021630 B1 021630 B1 (11) 021630

Евразийское
патентное
ведомство
(19)
(11)
021630
(13)
B1
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45)
Дата публикации и выдачи патента
(51) Int. Cl. C25C 3/22 (2006.01)
2015.07.30
(21)
Номер заявки
201101495
(22)
Дата подачи заявки
2011.11.11
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА И ЭВАКУАЦИИ АНОДНЫХ ГАЗОВ ИЗ-ПОД УКРЫТИЯ
ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА С ОБОЖЖЕННЫМИ АНОДАМИ
B1
(72)
Изобретатель:
(57)
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению алюминия
в электролизерах с предварительно обожженными анодами, и может быть применено
для улавливания выбросов при выполнении технологических операций, связанных с
разгерметизацией укрытий. Устройство для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия
электролизера с обожженными анодами, содержащее балку-коллектор с газоотводящими каналами,
расположенными симметрично ее продольной оси, и всасывающие окна, а также направляющую
поток конструкцию в виде внутренней перегородки, проходящей в направлении от нижней полки
балки-коллектора к расплаву и делящей пространство под укрытием на две камеры, внутренняя
перегородка относительно нижней полки балки-коллектора установлена с зазором (b), отношение
величины которого к ширине всасывающего окна газоотводящего канала (B) балки-коллектора
находится в диапазоне от 0,1 до 0,7. Технический результат заявляемого изобретения заключается в
том, что эвакуация анодных газов из верхней зоны разгерметизированной камеры осуществляется
за счет разрежения, создаваемого всасывающими окнами двух параллельных газоотводящих
каналов балки-коллектора.
Шахрай Сергей Георгиевич,
Шайдулин Евгений Рашидович,
Коростовенко Вячеслав Васильевич,
Баранов Анатолий Никитич,
Красовицкий Александр
Владимирович, Поляков Петр
Васильевич (RU)
B1
021630
(56) RU-C2-2251593
RU-C2-2375504
WO-A1-2010142892
CN-A-102002734
021630
(31) 2011118818
(32) 2011.05.10
(33) RU
(43) 2012.11.30
(71)(73) Заявитель и патентовладелец:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ
АВТОНОМНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ "СИБИРСКИЙ
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
021630
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению алюминия в электролизерах с предварительно обожженными анодами, и может быть применено для улавливания выбросов при
выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытий.
При разгерметизации укрытий, вследствие проскальзывания под них холодного воздуха, анодные
газы выбиваются в атмосферу корпуса электролиза и далее в фонарь, что ухудшает экологические показатели алюминиевого производства.
Известно устройство эвакуации газов из электролизера через множество средств откачки, размещенных друг за другом в продольном направлении анодного кожуха, каждое из которых оборудовано
приспособлением управления потоком отходящего газа и регистрации его температуры (патент GB
2158226).
Недостатки известного устройства заключаются в том, что при разгерметизации укрытия электролизера холодный воздух опускается вниз по направлению к корке, вследствие чего может возникнуть
задержка включения более интенсивного удаления газа и потребность в дополнительных средствах эвакуации газов и управления режимами газоотсоса.
Известно устройство для функционирования электролизера (авт. св. RU 2251593, кл. С25С 3/22,
10.05.2005), взятое за прототип. Устройство содержит внутреннюю стенку, проходящую от нижней полки балки-коллектора и, по сути, разделяющую пространство под укрытием на две камеры, сообщающиеся между собой в нижней части, непосредственно над поверхностью расплава. При этом эвакуация анодных газов из каждой камеры осуществляется за счет разрежения, создаваемого всасывающими окнами
одного из газоотводящих каналов балки-коллектора. Такая конструкция устройства снижает риск образования масштабных вихрей при разгерметизации одной из камер.
