устройство для сжигания газов алюминиевого электролизера

Формула изобретения

1. Устройство для сжигания газов алюминиевого электролизера, содержащее камеру сгорания с выходным патрубком и регулятором подсоса воздуха и входящий телескопически в ее нижнюю часть с кольцевым зазором подводящий газы патрубок, отличающееся тем, что камера выполнена в виде перевернутого стакана, а регулятор подсоса воздуха - в виде пластинчатого клапана-мигалки, при этом выходной патрубок и клапан-мигалка расположены на боковой поверхности камеры в ее верхней части.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верх камеры сгорания выполнен со скосом.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пластинчатый клапан-мигалка размещен в корпусе, его пластина имеет петли для навешивания на пирамидки, прикрепленные к стенкам корпуса.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подводящий газы патрубок жестко прикреплен к низу камеры сгорания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для сжигания анодных газов электролитического производства алюминия.

Известно устройство для сжигания анодных газов алюминиевого электролизера, включающего цилиндрическую камеру сгорания с сужающимися кверху щелями и газосборник, который примыкает к камере сгорания (авторское свидетельство СССР N 378526, кл C 22 D 3/02, 3/12, Б.И. N 19, 1973).

При использовании указанного устройства сжигание анодных газов недостаточно эффективно вследствие нерегулируемости количества засасываемого через щели воздуха и отсутствия его подогрева. Кроме того, в данном устройстве во время технологических операций по обслуживанию электролизера возможно прекращение горения, в связи с чем необходим повторный розжиг горелочного устройства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, содержащее корпус камеры сгорания, телескопически насаженный с кольцевым зазором на подводящий газы патрубок газосборного колокола, регулятор подсоса воздуха и выходной патрубок (патент РФ N 2080421, кл. C 25 C 3/22, 1995, Б.И. N 15, 1997).

Благодаря телескопическому соединению камеры сгорания и подводящего анодные газы патрубка подсасываемый в камеру атмосферный воздух нагревается. При этом повышается температура горения и полнота выгорания смолистых веществ и диоксида углерода. Установленная в верхней части камеры горения регулировочная шайба позволяет регулировать количество подсасываемого в горелку воздуха.

Однако установка зазора между регулировочной шайбой и верхней разъемной частью горелки осуществляется периодически, вручную, что не может быть непрерывно адекватным изменению разрежения в газоотсасывающей сети и соответственно снижает эффективность сжигания газов.

Кроме того, зазор между верхней частью камеры сгорания и горизонтальной плоскостью регулирующей подсосы шайбы может засоряться золой и пылью.

Недостатком является также смещение зоны высоких температур к выходу из горелочного устройства, вследствие чего горение газовоздушной смеси может продолжаться в газоходной сети. При этом сокращается срок службы системы газоотвода, возможно оплавление алюминиевых прокладок электроизоляционных разрывов.

Задача изобретения заключается в создании устройства, позволяющего повысить эффективность сжигания анодных газов алюминиевого электролизера и стабильность горения.

Для достижения поставленной цели в заявляемом устройстве для сжигания газов алюминиевого электролизера, содержащем камеру сгорания с выходным патрубком и регулятором подсоса воздуха и подводящий газы патрубок, телескопически входящий в ее нижнюю часть с кольцевым зазором, камера сгорания выполнена в виде перевернутого стакана. Выходной патрубок расположен на боковой поверхности камеры сгорания. Регулятор подсоса воздуха выполнен в виде пластинчатого клапана-мигалки, размещенного также на боковой поверхности камеры, в ее верхней части. Клапан-мигалка размещен в корпусе, его пластина жестко прикреплена к петлям для навешивания на пирамидки, закрепленные на стенках корпуса. Верх камеры сгорания может быть выполнен со скосом. Подводящий газы патрубок жестко прикреплен к низу камеры сгорания.

Общими признаками предложенного устройства и прототипа является наличие камеры сгорания с выходным патрубком и регулятором подсоса воздуха, а также подводящего патрубка, входящего телескопически в ее нижнюю часть с кольцевым зазором.

Отличие заключается в том, что камера сгорания выполнена в виде перевернутого стакана, выходной патрубок расположен на ее боковой поверхности, а регулятор подсоса воздуха в виде пластинчатого клапана-мигалки, расположенного также на боковой поверхности камеры сгорания в ее верхней части.

Повышение эффективности сгорания анодных газов обусловлено конструкцией регулятора подсоса воздуха, обеспечивающего, в отличие от прототипа, непрерывное регулирование подсоса воздуха, поступающего в камеру сгорания. Регулирование подсоса воздуха осуществляется благодаря изменению положения пластины клапана вследствие изменения разрежения в газоотсасывающей сети. Непрерывное регулирование подсоса воздуха обеспечивает высокую температуру и устойчивость горения анодного газа.

Эффективность выгорания горючих составляющих анодного газа повышается также благодаря конструкции камеры сгорания, выполненной в виде перевернутого стакана, и отводу дымовых газов через отводящий патрубок, установленный на ее боковой поверхности.

Крупные смолистые частицы, обладающие большой инерцией, при повороте дымовых газов в отводящий патрубок ударяются в днище стакана, выпадают из потока и подвергаются повторному дожиганию.

Жесткое прикрепление подводящего газы патрубка к низу камеры сгорания облегчает монтаж устройства на электролизер в условиях электромагнитных полей.

На чертеже изображено устройство в разрезе.

Устройство для сжигания газов алюминиевого электролизера содержит камеру сгорания 1. На ее боковой поверхности жестко установлены выходной патрубок 2 и пластинчатый клапан-мигалка для регулирования подсоса воздуха, включающий корпус 3, соединенный фланцем 4 с камерой сгорания, пластину 5 клапана, жестко прикрепленную к петлям 6, свободно навешенным на пирамидки 7, закрепленные на стенках корпуса 3.

Входящий телескопически в нижнюю часть камеры сгорания с кольцевым зазором подводящий патрубок 8 жестко прикреплен к ней.

Устройство работает следующим образом. При наличии в системе газоходов разрежения, создаваемого дымососом, анодные газы из прилива угловой секции газосборника через подводящий патрубок 8 поступают в камеру сгорания 1. Через кольцевой зазор в камеру подсасывается воздух, подогретый от стенок подводящего патрубка и камеры сгорания. Конец подводящего патрубка, входящий в камеру сгорания, нагревается и благодаря теплоаккумулирующей способности стабилизирует процесс горения.

Дымовые газы, образующиеся от сгорания газовоздушной смеси, через выходной патрубок 2 удаляются в систему газоотсоса. Крупные смолистые частицы, обладающие большой инерцией, при повороте дымовых газов в выходной патрубок ударяются в "крышку" камеры 1, выпадают из потока и подвергаются повторному дожиганию.

Количество подсасываемого воздуха регулируется изменением положения пластины 5 клапана-мигалки. При увеличении разрежения в сети пластина 5 клапана-мигалки отклоняется в сторону камеры сгорания 1, открывая отверстие для подсоса воздуха в ее верхнюю часть. Благодаря этому сохраняется соотношение газ-воздух в нижней части камеры сгорания, что обеспечивает высокую температуру и стабильность горения.

Устройство для сжигания газов испытано на Красноярском алюминиевом заводе на электролизере с верхним токоподводом на силу тока 156 кА (типа С-8БМ). Испытания показали высокую стабильность и надежность работы горелочного устройства. Температура внутри камеры сгорания достигала 900 - 1000^oC. Использование заявляемого устройства в сравнении с прототипом обеспечивает более полное снижение анодного газа.