выше по потоку относительно каждого из упомянутых промежуточных изолирующих каналов (26). Упомянутое средство выравнивания потока типично выбирается из диафрагм, заслонок и задвижек и типично может быть приведено в действие с помощью привода, такого как силовой цилиндр. Фигура 7 иллюстрирует возможные варианты реализации таких подвариантов. В примере, показанном в Фигуре 7(А), система включает в себя задвижку (60), расположенную в части (251) выходного канала, которая расположена ниже по потоку относительно промежуточного изолирующего канала (26). Упомянутая задвижка (60) может быть вертикальной, как иллюстрировано, или горизонтальной, или ориентированной в любом другом направлении. В примере, иллюстрированном в Фигуре 7(В), система включает в себя заслонку (60'), расположенную выше по потоку относительно промежуточного изолирующего канала (26). Упомянутая заслонка (60') типично закрепляется на валу (61), чтобы обеспечить возможность ее поворота. Упомянутая заслонка (60') типично имеет отверстие с тем, чтобы обеспечить возможность протекания некоторого потока воздуха, когда заслонка закрыта.In a possible embodiment of the invention, the system further comprises at least one adjustable or extendable flow equalization means (60, 60 ', 61) located in said at least one output channel (25) or downstream of it. Mentioned flow balancing means allows you to balance the normal throughput of each cell in a series of cells in the enterprise. Said flow balancing means is typically located downstream of said at least one opening (54) of said at least one tube (50). When the emission capture system includes one or more intermediate isolation channels (26), said flow balancing means (60, 60 ', 61) can be placed either downstream or upstream with respect to each of said intermediate isolation channels (26) . Said flow balancing means is typically selected from orifice plates, dampers and dampers, and can typically be actuated by an actuator such as a ram. Figure 7 illustrates possible implementations of such sub-options. In the example shown in Figure 7 (A), the system includes a valve (60) located in the portion (251) of the output channel, which is located downstream relative to the intermediate insulating channel (26). Said gate valve (60) may be vertical, as illustrated, or horizontal, or oriented in any other direction. In the example illustrated in Figure 7 (B), the system includes a shutter (60 ') located upstream of the intermediate insulating channel (26). Said shutter (60 ') is typically secured to a shaft (61) to enable rotation. Said damper (60 ') typically has an opening so as to allow some airflow to flow when the damper is closed.
Трубка или трубки (50, 50', 50'') преимущественно присоединяются к источнику (53) подачи сжатого воздуха через вентиль (55, 55', 55''). Вентиль (55, 55', 55'') обеспечивает специальное приведение в действие и контроль заданных давления и расхода в трубке или трубках (50, 50', 50''). Вентиль (55, 55', 55'') может быть связан с системой регулирования, чтобы обеспечить автоматический контроль заданных давления и расхода в трубке или трубках (50, 50', 50''). Вентиль (55, 55', 55'') может быть общим для более чем одной трубки (50, 50', 50'').The tube or tubes (50, 50 ', 50``) are advantageously connected to a source (53) of compressed air through a valve (55, 55', 55 ''). The valve (55, 55 ', 55``) provides special actuation and control of the set pressure and flow rate in the tube or tubes (50, 50', 50 ''). The valve (55, 55 ', 55' ') can be connected to the control system to provide automatic control of the set pressure and flow rate in the tube or tubes (50, 50', 50``). A valve (55, 55 ', 55``) may be common to more than one tube (50, 50', 50 '').
Согласно возможному варианту реализации изобретения, между упомянутой по меньшей мере одной трубкой (50, 50', 50'') и упомянутым источником (53) подачи сжатого воздуха может быть вмонтирован редуктор давления с тем, чтобы обеспечить возможность понижать давление до заданного значения, которое типично составляет между 30 и 300 кПа. Такой вариант реализации особенно подходит для применения с источником подачи воздуха под давлением.According to a possible embodiment of the invention, a pressure reducer may be mounted between said at least one pipe (50, 50 ′, 50 ″) and said compressed air supply (53) so as to enable it to reduce the pressure to a predetermined value which typically ranges between 30 and 300 kPa. This embodiment is particularly suitable for use with a pressurized air supply.
