Катодное устройство алюминиевого электролизера

ОПИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнхСоцналнсткческихРеспублик п 1996520(23)Приоритет вф девам вэевретеккй к втхрмтик(088,8) Дата опубликования описания 15.02,83(54) КАТОДНОЕ УСТРОЙСТВО АЛЮМИНИЕВОГОЭЛЕКТРОЛИЗЕРА 1Изобретение относится к металлургии легких металлов, в частности к оборудованию для получения и рафинирования алюминия электролизом, а более конкретно - к катодному устройству электролизера.Известно катодное устройство электролизера, содержащее футерованный стальной кожух, бортовые и подовые угольные блоки и систему охлаждении, выполненную в виде кессонов, расположенных вдоль боковых стенок и днища кожуха и соединенных со средствами подвода и отвода теплоносителя 1) .Недостатками этого устройства являются повышенные температура электролита и частота анодных эффектов и, в конечном итоге, повышенный удельный расход электроэнергии.Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату к изобретению является катодное устройство, алюминиевого электролизера, содержащее футерованный стальной кожух, бортовые и 2подовые угольные блоки и теплообменни- ки, расположенные в футеровке боковых стен и днища. Теплообменные устройства выполнены в виде соединенных между . собой алюминиевых плит2 ) .Использование сплошных плит практически исключает возможностьдифференцирования перераспределения тепла на отдельных участках боковых стен и днища; Кроме того, тепло от боковых стен передается алюминиевыми плитами к днищу, что приводит к образованию толстого горниссажа на них, а это вынуждает вести процесс электролиза на пЬвышеннойона 3-5 С температуре электролита. Все это приводит к повышению расхода электроэнергии и к снижению технико-экономических показателей процесса электролиза,Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии и повышение производительности электролизера.Поставленная цель достигается тем, что в катодном устройстве алюминиевого электролизера, содержащем футерованный3 996стальной кожух, бортовые и подовые угольные блоки и теплообменники, расположенные в футеровке боковых стен и днища,теплообменники выполнены в виде изолированных друг от друга и от внешней среды элементов,Теплообменники могут быть расположены внутри бортовых угольных блоков.Расположение теплообменников отдель-но в боковой футеровке и футеровке дни йща исключает перераспределение телламежду ними. Тепловой поток не отводится от боковых стен, а равномерно распределяется по высоте футеровки, Температура верхней части бортовых угольных блоков в зоне электролита при этомповышается и толщина гарниссажа сокращается, что способствует увеличениюширины пробиваемой при обработке криолито-гиноземной корки. Частота анодных эффектов сокращается на 1 шт. всутки. При равномерном распределениитепла по днищу возрастает температурапериферийных участков подовых угольныхблоков, Длина настылей сокращается и дснижается падение напряжения в подинеэлектролизера на 100 мВ. Все это позволяет вести процесс электролиза припониженной на 2-ЗоС температуре электролита. 30Расположение теплообменников внутрибортовых угольных блоков еше более интенсифицирует процесс теплопередачи поих высоте.На фиг, 1 схематично. изображен фрагмент катодного устройства алюминиевогоэлектролизера, поперечный разрез; нафиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;Катодное устройство состоит из стального кожуха 1, футерованного теплоизо 40ляционным материалом 2,. внутри кожуха1 расположены бортовые угольные блоки3, подовые угольные блоки 4 и элементы 5 теплообменника установленные втеплоизоляционном материале 2.Элементы 5 теплообменника могут45быть выполнены в виде отдельных металлических (например, алюминиевых) пластинили тепловых трубок.Катодное устройство работает следующим образом.При монтаже в теплоизоляционномматериале 2 устанавливают элементы 5теплообменника, После пуска электролизера и установления стационарного режима за счет перераспределения теплапо элементам 5 температура верхнейчасти бортовых угольных блоков 3 дости.гает 700-800 С (в то время как нао 520 4существующих электролизерах она состав -ляет 500-600 С), При этом образуетсягарниссаж толщиной 80-90 см (на существующих электролизерах 100-120 см),Частота анодных эффектов составляет1,5-2 шт. в сутки (на существующихэлектролизерах 2,5-3 шт. в сутки).Температура периферийных участковподовых угольных блоков также за счетперераспределения тепла между ними ицентральной частью достигается 600750 С (на существующих электролизерах 450-550 С), Длина настылей приэтом составляет 600-700 мм ( на существующих электролизерах 8001000 мм), перепад напряжения в подине 250-300 мВ (на существующих электролизерах 350-400 мВ), температураэлектролита 962-963 С (на сушествуюоших электролизерах 964-965 С),В связи с уменьшением частоты анодных эффектов и температуры электролита,среднее напряжение на электролизереснижается на 130 мВ, .а выход по токуповышается на 1%, так как например,на электролизере с самообжигающимсяанодом и верхним токоподводом среднеенапряжение составляет 4,7 В, выход нотоку - 8 1%Таким образом, при более равномерномраспределении тепла в футеровке катодного,устройства, происходящем за счет расположения в нем элемента 5 теплообменников, расход технологической электроэнергии постоянного тока сокращается на600 кВт ч/т алюминия, а производительность электролизера возрастет на 1%,Использование предлагаемого изобретения позволяет получить только засчет сокращения расхода электроэнергииэкономический эффект в размере 90 тыс,руб./год на корпус электролизера,формула изобретения1Катодное устройство алюминиевого электролизера, содержащее футерованный стальной кожух, бортовые и подовые угольные блоки и теплообменники, расположенные в футеровке боковых стен и днища, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии и повышения производительности электролизера, теплообменники выполнены в виде изолированЯых друг от друга и от внешней среды элементов.2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что теплообменникирасположены внутри бортовнх угольиькблоков,Источники информадци,принятые во внимание при экспертизе