[其他]鋁電解槽上用的自動增強抽吸作用的過程和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85103452
• 申請日: 1985-05-03
• 公開（公告）號: CN85103452A
• 公開（公告）日: 1986-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 喬治·杜普拉特
• 申請（專利權）人: 佩切尼鋁制品公司
• 主分類號: C25C3/22
• 分類號: C25C3/22
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 包冠乾

本發(fā)明屬于可自動實現增大抽吸效果的過程和裝置。它特別適用于生產鋁的電解槽上所用的收集逸出物的系統。它也可以用于收集任一種呈氣態(tài)或塵粉狀的熱廢材料的系統上。

鋁是用電解溶解于冰晶石中的鋁礬土的工藝生產出來的。實現這種生產工藝的電解爐的一般構成是：

1）一碳陰極，它置于一鋼管之中。該鋼管包有耐熱材料，因而是絕熱的;

2）一個或多個碳陽極。陽極浸在冰晶石液中，石斷地承受著由鋁礬土分解產生的氧的氧化作用。

電流的流向向下。由于焦耳效應，冰晶石可保持液態(tài)，其溫度接近它的凝固溫度。電解槽的通常操作溫度在930和980℃之間。生產出的鋁呈液態(tài)并藉重力沉積于液體透不過的陰極上。生產出的鋁或其一部分按一定時間間隔由一澆包桶取走并轉移到鑄造爐中。氧化掉的陽極需經常用新的來更換。

這種電解槽的工作電壓通常在3.8和5V之間。日產量與通過電解槽的電流強度成比例。這種認識導致了電解槽是串聯放置的，數目為150至250臺，一般是接進于變電站的飽和電壓值（200～1000V）。這種認識還導致了用增大電解槽的辦法增加操作電流強度。

電解槽中的熔液是一種冰晶石為基礎組分的熔融體。其中還使用了多種添加劑以增大電解工序中的電流效率。這些添加劑還具有下列特點：降低混合物的熔點和（或）降低鋁在冰晶石熔液中的重新溶解度和（或）加大電解液的電導性。添加劑中有鈣、鎂、鋰和氟化鋁。

因為高溫而使槽中的熔解逐步蒸發(fā)，從而產生了下述兩種缺陷：

-熔解的逸出物為呈氣態(tài)或粉粒狀的氟化物。當逸出量過多時，它們就被認為是毒害環(huán)境的污染物;

-必須除凈蒸發(fā)出來的氟化物，這是電解槽生產成本中的一個重要項目。

人們感興趣的是如何將上述的逸出物在它的產生處-即電解槽上收集起來。

有許多種逸出物收集系統已被使用，它們具有三種功能：

a）在電解槽上收集逸出物：使用手動的或機械化的排出口進行收集。當電解槽的操作需要時（更換嚴重氧化掉的陽極或取出鋁），排出口即可打開;

b）排走含有氟化物的逸出物：此操作通過與一排風扇相通的管道來進行。一般是，電解槽與一公共收集系統呈并聯連接。熱平衡是通過對各管道的斷面進行氣體動力學的計算來實現的，或通過隔板或活門來實現的;

c）逸出物的處理：對逸出物進行洗滌，然后用靜電或套筒型過濾器進行處理，或者在干燥條件下將氟固著于礬土上，然后再將后者送入電解槽中。

在現代設備中，逸出物的收集效率可達97至99%。

對此工藝很熟悉的人都知道，在這類系統中逸出物的收集效率與各電解槽上所具有的抽吸速度密切相關。很明顯，基本建設投資成本和運轉成本（風扇功率和生產系統的維修）將隨抽吸速度的提高而增大。對此工藝熟悉的人認為，實際上，在收集逸出物的總費用與以米³/升為單位的抽吸速度之間存在有一個比例關系。

在電解槽進行操作時，特別是在更換報廢了的陽極或取走生產出的鋁的時刻，必須打開或拉開蓋電解槽的蓋子或者它上面的門。打開電解槽的常規(guī)時間可以是幾分鐘到幾十分鐘。在這段時間中，為了保持高的逸出的收集率，上述電解槽上的抽吸流速必須加大。除了這段時間之外（這時蓋子已準確地放回到原位置上，從而具有了封閉效果），抽吸流速可以低一些，這樣并不會對逸出物的收集效率產生壞的影響。在這之后，我們將用“蓋子”一詞表示實際的蓋子和通入電解槽的門，例如，澆鑄用門。

一種雙抽吸系統完全有可能使逸出物收集裝置的效率達到最佳水平。用接近于所要求的最低水平的平均流速對該裝置進行計算。借助于一可手動或機械化控制的活門裝置，當電解槽的操作者需要打開蓋子的時候，電解槽上的流速即可短時間地增大。

這種手動系統具有這樣的缺點，即操作上具有極大的限制性以及操作者易于忘記上述操作。

如果在很多電解槽上始終具有增大了的抽吸效果的話，則在抽吸系統的總流速保持恒定的條件下，則另外一些電解槽上流速將會降低很多。如果當電解槽的部分蓋子打開的時候，增大的抽吸效果未實現的話，則含氟的逸出物將會漏出到電解廠房中。

本發(fā)明的目的是，實現從全部蓋子都蓋上時的電解槽上方的正常抽吸狀態(tài)過渡為蓋子（至少有一個）打開時短時增大抽吸狀態(tài)這一過程的自動化。