Согласно еще одному возможному преимущественному варианту реализации изобретения упомянутый источник (53) подачи сжатого воздуха включает в себя воздуходувку, которая обеспечивает сжатый воздух непосредственно с заданным давлением, которое типично составляет между 30 и 300 кПа. Упомянутая воздуходувка может быть общей для более чем одного электролизера. Такой вариант реализации экономит энергию, исключая сжатие воздуха до уровня, гораздо более высокого, чем упомянутое заданное давление.According to another possible advantageous embodiment of the invention, said compressed air supply source (53) includes a blower that provides compressed air directly with a predetermined pressure, which typically is between 30 and 300 kPa. Mentioned blower may be common to more than one cell. This embodiment saves energy by eliminating air compression to a level much higher than the predetermined pressure mentioned.
Способ улавливания выбросов преимущественно включает в себя соединение трубки или трубок (50) системы улавливания выбросов согласно изобретению с источником (53) подачи сжатого воздуха, приведение в действие отсасывающих средств (30, 31) и подачу сжатого воздуха в упомянутую(ые) трубку или трубки (50, 50', 50'') при заданном расходе Ro.The emission trapping method advantageously includes connecting the tube or tubes (50) of the emission trapping system according to the invention to a compressed air supply (53), actuating the suction means (30, 31), and supplying compressed air to said tube (s) (50, 50 ', 50``) for a given flow rate Ro.
Подача сжатого воздуха в упомянутую(ые) трубку или трубки (50) может быть приведена в действие вручную и/или автоматически. Последний вариант может быть реализован с использованием датчиков температуры и/или давления. Например, температура и/или давление газа, протекающего в выходном(ых) канале(ах) (25), могут непрерывно измеряться, и подача сжатого воздуха в упомянутую(ые) трубку(и) (50) может быть приведена в действие вручную или автоматически, когда обнаруживается резкое падение температуры или давления. Для этой цели электролизер (1) может быть оснащен зондом или датчиком для измерения давления и/или температуры потока газа, выходящего из электролизера, и этот зонд или датчик может быть соединен с контрольно-измерительным прибором, который отображает предупредительные сигналы и/или приводит в действие источник подачи сжатого воздуха, когда температура или давление выходят за допустимые пределы. Источник подачи сжатого воздуха преимущественно приводится в действие с помощью управляющего вентиля (55, 55', 55”) или тому подобного, такого как вентили с электрическим управлением или вентили с пневматическим управлением. Вентили с электрическим управлением преимущественно могут быть соединены с системой регулирования, которая может автоматически управлять ими и приводить их в действие.The supply of compressed air to the mentioned tube (s) or tubes (50) can be activated manually and / or automatically. The latter option can be implemented using temperature and / or pressure sensors. For example, the temperature and / or pressure of the gas flowing in the outlet (s) channel (s) (25) can be continuously measured, and the supply of compressed air to said tube (s) (50) can be manually actuated or automatically when a sharp drop in temperature or pressure is detected. For this purpose, the electrolyzer (1) can be equipped with a probe or sensor for measuring the pressure and / or temperature of the gas stream leaving the electrolyzer, and this probe or sensor can be connected to a control device that displays warning signals and / or action is a source of compressed air when the temperature or pressure is out of range. The compressed air supply is preferably driven by a control valve (55, 55 ', 55 ”) or the like, such as electrically operated valves or pneumatically operated valves. The electrically controlled valves can advantageously be connected to a control system that can automatically control them and actuate them.