Недостатком устройства является то, что в верхней зоне разгерметизированной камеры вектор скорости направлен параллельно нижней горизонтальной полке балки-коллектора, что приводит к периодическому выбиванию анодных газов в рабочую зону корпуса электролиза. Происходит это вследствие того, что влияние разрежения, создаваемого всасывающими окнами каждого газоотводящего канала балкиколлектора, распространяется на расположенную непосредственно под ними камеру.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности сбора и эвакуации анодных
газов при разгерметизации электролизера; сокращение фонарных выбросов загрязняющих веществ.
Достигается это тем, что устройство для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами, содержащее балку-коллектор с газоотводящими каналами, расположенными симметрично ее продольной оси, и всасывающие окна, а также направляющую поток конструкцию в виде внутренней перегородки, проходящей в направлении от нижней полки балки-коллектора к
расплаву и делящей пространство под укрытием на две камеры, при этом внутренняя перегородка относительно нижней полки балки-коллектора установлена с зазором (b), отношение величины которого к
ширине всасывающего окна газоотводящего канала (B) балки-коллектора находится в диапазоне от 0,1
до 0,7.
Данные пределы отношений обоснованы следующим. При величине зазора b менее 0,1 ширины В
всасывающего окна балки-коллектора существует риск его забивания пылью, концентрация которой в
эвакуируемых анодных газах в момент загрузки в электролизер глинозема и фтористых солей достигает
50 мг/м3 и более. Увеличение зазора b более 0,7 ширины В всасывающего окна балки-коллектора приведет к тому, что разрежение в укрытой камере окажется недостаточным для сбора дополнительного объема анодных газов из верхней зоны разгерметизированной камеры.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в том, что эвакуация анодных газов
из верхней зоны разгерметизированной камеры осуществляется за счет разрежения, создаваемого всасывающими окнами двух параллельных газоотводящих каналов балки-коллектора.
Заявляемое устройство для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными анодами поясняется графически. На фиг. 1 изображен поперечный разрез электролизера с
обожженными анодами, на фиг. 2 - балка-коллектор, вид снизу.
Устройство состоит из балки-коллектора 1, снабженной двумя параллельными рядами газоотводящих каналов 2 и 2' со всасывающими окнами 3 и 3' шириной B, и внутренней перегородки 4, установленной с зазором b по отношению к нижнему поясу жесткости 5 балки-коллектора. Внутренняя перегородка
4 делит пространство под укрытием 6 и 6' на две камеры 7 и 7'. В свою очередь, балка-коллектор состоит
из нижнего 5 и верхнего 8 поясов жесткости и вертикальных стенок 9 и 9'. Между вертикальными стенками 9 и 9' расположены газоотводящие каналы 2 и 2', соединенные с системой газоотсоса.
Устройство работает следующим образом.
Из укрытого электролизера анодные газы, вектор скорости которых направлен вертикально вверх,
из камер 7 и 7', через всасывающие окна 3 и 3' газоотводящих каналов 2 и 2' эвакуируются в систему газоотсоса. При разгерметизации одной из камер, в нашем случае камеры 7, вектор скорости анодных газов
в ее верхней зоне меняет свое направление с вертикального на горизонтальное, параллельное нижнему
поясу жесткости балки-коллектора, и их выбивание в рабочую зону корпуса электролиза предотвращает
разрежение, создаваемое всасывающими окнами 3' газоотводящего канала 2' балки-коллектора герметичной камеры 7'.
-1-
021630
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство для сбора и эвакуации анодных газов из-под укрытия электролизера с обожженными
анодами, содержащее балку-коллектор с газоотводящими каналами, расположенными симметрично ее
продольной оси, и всасывающие окна, а также направляющую поток конструкцию в виде внутренней
перегородки, проходящей в направлении от нижней полки балки-коллектора к расплаву и делящей пространство под укрытием на две камеры, отличающееся тем, что внутренняя перегородка относительно
нижней полки балки-коллектора установлена с зазором (b), отношение величины которого к ширине всасывающего окна газоотводящего канала (B) балки-коллектора находится в диапазоне от 0,1 до 0,7.
Фиг. 1
Фиг. 2
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-2-