Электролизер для получения алюминия

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнх Соцналмстическнх Раснубанк. Кл,с присоединением заяв 25 С 3/О Государственный вомнтет С С.С Р по делан нтобретеннй н отврытнйа еверо-Западное отделение Всесоюзного науч осследоеательского н проектно-конструкторскттто-института "ВНИИэнергопром" аявмтвл(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИ ения - повьыение эф-улирования темперажидкой фазы анодаля получения алюминия. Изобретение относится к электролитическому получению алюминия и может быть использовано в конструкции алюминиевых электролизеров.Известен электролизер с устройствами для охлаждения самообжигающегос анода алюминиевых электролизеров в котором для дифференцированного отвода тепла с различных по тепловой нагрузке зон анода в жидкой фазе размещены петлеобразные трубки, соединенные коллекторами, расположенными между внутренними рядами анодных штырей, через которые проходит воздух от вентилятора, удаляемый затем в атмосферу 1.Недостатком этого электролизера является плохая утилизация тепла.Известен также электролизер, в котором имеются охлаждающие металлические ребра, опущенные в жидкую анодную массу, выполненные в виде секций, изготовленных из стальных балок и пластин из высокотеплопроводных металлов. Изменяя количество секций, а также пластин в секции, регулируют температуру жидкой анод-, ной массы по площади анода 2,Недостатком данной конструкции является ее громоздкость. Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяалюминиевый электролизер, содержащий размещенные снаружи анода исоединенные с воздушной магистралью герметичные полости, в которыевыведена зона конденсации тепловыхтруб, что позволяет утеплять периферийную зону жидкой фазы анодноймассы 31.Однако проблема утилизации тепла здесь также.не решена,В алюминиевых электролизерахс самообжигакцимися анодами для при.15 готовления анодной массы используется обычно,среднетемпературныйпек с температурой размягчения60-65 С. В последнее время для приготовления анодной массы стали ис 20 пользовать нефтяной кокс и высокотемпературный пек с температуройразмягчения 80-85 С. При этом расотет неравномерность температурногополя жидкой фазы анода, что также25 является недостатком данной конструкции,Цель изобретфективности регтурного режима30 электролизера д30 35 40 45 50 60 фк.л.1 нная цель достигается тем, то н жидкой Фазе анода между внутр нними рядами анодных штырей размещ л теплообменник с трубами, входнон конец которых соединен с магистралью выхода из полости в зоне ,бортов катодного кожуха и дополнительной магистралью с вентилятором наддува, а выходной конец труб с системой утилизации тепла и с магистралью входа в полость в зоне бортон катодного кожуха.На чертеже схематично показан алюминиевый электролизер с верхним подводом тока.Предлагаемый электролизер включает скоксованную 1 и жидкую 2 части углеродистого тела анода. С наружной стороны анодного кожуха расположены герметичныэ полости 3. В жидкой Фазе анода между внутренними рядами анодных штырей размещен теплообменник 4, соединенный с воздухопроводами 5.В зонах бортов и днища катодного кожуха расположены герметичные полости б и 7. Внутри катодного кожуха находится слой 8 расплавленного алюминия и слой 9 электролита над ним. Система ноздухопроводов электролизера включает магистрали 10-19 с ноздухораспределительными клапанами 20, вентилятор наддува 21.Электролизер работает следующим образом.Воздух от вентилятора по магистрали 10 поступает н полость б в зоне бортов катодного кожуха. Нагретый в полости б. воздух поступает через ноздухораспределительный клапан 20 в полость 7 в зоне днища катодного кОжуха, а по магистрали 12 - в полости 3 анодного кожуха и далее по магистрали 13 в теплообменник 4, расположенный в жидкой Фазе анода. По магистрали 14 воздух поступает в систему утилизации тепла, а.по магистрали 19 в полость б в зоне бортов катодного кожуха. Через дополнительную магистраль 17 теплообменник 4 связан с магистралью 10 и вентилятором наддува 21. Регулируя расход воздуха между полостями в зонах катодного и анодного кожухов электролизера, возможно поддерживать оптимальный температурный режим при работе агрегата.,Подавая нагретый воздух в центральную зону жидкой фазы анода, можно выравнивать температурный режим н этой части электролизера и улучшить качество анода. Кроме того, часть неизбежно теряемого от электролизера тепла может быть утилизирована, что повышает эффективность работы алюминиевого электролизера. Экономический эффект от применения предлагаемого изобретения может быть ориентировочно определенпо экономии тепла от анода электролизера.Так как через анод электролизера с верхним подводом тока (жидкуюфазу), теряется 25% от электроэнергии, подводимой к агрегату, то дляалюминиевого завода в районе Сибири,потребляющего примерно 30 млрд.кВтч/год, при использовании дажеполовины теплоеых потерь экономия,электроэнергии составит примерно7,5 млрд. кВтч/год. При стоимости1 кВтч электроэнергии 0,7 к, экономический эффект может составить5 млн.р;в год на один завод,Для доведения изобретения до промышленного использования требуетсяразработка технической документациии промышленные испытания. Эти работы могут быть выполнены в течение3-4 лет,Формула изобретения Электролизер для получения алюминия, включающии самоспекающийся анод со штырями, систему утилизации тепла, катодные и анодные кожухи с герметичными полостями в их зонах, соединенные с воздушными магистралями, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности утилизации тепла, он снабжен дополнительной магистралью с вентилятором наддува и трУбчатым теплообменником, установленным в верхней части анода между внутренними рядами анодных штырей, причем входной конец труб теплообменника соединен с магистралью выхода из полости в зоне бортов катодного кожуха и дополнительной магистралью с вентилятором наддува, а выходной конец труб - с системой утилизации тепла и с магистралью входа в полость в зоне бортон катодного кожуха. о Источники информации,принятые во ннимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 185075, кл. С 25 С 3/22, 1965, . 2, Авторское свидетельство СССРМ 203921, кл, С 25 С 3/10,1967. 3. Авторское свидетельство СССРпо заявке в 2680412,кл. С 25 С 3/12, 1978.В 55 ОВО щилиэ Составитель Н. КоробоваТехред Н; Ковалева Корректо емчи едактор 1 о аказ л.Проекэ Филиал ППП "Патент", г.ужгор 40 Тираж 7 ВНИИ ПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, )ХПодписноного комитета СССРний и открытий5, Раушская наб., д.4/5