Когда упомянутая система дополнительно включает в себя упомянутое по меньшей мере одно регулируемое или выдвижное средство выравнивания потока (60, 60', 61), процесс улавливания выбросов типично включает в себя открывание или выдвигание упомянутого средства выравнивания потока с тем, чтобы облегчить протекание газа и тем самым еще более повысить пропускную способность упомянутого по меньшей мере одного выходного канала (25, 25', 25'', 25'''). Упомянутое открывание или выдвигание упомянутого средства выравнивания потока (60, 60', 61) может быть выполнено вручную или автоматически и путем приведения в действие привода.When said system further includes said at least one adjustable or extendable flow balancing means (60, 60 ′, 61), the emission trapping process typically includes opening or extending said flow balancing means so as to facilitate gas flow and thereby to further increase the throughput of said at least one output channel (25, 25 ', 25``, 25' ''). Said opening or extension of said flow equalization means (60, 60 ′, 61) can be performed manually or automatically and by actuating the drive.
Типично отсасывающие средства (30, 31) являются непрерывно действующими во время процесса электролиза, а источник (53) подачи сжатого воздуха приводится в действие, когда это требуется и соответственно потребностям. Сжатый воздух типично подается в упомянутую(ые) трубку или трубки (50), когда с электролизера снята по меньшей мере одна крышка (21), или когда открыта дверца, обычно выливная дверца (23).Typically, the suction means (30, 31) are continuously active during the electrolysis process, and the compressed air supply (53) is activated when it is required and according to needs. Compressed air is typically supplied to said tube (s) (50) when at least one cover (21) is removed from the cell, or when a door, typically a pouring door (23), is opened.
В преимущественном варианте применения изобретения сжатый воздух может подаваться в упомянутую по меньшей мере одну трубку (50, 50', 50''), когда электролизер (1) запускают. Это может происходить, когда запускается новый электролизер, или когда вновь запускается обновленный (реконструированный) электролизер, типично после замены огнеупорной футеровки (4, 4') и катодных блоков (5) ее кожуха (3).In an advantageous embodiment of the invention, compressed air may be supplied to said at least one tube (50, 50 ′, 50 ″) when the electrolyzer (1) is started. This can happen when a new cell starts up, or when an updated (reconstructed) cell starts up again, typically after replacing the refractory lining (4, 4 ') and the cathode blocks (5) of its casing (3).
Заданные давление Ро и расход Ro могут быть выбраны по потребностям, в частности согласно необходимому уровню засасывания системы, который может зависеть от размера проема, возникающего при снятии крышек или открывании дверцы. Тем самым в преимущественном варианте реализации изобретения сжатый воздух подается в упомянутую(ые) трубку или трубки (50) при первом заданном расходе Ro1, типично путем обеспечения первого заданного давления Ро1, когда с электролизера снята по меньшей мере одна крышка (21), и при втором заданном расходе Ro2, типично путем обеспечения второго заданного давления Ро2, когда открыта дверца (23). Первые заданные давление Ро1 и расход Ro1 типично являются более высокими, чем соответственно вторые заданные давление Ро2 и расход Ro2, с тем, чтобы повысить расход газа в случае снятия крышек больше, чем в случае открывания дверцы, поскольку снятие крышек обычно требует более значительной вытяжки воздуха, чем открывание дверцы.The preset pressure Po and flow rate Ro can be selected according to needs, in particular according to the necessary level of suction of the system, which may depend on the size of the opening arising when the covers are removed or the door is opened. Thus, in an advantageous embodiment of the invention, compressed air is supplied to said tube (s) (50) at a first predetermined flow rate Ro1, typically by providing a first predetermined pressure Po1, when at least one cover (21) has been removed from the cell, and a second predetermined flow rate Ro2, typically by providing a second predetermined pressure Po2, when the door (23) is open. The first predetermined pressure Po1 and flow rate Ro1 are typically higher than the second predetermined pressure Po2 and flow rate Ro2, respectively, in order to increase the gas flow rate when removing the covers more than when opening the door, since removing the covers usually requires more significant air extraction than opening the door.
