[發明專利]一種用于提高鋁電解槽氣密性的槽頂結構

在審

• 申請號: 201510814954.0
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN105350021A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 趙睿杰
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C25C3/10
• 分類號: C25C3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋁電解行業生態冶金的技術領域，尤其是涉及一種用于提高鋁電解槽氣密性的槽頂結構。

背景技術

當前全球冶金行業對于環境保護的意識不斷加強，在電解鋁行業各國都出臺了專門針對氟化物排放的標準，而我國目前還有待進一步規范這個標準。在電解鋁工業中，控制鋁電解槽爐氣泄露是控制氟化物排放一個重要方面。如果電解槽氣密性不好，爐氣泄露到廠房中會嚴重危害工人健康。另一方面，為了使槽內保證一定負壓，必須提高爐氣收集量，采用大功率風扇，增加鋁廠耗電量。在全球鋁工業收益減少的背景下，必須將節能概念貫徹在電解鋁生產的每一個環節。目前，電解槽主要是通過從頂部抽出大量空氣和爐氣的混合物在爐內產生負壓來控制爐氣泄漏到廠房中。在陽極導桿穿過的爐子水平罩板上會留出一定的間隙，一般是采用加裝密封裝置來減少這些間隙處的爐氣泄露。

目前，國內外關于電解槽頂部氣密性裝置的專利，如“鋁電解槽上的密封中隔板”、“一種電解槽陽極導桿自動密封裝置”、“鋁電解槽蓋板”，“ElectrolyticCellLeakLimiter”等多是采用在導桿與水平罩板縫隙之間添加密封部件，阻止煙氣的泄漏。

但是，實際生產過程中由于陽極碳塊需要頻繁更換，機械密封部件極易磨損，脫落，很難保證及時修理更換。另外，由于水平罩板處于爐內最高位置，一般與抽氣口高度一樣，因此罩板下爐氣的氟化物濃度很高(可達到400-800ppm)。一旦爐氣從這些間隙析出，其本身就帶有大量有毒氣體。一旦某處密封件脫落，將會有大量的有害氣體從縫隙逸出。即使密封部件安裝正常，也很難達到完全的密封。一旦爐內氣動系統工作在爐內產生一定壓力沖擊，也會從密封處析出有害爐氣。一個爐子一般有20-40個導桿，一間廠房中有幾百臺電解槽，要保證每個密封件工作正常需要大量的零件和人力維護，在實際生產中效果不好。因此僅僅考慮在電解槽間隙處安裝密封裝置，既增加了操作和維護的難度，又不能很好的達到控制爐氣泄露的問題。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種用于提高鋁電解槽氣密性的槽頂結構，通過所設計的槽頂結構改變了爐氣內HF氣體的分布，降低了極易泄露氣體的罩板與導桿間隙間的HF濃度，使之大量集中于抽氣管下方，有效地解決了電解槽對廠房的爐氣泄露問題，實現了不用密封件而達到阻止煙氣的泄漏的效果。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種用于提高鋁電解槽氣密性的槽頂結構，它包括一水平罩板，所述水平罩板包括位于中間的第一罩板和位于兩側的第二罩板和第三罩板，所述第二罩板和第三罩板為水平板且位于同一水平直線上，所述第一罩板包括帶孔的頂板和位于兩側的側板；所述頂板高出第二罩板和第三罩板至少0.2m；所述側板的一端與頂板連接，另一端與第二罩板和第三罩板連接。

優選的，所述第一罩板的寬度大于電解槽的抽氣管的直徑，小于電解槽的兩個懸臂之間的距離。

優選的，所述頂板的孔正對電解槽的抽氣管入口。

優選的，所述頂板高出第二罩板和第三罩板的距離h滿足0.2m≤h≤0.5m。

優選的，所述第一罩板的橫截面為矩形、梯形、拱形中的任意一種。

優選的，所述第一罩板的橫截面為梯形，所述側板與水平面的夾角α滿足45°≤α＜90°。

優選的，所述第一罩板的橫截面為拱形，所述側板與第二罩板和第三罩板連接處的圓角半徑r≤0.2m。

優選的，所述第二罩板和第三罩板為水平放置或傾斜放置，所述第二罩板和第三罩板靠近第一罩板的位置高于與側罩板連接的位置。

優選的，所述第二罩板和第三罩板的傾斜角度β均滿足β≤20°。

本發明的有益效果：

本發明所述的用于提高鋁電解槽氣密性的槽頂結構，將原有水平罩板設計成為位于中間的第一罩板高出位于兩側的第二罩板和第三罩板的新型結構，以此改變爐氣內HF氣體的分布，由于HF密度小于空氣，HF將在爐內最高位置堆積，以此降低了極易泄露氣體的水平罩板與導桿間隙間的HF濃度，使之大量集中于抽氣管下方，使得抽氣管更容易將其抽走。。本發明無需加裝密封裝置，爐內HF氣體分布改變，使電解槽上部分間隙附近爐氣中HF含量顯著減小，爐內負壓要求減小，抽氣量減少，進而節約了能耗費和設備購置費，降低了電解鋁的生產成本，具有極大的潛在經濟和生態效益。

附圖說明

圖1為現有鋁電解槽上部分結構的示意圖。

圖2為第一罩板橫截面為矩形的槽頂結構的示意圖。

圖3為第一罩板橫截面為梯形的槽頂結構的示意圖。