RU2321687C2 - Thermal neutralizing method of aluminum cell anode gases - Google Patents
Thermal neutralizing method of aluminum cell anode gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2321687C2 RU2321687C2 RU2006106439/02A RU2006106439A RU2321687C2 RU 2321687 C2 RU2321687 C2 RU 2321687C2 RU 2006106439/02 A RU2006106439/02 A RU 2006106439/02A RU 2006106439 A RU2006106439 A RU 2006106439A RU 2321687 C2 RU2321687 C2 RU 2321687C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gases
- gas
- anode
- anode gases
- burner
- Prior art date
Links
Landscapes
- Air Supply (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к электролитическому получению алюминия, а именно к термическому обезвреживанию анодных газов алюминиевого электролизера.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular, to the electrolytic production of aluminum, namely to thermal neutralization of the anode gases of an aluminum electrolyzer.
Известен способ дожигания анодных газов в газосборнике алюминиевого электролизера. Система газоотсоса создает в камере сгорания постоянное разрежение. Газы из подколокольного пространства постоянно поступают в камеру сгорания. Воздух нагревается за счет тепла, теряемого поверхностью анода, и поступает в камеру сгорания [авторское свидетельство СССР, №1023005, С25С 3/22, 1983].A known method of afterburning of anode gases in the gas collector of an aluminum electrolyzer. The gas exhaust system creates a constant vacuum in the combustion chamber. Gases from the annular space continuously enter the combustion chamber. The air is heated due to the heat lost by the surface of the anode, and enters the combustion chamber [USSR copyright certificate, No. 1023005, C25C 3/22, 1983].
Недостатком известного способа является невозможность чистки камеры сгорания газосборника от отложений пыли и смолистых веществ и уменьшение срока службы газосборника.The disadvantage of this method is the impossibility of cleaning the combustion chamber of the gas collector from deposits of dust and resinous substances and reducing the service life of the gas collector.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки анодных газов алюминиевого электролизера в горелочном устройстве [патент RU №466296, С22D 3/02, 1973].The closest in technical essence and the achieved result is a method of purification of the anode gases of an aluminum electrolyzer in a burner device [patent RU No. 4666296, C22D 3/02, 1973].
Способ очистки анодных газов алюминиевого электролизера включает поступление анодных газов из газосборника каждого электролизера и предварительно подогретого в теплообменнике воздуха из окружающей среды в горелочное устройство посредством разрежения в системе газоотсоса для дожигания. Воздух подают в горелочное устройство предварительно подогретым в теплообменнике за счет утилизации тепла от стенок камеры сгорания. Система газоотсоса включает инерционную пылеосадительную камеру, спуски и газоход для удаления образующихся дымовых газов.The method of purification of the anode gases of an aluminum electrolyzer includes the input of anode gases from the gas collector of each electrolyzer and the air preheated in the heat exchanger from the environment into the burner device by means of a vacuum in the afterburning system. Air is supplied to the burner device preheated in the heat exchanger due to heat recovery from the walls of the combustion chamber. The gas exhaust system includes an inertial dust precipitation chamber, descents and a gas duct to remove flue gases.
Недостатками известного способа являются нестабильность процесса горения и соответственно термического обезвреживания из-за неравномерного поступления анодных газов в горелки при забивании подколокольного пространства пылесмолистыми отложениями, из-за затухания факела при обработке электролизной ванны, отсутствия регулирования расхода воздуха, что снижает температурный уровень в объеме горелки, поскольку каждая горелка работает при разном разрежении, зависящем от ее удаленности от источника разрежения и, следовательно, при разных расходах воздуха.The disadvantages of this method are the instability of the combustion process and, accordingly, thermal neutralization due to the uneven flow of anode gases into the burners when the poplitear space is clogged with dusty deposits, due to the decay of the torch during processing of the electrolysis bath, and the lack of regulation of air flow, which reduces the temperature level in the volume of the burner, since each burner operates at a different vacuum, depending on its distance from the vacuum source and, therefore, at different x air consumption.