Таким образом, расход газа в электролизере имеет нормальное значение, когда источник подачи сжатого воздуха не приведен в действие, и по меньшей мере первое скорректированное значение, когда источник подачи сжатого воздуха приводится в действие. Необязательно, расход газа в электролизере может иметь второе или более скорректированных значений, когда источник подачи сжатого воздуха приведен в действие. Скорректированные значения являются более высокими, чем нормальное значение, тем самым достигая повышенного расхода. Нормальное значение расхода газа типично соответствует ситуации, когда все крышки (21) находятся на своих местах, первый расход газа типично соответствует ситуации, когда одна или более крышек (21) сняты для замены анода, и второй расход газа типично соответствует ситуации, когда открыта выливная дверца для удаления жидкого алюминия из электролизера, и при этом первое скорректированное значение является более высоким, чем второе скорректированное значение, например, от двух- до трехкратной величины нормального расхода газа, когда несколько крышек сняты для замены анода, и от полутора- до двукратной величины нормального расхода газа, когда открыта дверца для выпуска жидкого алюминия, или когда электролизер запускают при нахождении всех крышек на своих местах.Thus, the gas flow rate in the cell has a normal value when the compressed air supply is not actuated, and at least a first corrected value when the compressed air supply is activated. Optionally, the gas flow rate in the cell may have a second or more corrected values when the compressed air supply is activated. The adjusted values are higher than the normal value, thereby achieving an increased flow rate. The normal value of the gas flow typically corresponds to the situation where all the covers (21) are in place, the first gas flow typically corresponds to the situation when one or more covers (21) are removed to replace the anode, and the second gas flow typically corresponds to the situation when the pouring a door for removing liquid aluminum from the electrolyzer, and the first adjusted value is higher than the second adjusted value, for example, from two to three times the normal gas flow when the covers were removed to replace the anode, and from one and a half to two times the normal gas flow rate when the door for the release of liquid aluminum is open, or when the electrolyzer is started when all the covers are in place.
Соотношение Ро/Р между давлением Ро внутри упомянутой(ых) трубки или трубок (50, 50', 50'') и давлением Р внутри выходного(ых) канала или каналов (25, 25', 25'', 25'''), где расположен второй конец (52, 52', 52'') трубки или трубок (50, 50', 50''), предпочтительно выбирается так, чтобы избежать ударных волн и обеспечить оптимальную эффективность в отношении условий распространения звука. Упомянутый заданный расход Ro типично составляет между 5 и 15% от упомянутого расхода R газа. Давление Ро внутри трубки(ок) типично составляет менее 5 бар, хотя в некоторых вариантах реализации она может быть выше, чем 5 бар.The ratio P0 / P between the pressure P0 inside the mentioned tube (s) (50, 50 ', 50``) and the pressure P inside the outlet (s) channel or channels (25, 25', 25 '', 25 '' ' ), where the second end (52, 52 ′, 52 ″) of the tube or tubes (50, 50 ′, 50 ″) is located, is preferably selected so as to avoid shock waves and provide optimal efficiency with respect to sound propagation conditions. Said predetermined flow rate Ro typically is between 5 and 15% of said gas flow rate R. The pressure Po inside the tube (s) is typically less than 5 bar, although in some embodiments it may be higher than 5 bar.
Отсасывающие средства типично включает в себя по меньшей мере один вентилятор (31). Этот вентилятор (31) обеспечивает нормальный расход в выходном(ых) канале(ах) (25, 25', 25'', 25'''). Выходной(ые) канал(ы) (25, 25', 25'', 25''') типично соединен(ы) с вентилятором (31) через отсасывающий воздуховод (30). Преимущественно, отсасывающие средства включают в себя трубопровод (30), который является общим для по меньшей мере двух электролизеров (типично - для множества электролизеров) и соединен с по меньшей мере одним общим вентилятором (31). Вентилятор (31) обычно располагается в установке (40) для обработки упомянутых выбросов или ниже по потоку относительно нее.Suction means typically includes at least one fan (31). This fan (31) provides normal flow in the output channel (s) (25, 25 ', 25``, 25' '). The outlet duct (s) (25, 25 ', 25``, 25' '') are typically connected to the fan (31) via a suction duct (30). Advantageously, the suction means include a conduit (30) that is common to at least two electrolytic cells (typically a plurality of electrolytic cells) and connected to at least one common fan (31). The fan (31) is usually located in the installation (40) for processing the mentioned emissions or downstream relative to it.
