ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПОДАЧИ СЫРЬЕВЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ

Предлагаемое техническое решение относится к электролитическому производству алюминия и может быть использовано для транспортировки глинозема в корпуса электролиза и подачи глинозема и фтористых солей в устройства для питания электролизеров сырьевыми сыпучими материалами.
Транспортировка глинозема в корпуса электролиза является важнейшей технической задачей, оптимальное решение которой обеспечивает доставку глинозема в корпуса с минимальными затратами, минимальными потерями сыпучего и пылящего сырья. При этом, важно не снизить качественные показатели глинозема в процессе транспортировки - загрязнение примесями (железо, влага и пр.), измельчение глинозема - увеличение содержания мелких фракций, пыление и повышение безвозвратных потерь.
Современные системы транспортировки глинозема на алюминиевых заводах основаны на транспортировке сыпучего материала в псевдоожиженном состоянии.
Известна система пневматического транспортирования сыпучего материала и аэроконвейер для использования в указанной системе (патент РФ №2286939, B65G 53/20, 2006, [1]). Система содержит накопительный и расходный бункера, соединенные аэроконвейером, состоящим из секций, выполненных с возможностью создания в них разности давлений и индивидуальной регулировки в каждой из них скорости транспортировки материала. Каждая секция аэроконвейера включает трубу с аэрокамерой и блок рукавных фильтров с клапаном сброса воздуха, имеющим индивидуальную регулировку. Аэрокамера для создания псевдоожиженного слоя транспортируемого материала соединена со спутниковым трубопроводом сжатого воздуха через регулировочный клапан.
Недостатки известной системы - значительные энергетические затраты на транспортировку материала, ограниченные технологические возможности, значительные затраты на обслуживание.
Известен комплекс для транспортировки в псевдоожиженном состоянии сыпучего материала от накопительного бункера до расходных бункеров, включающий однотипные загрузочные модули, оснащенные аэрожелобами с колонками, и систему подачи аэрирующего газа, в котором систему подачи аэрирующего газа является единой для всех загрузочных модулей и включает в себя единую пневмотрассу с газоотводящими патрубками, снабженную системой заслонок, при этом каждый загрузочный модуль включает в себя каскад аэрожелобов, причем транспортные аэрожелоба выполнены в виде набора секций, каждая из которых соединена с единой пневмотрассой газоотводящим патрубком, а расходные аэрожелоба выполнены в виде набора секций, в котором с единой пневмотрассой соединена первая по ходу подачи глинозема секция расходного аэрожелоба (патент РФ №2332347, B65G 53/20, 2008, [2]). Комплекс обеспечивает экономичную транспортировку сыпучего материала в псевдоожиженном состоянии, прост в изготовлении и в эксплуатации. Однако, в известном комплексе обеспечивается только доставка сыпучего материала и не обеспечивается в полной мере функционирование в случае возникновения технологических сбоев и нарушений, не предусмотрены возможности активного влияния на технологию питания сырьевыми материалами электролизеров в корпусе.
Известна установка сухой очистки отходящих газов электролитического производства алюминия (патент РФ №2339743, C25C 3/22, 2008, [3]), являющаяся одним из основных технологических узлов линии подачи сырьевых сыпучих материалов в корпуса производства алюминия, включающая блок сухой очистки, содержащий не менее одного бункера свежего глинозема, не менее одного вертикального реактора-адсорбера, снабженного узлом для подачи отходящих газов, узлом подачи свежего глинозема, узлом подачи отработанного глинозема, не менее одного рукавного фильтра, состоящего из фильтрационной камеры и бункера отработанного глинозема, связанного с бункером-накопителем и реактором-адсорбером, систему отвода газов из фильтрационной камеры, систему вывода очищенных газов в атмосферу. Прикорпусные бункера фторированного глинозема соединены линиями транспортировки с бункером фторированного глинозема газоочистной установки, и линиями подачи фторированного глинозема с магистральными желобами системы подачи глинозема в электролизные корпуса. Далее фторированный глинозем поступает в расходные бункера, установленные на электролизерах в корпусах, где также установлены бункера фтористых солей, и по линиям подачи фторированного глинозема и фтористых солей сырьевые сыпучие материалы поступают в модуль автоматического питания электролизера.
По назначению, по технической сущности и по наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога.
Известная технологическая линия, в состав которой входит установка сухой очистки отходящих газов электролитического производства алюминия, значительно расширяет технологические возможности системы питания электролизеров, но, в то же время не обеспечивается в полной мере функционирование в случае возникновения технологических сбоев и нарушений, не предусмотрены возможности активного влияния на технологические потребности по питанию сырьевыми материалами электролизеров в корпусе.
Задачами предлагаемого технического решения являются повышение эффективности процесса электролитического производства алюминия и расширение технологических возможностей линии подачи сырьевых сыпучих материалов в корпуса производства алюминия.