При переходе алюминиевых заводов на "сухие" аноды в анодном газе резко сократилось содержание горючих компонентов. Содержание угарного газа и смолистых веществ в анодном газе уменьшилось практически в 2 раза. Теплота горения анодного газа уменьшилась в 1,5 раза. В этих условиях работа горелочных устройств крайне нестабильна, сопровождается частыми затуханиями, температурный уровень в горелке невысокий. Эффективность дожигания вредных составляющих анодного газа резко снижается при больших и малых коэффициентах расхода воздуха.When aluminum plants switched to “dry” anodes, the content of combustible components in the anode gas sharply decreased. The content of carbon monoxide and resinous substances in the anode gas decreased by almost 2 times. The heat of combustion of the anode gas decreased by 1.5 times. Under these conditions, the operation of the burner devices is extremely unstable, accompanied by frequent attenuation, the temperature level in the burner is low. The afterburning efficiency of the harmful components of the anode gas decreases sharply with large and small air flow rates.
Задача изобретения заключается в повышении эффективности термического обезвреживания анодных газов и стабильности процесса горения за счет более полного дожигания угарного газа, смолистых веществ и бенз(а)пирена.The objective of the invention is to increase the efficiency of thermal neutralization of anode gases and the stability of the combustion process due to a more complete afterburning of carbon monoxide, tarry substances and benzo (a) pyrene.
Технический результат заключается в повышении стабильности работы горелок путем повышения температурного уровня при обеспечении непрерывной централизованной подачи анодных газов от группы электролизеров в горелки большой производительности или топку.The technical result consists in increasing the stability of the burners by increasing the temperature level while ensuring continuous centralized supply of anode gases from a group of electrolytic cells to high-capacity burners or a furnace.
Указанная задача достигается тем, что в способе термического обезвреживания анодных газов алюминиевого электролизера, включающем поступление анодных газов из газосборника каждого электролизера и подогретого в теплообменнике воздуха для дожигания в горелке за счет разрежения в системе газоотсоса, состоящей из инерционной пылеосадительной камеры, спусков и газохода для удаления образующихся дымовых газов, согласно заявляемому способу перед подачей в горелку анодные газы из газосборника каждого электролизера подают в инерционные пылеосадительные камеры, установленные на секциях газосборников, затем анодные газы по теплоизолированным спускам направляют в теплоизолированный газоход и дожигают централизованно в горелке или топке, а образующиеся дымовые газы после дожигания анодных газов перед подачей в газоход направляют в теплообменник для утилизации тепла.This problem is achieved by the fact that in the method of thermal neutralization of the anode gases of an aluminum electrolysis cell, which includes the intake of anode gases from the gas collector of each electrolytic cell and heated air in the heat exchanger for afterburning in the burner due to rarefaction in the gas extraction system, consisting of an inertial dust collecting chamber, slopes and a gas duct for removal the resulting flue gases, according to the claimed method, before being fed into the burner, the anode gases from the gas collector of each electrolyzer are fed into inertial dust The precipitation chambers are installed on the sections of the gas collectors, then the anode gases are sent through the insulated slopes to the insulated gas duct and centrally burned in the burner or furnace, and the flue gases formed after the anode gases are burned before being fed into the gas duct are sent to the heat exchanger for heat recovery.
Заявляемый способ дополняет частный отличительный признак, направленный также на достижение поставленной задачи.The inventive method complements a particular distinguishing feature, also aimed at achieving the task.
Поступление анодных газов от каждого электролизера регулируют с помощью дроссельной заслонки, что позволяет работать электролизерам при одинаковых объемах газоотсоса.The flow of anode gases from each cell is controlled by a throttle, which allows the cells to work with the same volumes of gas exhaust.