Список ссылочных номеровList of Reference Numbers
Claims (33)
- первый конец (51, 51', 51''), который непосредственно или опосредованно присоединен к источнику (53) подачи сжатого воздуха, и
- второй конец (52, 52', 52''), который расположен внутри упомянутого по меньшей мере одного выходного канала (25, 25', 25'', 25'''), включает в себя по меньшей мере одно отверстие (54) и ориентирован так, что сжатый воздух может выбрасываться через упомянутое отверстие (54) таким образом, чтобы повысить расход упомянутого газа внутри упомянутого по меньшей мере одного выходного канала (25, 25', 25'', 25''').1. A system for capturing emissions from an electrolyzer (1) intended for aluminum production and for removing said emissions from an electrolyzer in a gas stream, comprising a shelter (20) to limit the spread of emissions, at least one outlet channel (25, 25 ', 25 ``, 25 ''') for collecting said gas stream and suction means (30, 31) for removing said gas stream from the electrolyzer through said at least one outlet channel (25, 25', 25 '', 25 ''' ), wherein said shelter includes removable covers (21) and optionally at least one door (23) to provide access to the interior cover (20), wherein said system further comprises at least one tube (50, 50 ', 50'') comprising:
- the first end (51, 51 ', 51``), which is directly or indirectly connected to a source of compressed air (53), and
- the second end (52, 52 ', 52 "), which is located inside the at least one output channel (25, 25', 25", 25 ""), includes at least one hole (54 ) and is oriented so that compressed air can be ejected through said opening (54) in such a way as to increase the flow rate of said gas inside said at least one outlet channel (25, 25 ', 25'',25'').
- оснащение электролизера системой по любому из пп.1-24,
- соединение упомянутой по меньшей мере одной трубки (50, 50', 50'') с источником (53) подачи сжатого воздуха,
- приведение в действие упомянутых отсасывающих средств (30, 31) так, чтобы обеспечить некий расход в упомянутом по меньшей мере одном выходном канале (25, 25', 25'', 25'''),
- подачу сжатого воздуха в упомянутую по меньшей мере одну трубку (50, 50', 50'') при заданном расходе так, чтобы повысить расход упомянутого газа внутри упомянутого по меньшей мере одного выходного канала (25, 25', 25'', 25''').25. A method for collecting emissions from an electrolytic cell (1) intended for aluminum production and for removing said emissions from an electrolytic cell (1) in a gas stream circulating in at least one outlet channel (25, 25 ', 25'',25'''), wherein said method includes:
- equipping the electrolyzer with a system according to any one of claims 1 to 24,
- connecting said at least one tube (50, 50 ', 50``) with a source (53) of compressed air,
- actuating said suction means (30, 31) so as to provide some flow in said at least one outlet channel (25, 25 ', 25'',25'''),
- the supply of compressed air to said at least one tube (50, 50 ', 50'') at a given flow rate so as to increase the flow rate of said gas inside said at least one outlet channel (25, 25', 25 '', 25 ''').
