[go: up one dir, main page]

RU2321687C2 - Thermal neutralizing method of aluminum cell anode gases - Google Patents

Thermal neutralizing method of aluminum cell anode gases Download PDF

Info

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
Application number
RU2006106439/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006106439A (en
Inventor
Юрий Иванович Сторожев (RU)
Юрий Иванович Сторожев
Борис Петрович Куликов (RU)
Борис Петрович Куликов
Геннадий Георгиевич Бруер (RU)
Геннадий Георгиевич Бруер
Яна Игоревна Исаева (RU)
Яна Игоревна Исаева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания"
Priority to RU2006106439/02A priority Critical patent/RU2321687C2/en
Publication of RU2006106439A publication Critical patent/RU2006106439A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2321687C2 publication Critical patent/RU2321687C2/en

Links

Landscapes

  • Air Supply (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: procedures used thermal neutralizing of anode gases of electrolytic production of aluminum.
SUBSTANCE: method comprises steps of introducing anode gases from gas collector of each aluminum cell and air heated in heat exchanger for after-burning in burner due to evacuation in gas suction-off system including inertia dust sedimentation chamber, descending outlets and gas conduit for removing created flue gases. Before feeding anode gases to burner device, anode gases from gas collector of each aluminum cell are supplied to said dust sedimentation chambers mounted on sections of gas collectors. Then anode gases through heat insulated descending outlets are fed into heat insulated gas conduit for centralized after-burning in burner or in furnace. Flue gases generated after anode gases afterburning before feeding them to gas conduit are directed to heat exchanger for heat recovery. Invention allows decrease by 1.4% penetration of benzapyrene to system of organized suction-off.
EFFECT: enhanced efficiency of neutralizing.
2 cl, 1 dwg, 1 tbl

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.

ТаблицаTable ПоказателиIndicators Предлагаемый способThe proposed method ПрототипPrototype Коэффициент расхода воздуха, αAir flow coefficient, α 2-42-4 2-42-4 Температура подогрева воздуха, °СAir heating temperature, ° С 180180 180180 Максимальная температура факела, °СMaximum torch temperature, ° С 10201020 870870 Эффективность термического обезвреживания бенз(а)пирена η, %The efficiency of thermal neutralization of benzo (a) pyrene η,% 99,299,2 97,897.8

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)

1. Способ термического обезвреживания анодных газов алюминиевого электролизера, включающий 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, отличающийся тем, что перед подачей в горелочное устройство 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.1. The method of thermal neutralization of the anode gases of an aluminum electrolyzer, including the input of anode gases from the gas collector of each electrolyzer and heated air in the heat exchanger for afterburning in the burner due to rarefaction in the exhaust system, consisting of an inertial dust-collecting chamber, slopes and a flue for removing the generated flue gases the fact that before being fed into the burner, the anode gases from the gas collector of each electrolyzer are fed into inertial dust precipitation chambers, setting nye on the sections of the gas plenum, and then insulated by anodic gases slopes directed to a thermally insulated and afterburning flue centrally in the burner or furnace, and the resulting flue gases after the anodic afterburning gases before entering the gas duct to a heat exchanger for heat recovery. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулируют поступление анодных газов от каждого электролизера с помощью дроссельной заслонки.2. The method according to claim 1, characterized in that regulate the flow of anode gases from each cell using a throttle.
RU2006106439/02A 2006-03-01 2006-03-01 Thermal neutralizing method of aluminum cell anode gases RU2321687C2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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