Техническими результатами являются: возможность регулируемой подачи в электролизеры различных сырьевых сыпучих материалов (фторированный и свежий глинозем, фтористые соли), непрерывность питания в случае технологических сбоев.
Технические результаты достигаются тем, что в технологической линии подачи сырьевых сыпучих материалов для электролитического производства алюминия, включающей не менее одного силоса свежего глинозема, линию транспортировки свежего глинозема на установку сухой газоочистки отходящих газов электролизного производства, снабженную не менее чем одним бункером свежего глинозема, не менее чем одним бункером фторированного глинозема, прикорпусные бункера фторированного глинозема, соединенные с бункером фторированного глинозема газоочистной установки и снабженные линиями подачи фторированного глинозема в электролизные корпуса, силос свежего глинозема соединен линией подачи, снабженной запорно-регулирующим оборудованием, с линией транспортировки фторированного глинозема от бункера фторированного глинозема газоочистной установки в прикорпусные бункера, линии подачи фторированного глинозема от прикорпусных бункеров в электролизные корпуса выполнены в виде транспортных аэрожелобов, которые в корпусах соединены с магистральными транспортными аэрожелобами, система раздачи глинозема в корпусе разделена не менее чем на четыре блока, снабженных магистральными транспортными аэрожелобами, с которым соединены расходные аэрожелоба, а каждый электролизер снабжен не менее чем четырьмя модулями автоматического питания, соединенными с расходными аэрожелобами, при этом, хотя бы один из модулей автоматического питания электролизера соединен с бункером фтористых солей, установленном на электролизере.
Кроме того, технологическая линия может быть снабжена силосом фторированного глинозема, соединенным с бункером фторированного глинозема и с линиями транспортировки фторированного глинозема в прикорпусные бункера.
Сравнение предлагаемого технического решения с решением по ближайшему аналогу показывает следующее.
Предлагаемое решение и ближайший аналог характеризуются сходными признаками:
- технологическая линия подачи сырьевых сыпучих материалов в корпуса производства алюминия включает:
- не менее одного силоса свежего глинозема;
- линию транспортировки свежего глинозема на установку сухой газоочистки отходящих газов электролизного производства, снабженную:
- не менее чем одним бункером свежего глинозема;
- не менее чем одним бункером обработанного фторированного глинозема;
- прикорпусные бункера фторированного глинозема;
- линии транспортировки соединенные с бункером фторированного глинозема газоочистной установки и с прикорпусными бункерами фторированного глинозема;
- линии подачи фторированного глинозема в электролизные корпуса линии от прикорпусных бункеров.
Предлагаемое решение отличается от известного решения следующими признаками:
- силос свежего глинозема соединен линией подачи, снабженной запорно-регулирующим оборудованием, с линией транспортировки фторированного глинозема от бункера фторированного глинозема газоочистной установки в прикорпусные бункера фторированного глинозема;
- линии подачи фторированного глинозема от прикорпусных бункеров в электролизные корпуса выполнены в виде транспортных аэрожелобов;
- транспортные аэрожелоба в корпусах соединены с магистральными транспортными аэрожелобами;
- система раздачи глинозема в корпусе разделена не менее чем на четыре блока;
- блоки снабжены магистральными транспортными аэрожелобами;
- с транспортными аэрожелобами соединены расходные аэрожелоба;
- каждый электролизер снабжен не менее чем четырьмя модулями автоматического питания;
- каждый модуль автоматического питания соединен с расходным аэрожелобом;
- хотя бы один из модулей автоматического питания электролизера соединен с бункером фтористых солей, установленном на электролизере.
Наличие в предлагаемом решении признаков, отличительных от признаков, характеризующих решение, принятое в качестве ближайшего аналога, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.
Предлагаемая технологическая линия подачи сырьевых сыпучих материалов в корпуса производства алюминия обеспечивает значительное расширение технологических возможностей и снижение энергетических затрат за счет:
- наличия линии подачи свежего глинозема из бункера свежего глинозема, снабженной запорно-регулирующим оборудованием, в линию транспортировки фторированного глинозема в прикорпусные бункера;
- разделения системы раздачи глинозема в корпусе не менее чем на четыре блока, каждый из которых соединен с магистральным аэрожелобом электролизного корпуса.
Кроме того, возможно наличие силоса фторированного глинозема, которое обеспечивает бесперебойное поступление глинозема в прикорпусные бункера в случае непредвиденного аварийного непоступления сырья по линиям подачи из бункера обработанного фторированного глинозема газоочистной установки. В силосе имеется запас сырья, обеспечивающий работу электролизеров на период ликвидации аварийных ситуаций.
Линия подачи свежего глинозема, снабженная запорно-регулирующим оборудованием, в линию транспортировки фторированного глинозема в прикорпусные бункера позволяет осуществлять комбинированное питание глиноземом в зависимости от технологических потребностей.