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP06356042.9 | 2006-04-11 | ||
| EP06356042A EP1845175B1 (en) | 2006-04-11 | 2006-04-11 | System and process for collecting effluents from an electrolytic cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008144402A RU2008144402A (en) | 2010-05-20 |
| RU2436872C2 true RU2436872C2 (en) | 2011-12-20 |
Family
ID=36992538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008144402/02A RU2436872C2 (en) | 2006-04-11 | 2007-04-04 | Entrapping system and method of emissions from electrolysis unit |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090159434A1 (en) |
| EP (2) | EP1845175B1 (en) |
| CN (1) | CN101460663B (en) |
| AR (1) | AR060596A1 (en) |
| AT (1) | ATE498713T1 (en) |
| AU (1) | AU2007237131B2 (en) |
| BR (1) | BRPI0710184A2 (en) |
| CA (1) | CA2649266C (en) |
| DE (1) | DE602006020112D1 (en) |
| ES (1) | ES2360871T3 (en) |
| MY (1) | MY147259A (en) |
| NO (1) | NO345106B1 (en) |
| RU (1) | RU2436872C2 (en) |
| SI (1) | SI1845175T1 (en) |
| WO (1) | WO2007116320A2 (en) |
| ZA (1) | ZA200807450B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544015C2 (en) * | 2012-05-04 | 2015-03-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Distribution in electrolysis unit of recirculating waste gas |
| RU169432U1 (en) * | 2016-03-01 | 2017-03-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | GAS-COVERED COVERING OF AN ALUMINUM ELECTROLYZER WITH BURNED ANODES |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1035369C2 (en) * | 2008-04-29 | 2009-10-30 | Wilhelmus Anthonius Brabander | Gas flow stimulating device for chimney pipe, has blower including output connected to input end of horizontal section of bladder tube via flexible connector, where blower includes fan that blows air into bladder tube |
| EP2135975A1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-23 | Alcan International Limited | Method of producing aluminium in an electrolysis cell |
| NL1035667C2 (en) * | 2008-07-04 | 2009-05-19 | Pieter Polderman | Exhaust fan or gas-powered air injector for use in chimney i.e. ship chimney |
| EP2248605A1 (en) | 2009-05-06 | 2010-11-10 | Danieli Corus BV | Apparatus and method for balances removal of gasses from electrolysis cells by suction |
| IT1394799B1 (en) * | 2009-07-10 | 2012-07-13 | Zeca S P A | EXHAUST GAS EXTRACTION OF VEHICLES |
| EP2360296B1 (en) | 2010-01-21 | 2017-03-15 | General Electric Technology GmbH | A method of ventilating an aluminium production electrolytic cell |
| EP2402093B1 (en) | 2010-06-30 | 2015-06-17 | Alstom Technology Ltd | Screening device and method of screening |
| FR2963625B1 (en) | 2010-08-06 | 2013-02-22 | Solios Environnement | GAS COLLECTION FACILITY OF A PLURALITY OF ELECTROLYSIS TANKS AND ADJUSTMENT DEVICE FOR SUCH INSTALLATION |
| FR2963793B1 (en) | 2010-08-10 | 2012-09-07 | Solios Environnement | METHOD AND DEVICE FOR CONTAINING TANK GASES IN AN ALUMINUM ELECTROLYSIS TANK |
| EP2431499B1 (en) * | 2010-09-17 | 2014-04-23 | Alstom Technology Ltd | Raw gas collection system |
| EP2469207B1 (en) | 2010-12-22 | 2018-06-20 | General Electric Technology GmbH | Metallurgical plant gas cleaning system, and method of cleaning an effluent gas |
| FR2969937A1 (en) * | 2011-01-05 | 2012-07-06 | Zeca S P A | Exhauster for receiving and ejecting exhaust gas of motor vehicle in garage, has annular orifice placed in converging portion in upstream of narrow section so that compressed air stream generates acceleration depression of exhaust gas |
| ES2442902T3 (en) | 2011-02-18 | 2014-02-14 | Alstom Technology Ltd | Device and method to purify an effluent gas from an electrolytic aluminum production cell |
