ГАЗОСБОРНОЕ УКРЫТИЕ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА С ОБОЖЖЕННЫМИ АНОДАМИ

Полезная модель относится к металлургии, а именно к средствам сбора отходящих газов металлургического агрегата, в частности алюминиевого электролизера с обожженными анодами.
Известно укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами (патент РФ №2385974, опубл. 10.04.2010 г.), включающее горизонтальный настил, выполненный с П-образными проемами для анододержателей, и уплотняющие элементы, установленные по торцевой и боковым сторонам каждого П-образного проема, последние выполнены цилиндрическими, свободно установлены на наклонные пластины и снабжены элементами, допускающими их ограниченное перемещение относительно П-образного проема. Торцы уплотняющих элементов, установленных по боковым сторонам П-образных проемов, выполнены со стороны ввода анододержателей в П-образные проемы с конусообразными или шарообразными скосами.
Недостатком данного укрытия является невысокая герметичность проемов, через которые проходят штанги анододержателей, имеющие прямоугольное сечение, поскольку при таком конструктивном выполнении трудно обеспечить плотное без зазоров примыкание его по бокам к штанге анододержателя, что приводит к утечке, выделяющихся газов, через зазоры при увеличении габаритов электролизера в длину за счет дополнительного сопротивления потока, особенно в противоположной газоотводящему патрубку в торцевой стороне укрытия при поперечном расположении электролизеров в корпусе, в результате чего ухудшаются санитарно-гигиенические условия труда в электролизных цехах.
Известноустройство укрытие алюминиевого электролизера (патент РФ №2009266, опубл. 15.03.1994 г.), содержащее балку-коллектор, горизонтальные и наклонные крышки, расположенные по продольным сторонам электролизера, и полурамы с шарнирами и приводом, отличающееся тем, что оно снабжено тягами, балка-коллектор выполнена с кронштейнами, полурамы размещены внутри укрытия, и их шарниры расположены на уровне нижних кромок наклонных крышек, последние с внутренней стороны выполнены с захватами, установлены верхними кромками на балку-коллектор и соединены тягами через шарниры с ее кронштейнами.
К недостаткам конструкции можно отнести наличие зазоров между полурамой и бортом катодного кожуха, а также, нарушение зацепления наклонных створок с горизонтальными в процессе эксплуатации из-за деформаций, что снижает герметичность конструкции и надежность работы. Необходимы дополнительные усилия на подъем укрытия, что увеличивает расход электроэнергии и стоимость механизмов. Ограничена применяемость конструкции, только для электролизеров без стояков по продольным сторонам.
Известноустройство укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами (патент РФ №2570155, опубл. 10.12.2015 г.). Изобретение относится к укрытиям для улавливания газов, выделяющихся в процессе электролиза, электролизеров с обожженными анодами для производства алюминия. Укрытие содержит горизонтальный настил, выполненный с П-образными проемами для анододержателей, и П-образную раму, установленную по каждому П-образному проему с торцевой и боковых сторон соответственно, жестко закрепленную на торце. П-образная рама и уплотнительная планка выполнены из гибкого уплотняющего элемента, закрепленного одной стороной между нижней и верхней прижимными пластинами с возможностью деформации незакрепленной стороны гибкого уплотняющего элемента и перекрытия зазора между П-образным проемом и анод о держателем. Верхняя и нижняя пластины П-образной рамы и уплотнительной планки изготовлены из легких немагнитных металлов или сплавов. Гибкий уплотняющий элемент изготовлен из многослойного текстильного материала, уложенного в один или несколько слоев. Обеспечивается повышение герметичности электролизера и исключение риска его механического повреждения при замене анода.
Недостатком данного укрытия является отсутствие герметичности между боковыми и торцевым уплотняющим элементом, сложность изготовления и высокая зависимость работоспособности уплотнения от загрязнения технологической пылью сырья. К конструктивным недостаткам данного укрытия также следует отнести невозможность герметизации всего периметра анодной штанги и возможное заклинивание анодной штанги уплотняющими элементами цилиндрической формы, при перемещении анодной штанги вниз.
Известноустройство для сбора и удаления газов алюминиевого электролизера (патент РФ №2308551, опубл. 20.10.2007 г.), представляющее балку-коллектор с вертикальными двойными стенками, верхним и нижним поясами жесткости и каналами для сбора и удаления газов с всасывающими окнами. Внутренняя полость балки-коллектора разделена по вертикали на несколько зон всасывания газов с помощью перегородок, и отсос газов от отдельных зон осуществляется постепенно сужающимися газоходами с поворотом потоков газа на девяносто градусов. Для регулирования объема газов от отдельной зоны всасывания используются поворотные заслонки на концах перегородок.
