Результат интеллектуальной деятельности: Способ удаления анодных газов алюминиевого электролизера

Заявляемое изобретение относится к производству алюминия и предназначено для транспортировки анодных газов от алюминиевых электролизеров с самообжигающимися анодами к газоочистной установке.

Известен способ обезвреживания анодных газов электролитического производства алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами, включающий сбор анодных газов под газосборным колоколом и газовоздушной смеси под вторичным укрытием при обмене газовоздушной смеси подсосом атмосферного воздуха и подачу их на сжигание, при этом сбор газовоздушной смеси под вторичным укрытием проводят при 85-250-кратном обмене газовоздушной смеси в течение 1 часа уменьшением объема, ограниченного вторичным укрытием криолит-глиноземной коркой электролита и газосборным колоколом путем крепления верха вторичного укрытия на верхнюю часть газосборного колокола [патент РФ №2309200, опубл. 27.10.2007].

Недостатком известного способа является значительный объем газовоздушной смеси, поступающей в горелочное устройство, что снижает температуру в зоне горения и сокращает эффективность дожига горючих компонентов анодного газа.

Известен способ удаления анодных газов от алюминиевого электролизера, осуществляемый устройством, содержащим укрытие и горелку с воздухозаборными щелями, находящимися под вторичным укрытием (авторское свидетельство №429133, МПК C22D 3/02, 1974).

Способ позволяет осуществлять регулировку разрежения в горелке и количество газовоздушной смеси, необходимой для полного сжигания газов. Однако проведение регулировок объема газовоздушной смеси и разрежения в горелке требуется проводить на действующем (горячем) электролизере, что сопровождается повышенным тепловым воздействием на персонал, осуществляющий указанную технологическую операцию.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности дожига горючих компонентов анодного газа в горелочных устройствах электролизера и снижение температуры газов, транспортируемых по газоходной сети электролизного корпуса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе удаления анодных газов алюминиевого электролизера через щелевое горелочное устройство, установленное на газосборном колоколе электролизера, осуществляют дожиг горючих компонентов путем подачи воздуха в объеме V₁ через воздухозаборные щели горелочного устройства, после чего продукты горения охлаждают, направляя их через вертикальный участок газохода в патрубок газоходного спуска, куда подают воздух в объеме V₂, при этом отношение объема V₁ воздуха, подсасываемого через воздухозаборные щели, к объему воздуха V₂, подсасываемого через патрубок газоходного спуска, должно соответствовать условию V₁:V₂=0,2÷0,25:1.

Подсос воздуха в двух точках позволяет исключить охлаждение горелки избыточно подсасываемым воздухом и снизить температуру газов, транспортируемых по газоходной сети электролизного корпуса.

Подсос воздуха через воздухозаборные щели в объеме V₁=0,2÷0,25V₂ (120÷150 м³/ч) обеспечивает температуру в зоне горения на уровне 1200÷1300°С и время нахождения сжигаемых компонентов в зоне высоких температур в течение 1÷1,5 с, достаточных для полного дожига горючих компонентов анодного газа.

Подсос воздуха через патрубок, расположенный на колене спуска электролизера в объеме V₂=4÷5V₁ (500÷550 м³/ч), обеспечивает охлаждение продуктов горения анодных газов до 150÷200°С, что снижает риск тепловой деформации подкорпусных газоходов, а также риск плавления материала рукавных фильтров газоочистных установок.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Удаление анодных газов от алюминиевого электролизера, согласно заявляемому способу, осуществляют следующим образом.

В горелочное устройство 1, установленное на газосборном колоколе электролизера (на схеме не показан) через воздухозаборные щели 2 воздух подсасывают в объеме V₁. Из горелочного устройства продукты горения поступают в спуск 3 - вертикальный участок газохода, в который через патрубок 4 подсасывается воздух в объеме V₂. Охлажденные таким образом продукты горения поступают в продольный подкорпусной газоход 5, по которому они транспортируются в газоочистную установку (ГОУ, на схеме не показана).

Преимущества заявляемого способа: исключение охлаждения горелочного устройства избыточно подсасываемым воздухом, повышение температуры в зоне горения горелочного устройства до 1300°С и более, увеличение времени нахождения сжигаемых компонентов в зоне высоких температур до 1÷1,5 с, охлаждение продуктов горения до уровня, исключающего риски возникновения пожара в подкорпусном газоходе и тепловой деформации последнего, а также риск плавления материала рукавных фильтров газоочистных установок.