| EP2489421B1 (en) | 2011-02-18 | 2021-03-31 | General Electric Technology GmbH | A wet scrubber for cleaning an effluent gas comprising an inlet gas distributor with a diffusor |
| FR3012473A1 (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-01 | Rio Tinto Alcan Int Ltd | SEALING DEVICE FOR ELECTROLYSIS CELL HOOD |
| FI126381B (en) | 2014-04-23 | 2016-11-15 | Outotec Finland Oy | METHOD AND ARRANGEMENT FOR THE COLLECTION AND REMOVAL OF ACID MIST FROM THE ELECTROLYSIS KIT |
| FR3037975B1 (en) * | 2015-06-23 | 2020-10-23 | Fives Solios S A | COANDA EFFLUENT SUCTION DEVICE FOR GASEOUS EFFLUENTS FROM AN INDUSTRIAL ALUMINUM PRODUCTION TANK BY IGNEE ELECTROLYSIS |
| CN107653462B (en) * | 2017-10-27 | 2023-06-13 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | Asphalt smoke gas collection treatment method and device in roasting process of aluminum electrolysis cell |
| NO20190343A1 (en) * | 2019-03-14 | 2020-09-15 | Norsk Hydro As | Arrangement for collection of hot gas from an electrolysis process, and a method for such gas collection |
| RU2744333C1 (en) * | 2020-02-25 | 2021-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Aluminum electrolyser gas extraction system |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2556899A (en) * | 1947-03-27 | 1951-06-12 | William W Broussard | Gas removing device |
| DE1161040B (en) * | 1961-06-29 | 1964-01-09 | Metallgesellschaft Ag | Process for cleaning the exhaust gases from aluminum electrolysis ovens with self-baking anodes with simultaneous recovery of the fluorine |
| US3782074A (en) * | 1972-07-21 | 1974-01-01 | Aronetics Inc | Process and apparatus for cleansing and pumping contaminated industrial gases using a nozzle having a variable throat area |
| GB1571222A (en) * | 1977-03-10 | 1980-07-09 | Ardal Og Sunndal Verk | Process and apparatus for treatment of waste gases |
| FR2563845B1 (en) * | 1984-05-03 | 1986-10-03 | Pechiney Aluminium | METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC OVER-SUCTION ON ELECTROLYSIS TANKS FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM |
| FR2626324B1 (en) * | 1988-01-25 | 1993-04-09 | Paziaud Jacques | METHOD FOR MOVING AIR IN A VENTILATION DUCT BY INDUCED AIR JETS AND ITS EXTENSION FOR OTHER FLUIDS |
| AT392927B (en) * | 1989-03-20 | 1991-07-10 | Scheuch Alois Gmbh | EXTRACTION SYSTEM FOR THE WOOD PROCESSING AREA |
| US5070707A (en) * | 1989-10-06 | 1991-12-10 | H. A. Phillips & Co. | Shockless system and hot gas valve for refrigeration and air conditioning |
| US5186793A (en) * | 1990-12-31 | 1993-02-16 | Invacare Corporation | Oxygen concentrator utilizing electrochemical cell |
| FR2740862B1 (en) * | 1995-11-03 | 1998-01-23 | Amphoux Andre | DEVICE FOR SUCTION OF A GASEOUS FLUID THROUGH A CONDUIT TO REJECT IT OUTSIDE THE SAME |
| DE19920058A1 (en) * | 1999-05-03 | 2000-11-09 | Esta Apparatebau | Device especially for drawing out dust-laden crude gas has auxiliary gas inlet connected to main pipe and with opening cross section variable depending upon throughflow of main pipe |
| NO314469B1 (en) * | 2001-06-25 | 2003-03-24 | Alstom Technology Ltd | Method and apparatus for gas transport |
| FR2848875B1 (en) * | 2002-12-18 | 2005-02-11 | Pechiney Aluminium | METHOD AND DEVICE FOR TREATING ELECTROLYTIC CELL EFFLUENTS FOR ALUMINUM PRODUCTION |
| US7819727B2 (en) * | 2004-07-08 | 2010-10-26 | Institute of Occupational Safety and Health Council of Labor Affairs | Push-pull type ventilation hood |
-
2006
- 2006-04-11 SI SI200631004T patent/SI1845175T1/en unknown
- 2006-04-11 EP EP06356042A patent/EP1845175B1/en active Active
- 2006-04-11 DE DE602006020112T patent/DE602006020112D1/en active Active