Анализ, проведенный заявителем, показал, что совокупность существенных признаков является новой, а сам способ удовлетворяет условию изобретательского уровня ввиду новизны причинно-следственной связи «отличительные признаки - технический результат».The analysis conducted by the applicant showed that the set of essential features is new, and the method itself satisfies the inventive step condition due to the novelty of the causal relationship “distinctive features - technical result”.
Анодные газы транспортируют при температуре ниже температуры их воспламенения. Основной проблемой при транспортировке анодных газов электролизеров к устройству для централизованного термического обезвреживания является отложение сконденсировавшихся смолистых веществ на стенках газоходов при понижении температуры газового потока.Anode gases are transported at temperatures below their ignition temperature. The main problem when transporting the anode gases of electrolytic cells to a device for centralized thermal neutralization is the deposition of condensed resinous substances on the walls of the flues while lowering the temperature of the gas stream.
Исследование возгоняемости смолистых веществ, уловленных на "холодном" зонде на выходе из газосборника алюминиевого электролизера, показало, что основная масса отложений возгоняется в диапазоне температур 300-400°С. Следовательно, и конденсация смолистых веществ и соответственно их отложение на стенках газоходов наиболее интенсивно происходит в этом же диапазоне температур.The study of the sublimation of resinous substances trapped on a “cold” probe at the outlet of the aluminum electrolyzer from the gas collector showed that the bulk of the deposits sublimate in the temperature range 300–400 ° C. Therefore, the condensation of resinous substances and, accordingly, their deposition on the walls of the flues most intensively occurs in the same temperature range.
Для предотвращения или минимизации зарастания газоходов смолистыми отложениями необходимо обеспечить температуру анодных газов на входе в горелку или топку для централизованного термического обезвреживания выше 400°С или менее 300°С. В связи с этим необходима теплоизоляция спусков и газохода.To prevent or minimize the fouling of gas ducts with tarry deposits, it is necessary to ensure the temperature of the anode gases at the inlet to the burner or furnace for centralized thermal neutralization above 400 ° C or less than 300 ° C. In this regard, thermal insulation of the slopes and the gas duct is necessary.
Расчеты показывают, что с учетом теплопотерь с поверхности теплоизолированного газохода анодные газы можно транспортировать на 90 м, т.е. в пределах бригады электролизеров. В связи с ограниченностью размеров подкорпусного пространства на нулевой отметке дожигание анодных газов целесообразно централизованно осуществлять в межкорпусном дворике. После термического обезвреживания анодных газов тепло отходящих дымовых газов утилизируют в теплообменниках.Calculations show that taking into account heat losses from the surface of a thermally insulated gas duct, anode gases can be transported for 90 m, i.e. within the brigade of electrolyzers. Due to the limited size of the subcasing space at the zero mark, it is advisable to centrally anode gas afterburning in the intercase courtyard. After thermal neutralization of the anode gases, the heat of the exhaust flue gases is disposed of in heat exchangers.
В заявляемом способе термического обезвреживания анодных газов газы собирают одновременно от всех электролизеров в подкорпусной газоход, что обеспечивает непрерывность централизованной подачи анодного газа в топку или горелку и стабильность их работы независимо от технологических обработок электролизных ванн. При этом исключается тепловое воздействие устройства на углы анода, поскольку все горелки заменяются топкой или одной горелкой большой производительности, устанавливаемыми в установке термического обезвреживания анодных газов, располагаемой между электролизным корпусом и системой газоочистки.In the inventive method for thermal neutralization of anode gases, gases are collected simultaneously from all electrolyzers into the sub-duct, which ensures the continuity of the centralized supply of anode gas to the furnace or burner and the stability of their operation, regardless of the technological processing of electrolysis baths. This eliminates the thermal effect of the device on the angles of the anode, since all the burners are replaced by a furnace or one high-capacity burner installed in the thermal anode neutralization unit located between the electrolysis body and the gas cleaning system.
