СПОСОБ ПЕРЕСТАНОВКИ ШТЫРЕЙ НА АЛЮМИНИЕВОМ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЕ С ВЕРХНИМ ТОКОПОДВОДОМ
METHOD FOR SHIFTING OF PINS IN ALUMINIUM ELECTROLYTIC CELL WITH UPPER SHUNT

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам, применяемым при перестановке штырей для снижения концентрации смолистых веществ в фонарных выбросах при производстве алюминия на электролизерах с верхним токоподводом.
Известен способ перестановки штырей, включающий извлечение штыря из тела анода, улавливание выделяющихся из лунки газов при перестановке штырей и направление их в горелку с помощью всасывающей головки и гибкой отсасывающей трубки (RU Патент №2119974 С1 от 10.10.1998).
Однако данный способ не обеспечивает достаточную степень улавливания смолистых веществ и требует создания специального устройства.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ улавливания газов при извлечении анодных штырей алюминиевого электролизера, включающий их локализацию в гильзах с герметичными заглушками, смонтированными в местах установки штырей (RU Патент №2325471 С1 от 04.09.2008).
Недостатком способа является то, что скорость коксования при прохождении газов через адсорбирующие фильтры не меняется. Это приводит к снижению качества вторичного анода, образованию трещин, крупных открытых каналов в подштыревой массе. Также возникает необходимость создания участка по утилизации графитовых фильтров.
В основу изобретения положена задача разработки способа, обеспечивающего уменьшение содержания смолистых веществ в фонарных выбросах во время перестановки штырей на алюминиевом электролизере с верхним токоподводом путем охлаждения поверхности массы, загруженной в лунку после извлечения анодного штыря, конденсации и адсорбции смолистых веществ, выделяющихся при расплавлении и коксовании подщтыревой массы.
3
Достижение поставленной задачи обеспечивается тем, что при извлечении штыря из анода на лунку до установки нового штыря подают хладогент с коксопылевой смесью для конденсации и адсорбции выделяющихся газов и осаждения на аноде смолистых веществ. После загрузки подштыревой массы в лунку и ее расплавления осуществляют подачу хладагента совместно с коксопылевой смесью в количестве 0,3-0,6 кг/ м на одну лунку.
Такое содержание коксовой пыли в хладагенте обеспечивает теплоемкость смеси, достаточную для требуемого снижения температуры.
Увеличение объема может привести к снижению температуры, а следовательно, замерзанию подштыревой массы. Снижение объема не приведет к достижению поставленной задачи.
Использование заявляемого способа позволяет осадить большую часть выделяющихся из лунки смолистых веществ и, соответственно, уменьшить их объем в фонарных выбросах при перестановке штырей.
Использование охлаждающих веществ позволит предотвратить воспламенение анодной массы на поверхности анода, так как они не поддерживают горение углеводородов.
3
Испытания заявляемого способа были проведены на электролизерах с верхним токоподводом во время перестановки штырей. После извлечения штыря из анода в образовавшуюся лунку загружали подштыревую массу, которая плавилась. Затем на поверхность лунки и прилегающую к ней поверхность анода подавали, например, воздух в смеси с коксовой пылью в количестве от 0,2 до 1,2 кг/м. Затем устанавливали новый штырь в лунку. Это обеспечивало осаждение и конденсацию капелек смолистых веществ на поверхности анода и устраняло их испарение и возгорание.
Для определения эффективности предлагаемого способа перестановки штырей проведены промышленные эксперименты. Сравнены результаты содержания смолистых веществ в фонарных выбросах при перестановке штырей на 5 ваннах-свидетелях и на 5 опытных электролизерах. Замеры проведены по методическим указаниям на флюорисцентное определение смолистых веществ в воздухе №2334-81. При этом показатели выбросов смолистых веществ при использовании известного способа перестановки штырей (ванны-свидетели) приняты за 100%. Результаты приведены в таблице.
Способ перестановки
Содержание смолистых веществ в период перестановки штырей, %
Ванны-свидетели
100
Расход воздушно-коксопылевой смеси, кг/м<sup>3</sup>
0,2
75
0,5
17
0,7
15
1,0
15
1,2
15
1,5
наблюдается снижение температуры, препятствующее расплавлению подштыревой массы
Предлагаемый способ перестановки штырей на алюминиевом электролизере с верхним токоподводом позволяет уловить большую часть выделяющихся из лунки смолистых веществ и, соответственно, уменьшить их объем в фонарных выбросах при перестановке штырей.