Разделение системы подачи глинозема в корпусе не менее чем на четыре блока, каждый из которых соединен с магистральным аэрожелобом электролизного корпуса значительно снижает энергетические затраты на транспортировку внутри корпуса, повышает надежность работы системы, повышает ее ремонтоспособность.
Технологическая линия подачи сырьевых сыпучих материалов в корпуса производства алюминия, включает (фиг.1, 2):
силос свежего глинозема 1, снабженный камерными насосами 2, соединенный линией транспортировки глинозема 3 с установкой сухой газоочистки отходящих газов электролизного производства 4, снабженной газоочистным оборудованием и не менее чем одним бункером свежего глинозема 5, не менее чем одним бункером фторированного глинозема 6, снабженным камерными насосами 7, прикорпусные бункера фторированного глинозема 8, соединенные линиями транспортировки 9 с бункером фторированного глинозема 6 и линиями подачи фторированного глинозема, в виде транспортных аэрожелобов, 10, с магистральными транспортными аэрожелобами 11в электролизных корпусах. Система раздачи глинозема в корпусе разделена не менее чем на четыре блока, 12, снабженных магистральными транспортными аэрожелобами 11, с которым соединены расходные аэрожелоба 13, а каждый электролизер снабжен не менее чем четырьмя модулями автоматического питания (не показаны), соединенными с расходными аэрожелобами, при этом, хотя бы один из модулей автоматического питания электролизера соединен с бункером фтористых солей (не показан), установленном на электролизере.
Кроме того, технологическая линия может быть снабжена силосом фторированного глинозема 14, соединенным линией транспортировки 15 с бункером фторированного глинозема бис линиями транспортировки фторированного глинозема 9 в прикорпусные бункера 8.
Силос свежего глинозема 1 соединен линией подачи 16, снабженной запорно-регулирующим оборудованием, с линией транспортировки 9 фторированного глинозема от установки газоочистки 4 в прикорпусные бункера фторированного глинозема 8.
Технологическая линия работает следующим образом. Свежий глинозем из силоса 1 с камерными насосами 2 по линии транспортировки 3 поступает на установку сухой газоочистки отходящих газов электролизного производства 4, снабженную газоочистным оборудованием, в бункер свежего глинозема 5.
После обработки электролизными газами глинозем поступает в бункер фторированного глинозема 6 с камерными насосами 7 и по линиям транспортировки 9 в прикорпусные бункера фторированного глинозема 8, из которых подается по транспортным аэрожелобам 10 в магистральные транспортные аэрожелоба 11в электролизных корпусах.
Из магистральных транспортных аэрожелобов 11 глинозем поступает в блоки раздачи фторированного глинозема 12 (не менее четырех в корпусе), включающие расходные желоба 13, снабжающие глиноземом модули автоматического питания (не менее четырех на каждый электролизер), хотя бы один из которых соединен с бункером фтористых солей, установленном на электролизере. Через модули питания осуществляется дозированная подача глинозема и фтористых солей в электролизер.
В зависимости от технологических потребностей в прикорпусные бункера 8 (в блоки раздачи глинозема 12 в корпусах) возможна подача смеси свежего и фторированного глинозема при различных соотношениях. Для этого силос свежего глинозема 1 соединен линией подачи 16, снабженной запорно-регулирующим оборудованием, с линией транспортировки 9 фторированного глинозема от бункера фторированного глинозема 6 установки газоочистки 4 в прикорпусные бункера фторированного глинозема 8.
С целью расширения технологических возможностей, оперативного регулирования технологических параметров процесса электролиза предлагаемая технологическая линия подачи сырьевых сыпучих материалов может быть дополнительно снабжена силосом фторированного глинозема 14, соединенным линией транспортировки 15 с бункером фторированного глинозема 6 и с линиями транспортировки фторированного глинозема 9 в прикорпусные бункера 8.
Таким образом, появляется возможность осуществлять питание электролизера, как фторированным глиноземом, так и смесью, при определенных соотношениях, свежего и фторированного глинозема, так и осуществлять питание электролизера только свежим глиноземом. Наличие силоса фторированного глинозема позволяет иметь постоянный запас фторированного глинозема на случай различных технологических сбоев и аварийных ситуаций.
Предлагаемая технологическая линия подачи сырьевых сыпучих материалов в корпуса производства алюминия обеспечивает снижение энергетических затрат на транспортировку сыпучих материалов, обеспечивает бесперебойную подачу сырья, даже в случае возникновения нештатных ситуаций, обеспечивает оперативное реагирование системы питания на технологические потребности процесса электролиза, позволяет осуществлять оперативную корректировку технологических параметров электролита каждого электролизера в корпусе.
ИНФОРМАЦИЯ
1. Патент РФ №2286939, B65G 53/20, 2006
2. Патент РФ №2332347, B65G 53/20, 2008
3. Патент РФ №2339743, С25С 3/22, 2008