Термическое обезвреживание осуществляется при максимально возможных температурах, поскольку в горелке или топке предусмотрено принудительное регулирование расхода подогретого воздуха.Thermal neutralization is carried out at the highest possible temperatures, since a forced control of the heated air flow is provided in the burner or furnace.
На чертеже показан вариант устройства для осуществления способа. Устройство состоит из камеры смешения и частичного дожигания 1 с патрубками тангенциального подвода анодного газа 2 и воздуха 3, камеры дожигания 4 с патрубком отвода дымовых газов 5. Камера дожигания 4 сверху закрыта съемной крышкой 6 с лючком для чистки 7. Камера дожигания 4 охвачена с зазором воздушной коробкой 8. Воздушная коробка 8 и камера смешения и частичного дожигания 1 с помощью фланцев 9 соединены стояком 10, внутри которого установлена дроссельная заслонка 11 для регулирования расхода подогретого воздуха. Камера 1 снизу снабжена лючком для удаления смолистых отложений и пыли 12. В нижней части камеры 1 выполнено отверстие 13 для визуального контроля процесса горения и поджигания газовоздушной смеси.The drawing shows a variant of the device for implementing the method. The device consists of a mixing chamber and partial afterburning 1 with nozzles for the tangential supply of anode gas 2 and air 3, a afterburning chamber 4 with a flue gas outlet 5. The afterburning chamber 4 is closed by a removable cover 6 with a cleaning flap 7. The afterburning chamber 4 is covered with a gap air box 8. Air box 8 and the mixing chamber and partial afterburning 1 using the flanges 9 are connected by a riser 10, inside which a throttle valve 11 is installed to control the flow of heated air. The chamber 1 at the bottom is equipped with a hatch for removing tarry deposits and dust 12. An opening 13 is made in the lower part of the chamber 1 for visual control of the combustion process and ignition of the gas-air mixture.
Результаты термического обезвреживания анодных газов по заявляемому способу приведены в таблице.The results of thermal disposal of anode gases by the present method are shown in the table.
Данные таблицы показывают, что при одинаковых коэффициентах расхода воздуха, температуре подогрева воздуха предлагаемый способ термического обезвреживания анодных газов позволяет повысить эффективность термического обезвреживания анодных газов по бенз(а)пирену на 1,4% за счет регулирования расхода подогретого воздуха, обеспечения качественного смешения газа и воздуха, повышения стабильности процесса горения.The data in the table show that, with the same air flow rates and air heating temperature, the proposed method for thermal neutralization of anode gases can increase the efficiency of thermal neutralization of anode gases by benz (a) pyrene by 1.4% due to the regulation of heated air flow, ensuring high-quality gas mixing and air, increase the stability of the combustion process.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006106439/02A RU2321687C2 (en) | 2006-03-01 | 2006-03-01 | Thermal neutralizing method of aluminum cell anode gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006106439/02A RU2321687C2 (en) | 2006-03-01 | 2006-03-01 | Thermal neutralizing method of aluminum cell anode gases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006106439A RU2006106439A (en) | 2007-09-20 |
| RU2321687C2 true RU2321687C2 (en) | 2008-04-10 |
Family
ID=39366895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006106439/02A RU2321687C2 (en) | 2006-03-01 | 2006-03-01 | Thermal neutralizing method of aluminum cell anode gases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2321687C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102828203A (en) * | 2012-08-21 | 2012-12-19 | 沈阳化工大学 | Method for purifying flue gas in aluminum electrolysis production |
| RU2559604C2 (en) * | 2010-01-21 | 2015-08-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Method of ventilation of electrolyser for aluminium smelting |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2093610C1 (en) * | 1995-05-15 | 1997-10-20 | Акционерное общество открытого типа "Братский алюминиевый завод" | Method of afterburning anode gases in aluminum electrolyzer |