Недостатком устройства является установка большого количества дополнительных конструкций внутри газосборного укрытия, которые приводят к увеличению сопротивления движению отходящих газов под балкой-коллектором. При увеличении габаритов по длине не обеспечивается необходимая эффективность сбора и удаления газов в электролизерах с односторонним при их поперечном расположении в корпусе.
Известно устройство для сбора и удаления газов с алюминиевого электролизера (патент РФ №2218453, опубл. 10.12.2003 г.), принятое за прототип, с односторонним газоотсосом при их поперечном расположении в корпусе, для обеспечения оптимальных технических решений по конструкциям системы АПГ и анодной ошиновки, и представляющее собой, балку-коллектор с вертикальными стенками, верхним и нижним поясами жесткости и каналами для сбора и удаления газов с всасывающими окнами. Вертикальные стенки балки-коллектора выполнены двойными для образования двух каналов для сбора и удаления газов, размещенных в верхней части балки-коллектора, в каждом из которых наклонно установлены ограничители, образующие всасывающую щель постоянной ширины и переменной высоты. Высота каналов возрастает к торцу балки-коллектора, соединенному с системой газоотсоса.
Недостатком является невозможность его применения в современных условиях электролитического получения алюминия из-за увеличения габаритных размеров по длине электролизера, высокой материалоемкости, и трудностями удаления отходящих газов из застойных и турбулентных зон в противоположном патрубкугазоотвода торцу укрытия электролизера, в условиях эксплуатации при поперечном расположении в корпусах электролиза.
Технической результатом является повышение КПД газосборного устройства за счет увеличения эффективности сбора и удаления газов в электролизерах с односторонним газоотсосом при поперечном их расположении в корпусе.
Технический результат достигается тем, что в верхней части корпуса газосборного укрытия устанавливается, снабженный внешним электроприводом, внутренний вентилятор, сообщающийся с закреплены под углом 45° двумя аэродинамическими трубами диаметром 220 мм, каждая из которых снабжена рассекателем, который устанавливается по оси ее выходной части, и жестко соединяются с каналами для сбора и удаления газов.
Газосборное укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами поясняется фигурой:
фиг. 1 - вид газосборного устройства сбоку,
фиг 2 - вид газосборного устройства сверху, где:
1 - жесткий металлический каркас;
2 - контур электроизоляции;
3 - съемные крышки по продольной стороне укрытия;
4 - газоотводящий патрубок;
5 - электродвигатель с приводом;
6 - вентилятор;
7 - аэродинамические трубы;
8 - рассекатели;
9 - балка-коллектор.
Газосборное укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами, представляющее собой газосборную систему створчатого типа включает балку-коллектор 9 (фиг. 1) с торцевым патрубком газоотвода 4, который состоит из жесткого металлического каркаса 1, снабженного съемными крышками 3 по двум продольным сторонам, слой электрической изоляции 2 в нижней части укрытия по всему периметру устройства, в верхней части укрытия устанавливается, снабженный внешним электроприводом 5, внутренний вентилятор 6 (фиг. 1, 2), который обеспечивает полное удаление отходящих газов из турбулентных и застойных зон в систему газоочистки в течение периода работы электролизера в герметичном состоянии. В верхней части укрытия, внутри газосборного укрытия на расстоянии 500 мм закреплены под углом 45° две аэродинамические трубы 7 (фиг. 1, 2) диаметром 220 мм, каждая из которых снабжена рассекателем 8, который устанавливается по оси ее выходной части, для направленного удаления газов в сторону торцевого патрубка газоотвода 4.
Устройство работает следующим образом. Снабженный внешним электроприводом 5 внутренний вентилятор 6 (фиг. 1, 2), за счет нагнетания потока воздушных масс обеспечивает полное удаление отходящих газов из турбулентных и застойных зон в систему газоочистки через аэродинамические трубы 7 (фиг. 1 ,2), каждая из которых снабжена рассекателем 8, который установлен по оси ее выходной части, для направленного удаления газов в сторону торцевого патрубка газоотвода 4 (фиг. 1) по коллектору 9 в систему газоочистных установок электролизной серии.
Газосборное укрытие алюминиевого электролизера с обожженными электролизерами, расположенными поперечно в корпусах, позволяет полностью ликвидировать выбросы вредных веществ в атмосферу корпуса, а также уменьшает расход фтористых солей, за счет сбора отходящих газов и транспортировки их в систему сухой газоочистки, что улучшает экологическую обстановку и снижает материальные расходы. Предложенная система газоудаления обеспечивает равномерный отсос газов по всей длине электролизера, снижает общее аэродинамическое сопротивление, повышая мощность и производительность дымососов, с помощью которых транспортируются отходящие газы по магистралям в систему газоочистки, и решает проблему снижения выбросов в атмосферу электролизного корпуса.