- 2006-04-11 AT AT06356042T patent/ATE498713T1/en not_active IP Right Cessation
- 2006-04-11 ES ES06356042T patent/ES2360871T3/en active Active
-
2007
- 2007-04-04 RU RU2008144402/02A patent/RU2436872C2/en not_active IP Right Cessation
- 2007-04-04 BR BRPI0710184-8A patent/BRPI0710184A2/en not_active Application Discontinuation
- 2007-04-04 CN CN2007800129400A patent/CN101460663B/en active Active
- 2007-04-04 AU AU2007237131A patent/AU2007237131B2/en active Active
- 2007-04-04 EP EP07734843A patent/EP2007929A2/en not_active Withdrawn
- 2007-04-04 MY MYPI20084020A patent/MY147259A/en unknown
- 2007-04-04 CA CA2649266A patent/CA2649266C/en active Active
- 2007-04-04 ZA ZA200807450A patent/ZA200807450B/en unknown
- 2007-04-04 WO PCT/IB2007/001612 patent/WO2007116320A2/en active Application Filing
- 2007-04-04 US US12/296,860 patent/US20090159434A1/en not_active Abandoned
- 2007-04-11 AR ARP070101542A patent/AR060596A1/en active IP Right Grant
-
2008
- 2008-11-10 NO NO20084736A patent/NO345106B1/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544015C2 (en) * | 2012-05-04 | 2015-03-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Distribution in electrolysis unit of recirculating waste gas |
| RU169432U1 (en) * | 2016-03-01 | 2017-03-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | GAS-COVERED COVERING OF AN ALUMINUM ELECTROLYZER WITH BURNED ANODES |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO345106B1 (en) | 2020-09-28 |
| CN101460663B (en) | 2011-11-16 |
| CA2649266A1 (en) | 2007-10-18 |
| BRPI0710184A2 (en) | 2011-08-09 |
| EP1845175A1 (en) | 2007-10-17 |
| NO20084736L (en) | 2009-01-08 |
| AU2007237131B2 (en) | 2011-06-02 |
| SI1845175T1 (en) | 2011-06-30 |
| WO2007116320A2 (en) | 2007-10-18 |
| RU2008144402A (en) | 2010-05-20 |
| ZA200807450B (en) | 2009-12-30 |
| AU2007237131A1 (en) | 2007-10-18 |
| WO2007116320A3 (en) | 2008-09-04 |
| US20090159434A1 (en) | 2009-06-25 |
| CA2649266C (en) | 2013-12-17 |
| MY147259A (en) | 2012-11-14 |
| EP2007929A2 (en) | 2008-12-31 |
| DE602006020112D1 (en) | 2011-03-31 |
| CN101460663A (en) | 2009-06-17 |
| ES2360871T3 (en) | 2011-06-09 |
| EP1845175B1 (en) | 2011-02-16 |
| AR060596A1 (en) | 2008-07-02 |
| ATE498713T1 (en) | 2011-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2436872C2 (en) | Entrapping system and method of emissions from electrolysis unit | |
| CA2737240C (en) | A device for collection of hot gas from an electrolysis process, and a method for gas collection with said device | |
| CN107075608B (en) | Integrated gas processing | |
| AU2020233972B2 (en) | Arrangement for collection of hot gas from an electrolysis process, and a method for such gas collection | |
| CN114152714A (en) | Dioxin monitoring system suitable for high dust environment | |
| US20070240996A1 (en) | Apparatus for collection and removal of gases from an aluminum reduction cell | |
| CN211274055U (en) | Cremation machine tail gas treatment equipment | |
| CN216386967U (en) | Dioxin monitoring system suitable for high dust environment | |
| CA2811580C (en) | Raw gas collection system | |
| RU2668617C1 (en) | Device for collection and removal of gases in aluminium electrolysis cell | |
| JP6726134B2 (en) | How to replace the filter of the dust collector | |
| EA043551B1 (en) | DEVICE FOR COLLECTING HOT GAS FROM THE ELECTROLYSIS PROCESS AND METHOD FOR SUCH GAS COLLECTION | |
| CN115646072A (en) | Aluminum electrolysis cell fire hole gas collection and dust removal device and method capable of being applied without stopping cell | |
| PL95326B1 (en) | METHOD FOR DRY PURIFYING GASES FROM ELECTROLYTE M AND DEVICE FOR DRY PURIFYING GAS OIL ALUMINUM |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160405 |