| RU2157863C2 (en) * | 1998-10-19 | 2000-10-20 | Красноярская государственная академия цветных металлов и золота | Equipment to burn low-calorie gases of aluminum electrolyzer |
| RU2269610C1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Device for burning anode gases of aluminum electrolyzer |
-
2006
- 2006-03-01 RU RU2006106439/02A patent/RU2321687C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2093610C1 (en) * | 1995-05-15 | 1997-10-20 | Акционерное общество открытого типа "Братский алюминиевый завод" | Method of afterburning anode gases in aluminum electrolyzer |
| RU2157863C2 (en) * | 1998-10-19 | 2000-10-20 | Красноярская государственная академия цветных металлов и золота | Equipment to burn low-calorie gases of aluminum electrolyzer |
| RU2269610C1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Device for burning anode gases of aluminum electrolyzer |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2559604C2 (en) * | 2010-01-21 | 2015-08-10 | Альстом Текнолоджи Лтд | Method of ventilation of electrolyser for aluminium smelting |
| US9458545B2 (en) | 2010-01-21 | 2016-10-04 | General Electric Technology Ltd | Method of ventilating an aluminum production electrolytic cell |
| US9771660B2 (en) | 2010-01-21 | 2017-09-26 | General Electric Technology Gmbh | Method of ventilating an aluminium production electrolytic cell |
| CN102828203A (en) * | 2012-08-21 | 2012-12-19 | 沈阳化工大学 | Method for purifying flue gas in aluminum electrolysis production |
| CN102828203B (en) * | 2012-08-21 | 2015-04-01 | 沈阳化工大学 | Method for purifying flue gas in aluminum electrolysis production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006106439A (en) | 2007-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109207667B (en) | Pure dry type purification and waste heat deep recovery system and method for converter flue gas | |
| CN102952555A (en) | Gaseous pyrolysis product collector and carbonaceous material pyrolysis or dry distillation device using same | |
| ZA200504938B (en) | Electrolytic cell effluent treatment method and device for the production of aluminium | |
| WO2009089679A1 (en) | Method and apparatus for regenerating activated coke used for treating wastewater or sewage | |
| CN109775785A (en) | A kind of high-salt wastewater burns desalting system and its processing method | |
| RU2321687C2 (en) | Thermal neutralizing method of aluminum cell anode gases | |
| CN208815054U (en) | Electric arc furnaces smoke processing system | |
| RU2621322C1 (en) | Method for removing anode gases of an aluminium electrolyser | |
| CN102913954B (en) | Energy-saving environmentally-friendly oil-smoke removing integrated firewood stove | |
| CN218443390U (en) | Converter flue gas waste heat degree of depth recovery system | |
| RU2584101C2 (en) | System of raw gas gathering | |
| RU2303660C2 (en) | Bell like gas collector of aluminum cell | |
| CN213348106U (en) | Smoke cooling and settling device for atmosphere pollution treatment | |
| CN212108446U (en) | A heating power incineration device for exhaust-gas treatment | |
| CN116286058A (en) | A granular coal pyrolysis carbonization device | |
| CN110066672B (en) | Energy-concerving and environment-protective bamboo charcoal kiln system | |
| CN109775786A (en) | A kind of high-salt wastewater burns desalting system and its processing method | |
| CN208091206U (en) | A kind of aluminum ingot melting furnace | |
| RU2324012C2 (en) | Gas collecting device of aluminium electrolyte cell (variants) | |
| CN1296057A (en) | Coke oven smoke prevention and dust control technology and equipment thereof | |
| CN205576020U (en) | Heating of charcoal dry distillation and integrated device of produced gas of processing heating | |
| CN113819758A (en) | Building cup environment-friendly dragon kiln | |
| CN203625416U (en) | Converter mouth fixed-section flue of evaporative cooling flue for steelmaking converter | |
| RU2448201C1 (en) | Recovery method of anode gases from aluminium electrolysis unit | |
| CN217093903U (en) | Efficient electric tar catching system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100302 |