УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ГАЗОХОДОВ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ

Полезная модель относится к цветной металлургии, в частности к системам сбора и очистки отходящих газов от электролизеров для получения алюминия.
2
В процессе производства алюминия электролизом криолит-глиноземного расплава образуются анодные газы (СО и СО), выделяется фтористый водород, сернистый газ и смолистые возгоны, которые увлекают за собой пыль, состоящую из глинозема и фторсолей. В электролизных корпусах, оборудованных электролизерами с верхним токоподводом, вредные газы эвакуируются от электролизеров по наземным и подземным газоходам и далее через систему газоочистных установок в атмосферу. Пыль, содержащаяся в газах, по ряду причин (подсосы и сбои в работе систем газоудаления) осаждается на внутренней поверхности газоходов, уменьшая их сечение, тем самым нарушая нормальную работу газоотсоса. Осевшая в газоходах пыль, которая может содержать до 35% углерода, способна к самовозгоранию, с вторичным образованием окиси и двуокиси углерода, последняя из которых является «парниковым газом».
Известно устройство для пневмоочистки газоходов, содержащее подводящий трубопровод с отводами и закрепленные на дне газохода распределяющие трубы, каждая из которых выполнена пилообразной формы с отверстиями, образованными на сторонах, обращенных по направлению движения газового потока в газоходе и запорных устройств. Сжатый воздух от подводящего трубопровода посредством поочередного открытия запорных устройств направляется в соответствующий участок газохода, взмучивает находящиеся в газоходе пылевые отложения, вовлекая их в общий газовый поток, перенося на некоторое расстояние и частично унося в систему газоочистки. Устройство предназначено для очистки газоходов алюминиевых электролизеров от пылесмоловых отложений (патент SU №1081385, м. кл. F23J 3/02, 1984).
Недостатком устройства являются большие трудозатраты на продувку газоходов, неритмичность продувки из-за отсутствия контроля процесса по времени, дефицит чистильщиков газоходов, труд которых малоквалифицирован и вреден, а также нарушение газоотсоса от электролизеров при продувке и как следствие ухудшение экологической обстановки в корпусе электролиза в целом.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству очистки газоходов является устройство для продувки газоходов алюминиевых электролизеров (патент SU №1121323, МПК С25С 3/22, опубл. 30.10.1984 г.). Устройство содержит газоход, вваренные патрубки, установленные на внешней стороне газохода под углом 35-40°, дистанционно управляемые клапаны, программное устройство, счетчик. Программное устройство с заданной цикличностью и последовательностью управляет электромагнитными клапанами, которые подают сжатый воздух через патрубки в газоход, где образуются пылевоздушная суспензия, перемещаемая потоком воздуха в сборный коллектор. Данное устройство принято в качестве прототипа предлагаемого технического решения.
При срабатывании электромагнитных клапанов устройства происходит свободное (в соответствии с сетевым давлением) истечение воздуха в газоход, что в свою очередь приводит к высокому расходу сжатого воздуха, необходимого для продувки и обуславливает необходимость работы устройства на недорогом полуосушенном сжатом воздухе. Во время продувки газоходов большим количеством воздуха нарушается газоотсос от электролизеров, что приводит к ухудшению экологической обстановки в корпусе электролиза. Работа устройства на полуосушенном сжатом воздухе приводит к налипанию пыли на внутренних стенках газоходов при продувке, что резко увеличивает их шероховатость и гидравлическое сопротивление, конденсат в газоходе вступает в реакцию с сернистым ангидридом и фтористым водородом, содержащимся в эвакуируемом газе, образуя сернистую и плавиковые кислоты, вызывающие ускоренную коррозию газоходов.
Задача полезной модели заключается в разработке устройства очистки газоходов, предотвращающего образование на внутренней поверхности газохода пылесмоловых отложений.
Технический результат заключается в обеспечении автоматического режима очистки газоходов с минимальным расходом сжатого воздуха.
Поставленный технический результат достигается тем что, в устройстве очистки газоходов алюминиевого электролизера, содержащем газоход, патрубки, расположенные на его внешней поверхности, систему управления устройством, согласно заявленной полезной модели, патрубки установлены под углом не более 20° по отношению к продольной оси газохода, при этом на патрубках закреплены пневмоимпульсные генераторы, соединенные с воздухопроводом подачи сжатого воздуха и системой управления устройством.
По результатам сравнительных экспериментальных исследований зависимости качества пневмоимпульсной обработки трубопроводов от угла установки пневмоимпульсных генераторов (30, 25, 20°) определено, что максимальная длина ударно-волновых воздействий импульсных струй, создаваемых пневмоимпульсными генераторами и наиболее качественный пылеунос в трубопроводах обеспечивается при установке пневмогенераторов, под углом не более 20°. Учитывая конструктивные особенности пневмоимпульсных генераторов патрубки установлены на газоходе под углом не более 20°.
Очистка газохода обеспечивается с минимальным расходом сжатого воздуха. Предотвращение или транспортировка образовавшихся отложений в газоходе обеспечивается расположением пневмоимпульсных генераторов вдоль газохода в соответствии с диаметрами и длинами участков газоходов, а также периодичностью срабатывания пневмоимпульсных генераторов по времени. Контроль работы пневмоимпульсных генераторов, установка периодичности и последовательности их срабатывания обеспечивается посредством управляющей программы, содержащейся в системе управления устройством. Управляющая программа обеспечивает визуализацию работы устройства на верхнем уровне АСУТП ГОУ.
Общий принцип устройства очистки газоходов изображен на Фиг. 1. На газоходе 1 установлены патрубки 2, на которых закреплены пневмоимпульсные генераторы 3, зарядка пневмоимпульсных генераторов осушенным сжатым воздухом происходит от воздухопровода 4, а управление работой пневмоимпульсных генераторов обеспечивается системой управления устройством 5.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Пневмоимпульсные генераторы 3 наполняются сжатым воздухом и под контролем управляющей программы последовательно срабатывают, выбрасывая порции сжатого воздуха в газоход 1. Очистка внутренней поверхности газохода 1 обеспечивается в результате ударно-волновых воздействий импульсных струй, создаваемых пневмоимпульсными генераторами 3. Предотвращение образования на внутренней поверхности газохода 1 пылесмоловых отложений обеспечивается последовательным расположением пневмоимпульсных генераторов 3 вдоль газохода и их срабатыванием по времени.
Предлагаемое устройство испытано в промышленных условиях. Достигнуты следующие результаты: экономия сжатого воздуха при эксплуатации газоходов до 92%, экономия трудозатрат на обслуживание газоходов до 75%.