專利名稱:收集鋁電解槽釋放的氣體的裝置及相關(guān)鋁生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
收集鋁電解槽釋放的氣體的裝置及相關(guān)鋁生產(chǎn)系統(tǒng)
本實用新型涉及一種收集鋁電解槽釋放的氣體的裝置及一種相關(guān)鋁生產(chǎn)系統(tǒng)。
電解反應(yīng)產(chǎn)生污染氣體，主要有二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫和氟化氫氣體，通常被稱為陽極氣體。為了避免這些污染氣體釋放進入大氣，給電解槽加蓋，并用連接至電解槽蓋的收集裝置收集產(chǎn)生的氣體。氣體隨后被引導(dǎo)至稱為GPC的氣體處理中心，在其中處理氟化氫和可能的二氧化硫。在GPC中心的下游有用來抽吸氣體的風(fēng)扇。
電解槽蓋具有一些使空氣進入蓋下方的小孔，其中通過與電解浴和浸沒在電解浴中的陽極相接觸而使其被加熱。該空氣與電解槽所釋放的陽極氣體混合。該混合物就是下面描述的氣體。收集裝置收集的氣體由陽極氣體和電解槽再次加熱的空氣所組成。
當電解反應(yīng)中電解浴的溫度維持在約950°C時，進入蓋的空氣和電解反應(yīng)釋放的氣體的混合物比鋁生產(chǎn)工廠所在地空氣的環(huán)境溫度高約100°c至135°C。
在GPC中心，氣體與冶金氧化鋁接觸。這種氧化鋁是活性氧化鋁，具有50至80m2/g的吸附表面，具有吸附酸組分、尤其是氟化氫氣體的特性，從而使之與氣體中的其它污染物分離。能使氟化鋁顆粒以高于99. 99%的效率滯留的濾布使所得到的氟化鋁與氣體分離。
然而，常用的聚酯濾布不能承受高于135_140°C的溫度。而且，當溫度超過115至120°C時對氟化氫氣體的捕獲效率會降低。
本實用新型的一個特別目的是在氣體到達氣體處理中心之前降低通過收集裝置的氣體的溫度。
現(xiàn)有的收集裝置包括連接于電解槽的收集器管以及用于接收收集器管收集的氣體的共用歧管。收集器管通常配備有如隔膜或調(diào)節(jié)器的減壓裝置，可以產(chǎn)生壓頭損失，從而在歧管的整個長度內(nèi)獲得來自電解槽的同樣的低壓及從而獲得同樣的流速。
該減壓裝置消耗能量。
本實用新型的另一個目的是至少部分地消除這種減壓裝置。
為此，本實用新型的一個目的是一種用于收集多個鋁電解槽釋放的氣體的收集裝置，所述裝置包括
-收集來自各電解槽的氣體的收集器管；
-接收收集器管所收集的氣體的歧管；所述歧管被設(shè)計為連接于氣體處理中心；以及
-至少一個一端部連接至歧管、另一端部連接至一個收集器管、用于使氣體流改道的旁通回路，能夠使溫度低于氣體溫度的介質(zhì)通過所述旁通回路，以在氣體到達氣體處理中心前降低通過連接裝置的氣體的溫度。
有利地，各個旁通管都通過包含周圍氣體的介質(zhì)。
有利地，各個旁通管的至少一部分是提升的。
有利地，各個旁通管都是大致倒U形。
有利地，收集裝置包括至少一個用于旁通管的支架。
有利地，各個旁通管包括至少一個擋板，所述擋板可在旁通管閉合位置和旁通管打開位置之間移動。[0020]有利地，收集器的橫截面是可變的，旁通管只沿著收集器的部分連接，所述收集器的部分的橫截面大于收集器的另一部分的橫截面。
有利地，收集器管沒有減壓裝置。
有利地，旁通管由不同橫截面的管路形成。
有利地,旁通管具有不同長度。
本實用新型的另一個目的是鋁 生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括在電解反應(yīng)中能產(chǎn)生氣體的鋁電解槽以及至少一個收集這些氣體的裝置，所述收集裝置具有上述的任何特征。
通過閱讀下面的說明并參考下列
附圖將可以更好地理解本實用新型，所述說明僅僅為說明目的，其中
-圖I是本實用新型的收集裝置的一部分的側(cè)視圖；
-圖2是圖I所示的收集裝置的一部分的俯視圖；
-圖3是圖I所示的收集裝置沿平面III-III的橫截面視圖，圖示建筑中包括電解槽；
-圖4是圖I所示的收集裝置沿平面IV-IV的橫截面視圖；
-圖5是圖I所示的收集裝置沿平面V-V的收集裝置的橫截面視圖。
如圖3所示，本實用新型的鋁生產(chǎn)系統(tǒng)2包括一個或多個電解槽管路。各個電解槽管路包括多個在建筑4內(nèi)依序排列并電力相連的電解槽3，例如240-360個槽。槽管路約700米到1200米。
如圖I和2所示，本實用新型的收集裝置6收集管路中電解槽3的組產(chǎn)生的氣體。
它包括收集所有電解槽3產(chǎn)生的氣體的歧管8，以及對于所述槽管路中每一個槽，至少一個一端部連接至歧管8、另一端部連接至蓋12以收集相應(yīng)電解槽3產(chǎn)生的氣體的收集器管10。
由在一端部14封閉并且在它們的另一端部15彼此相連的兩條管道13形成歧管
8。各個管道13沿電解槽3的行延伸。
各個管道13的橫截面隨連接至歧管8的電解槽3的數(shù)量而增加，以保證氣體傳送的恒定速度。例如，管道13的橫截面從500/550毫米增加至4000/5000毫米。各個管道13在其具有較小橫截面的端部14封閉，而其橫截面較大的端部15連接于另一管道13。
歧管8被設(shè)計為連接于氣體處理中心，即GPC，其未在圖中表示。如風(fēng)扇等氣體抽吸裝置被放置在氣體處理中心的下游，以捕獲所有氣體。該裝置未在圖中表示。
例如，歧管8被設(shè)置在等間距的樁16之上。
收集裝置6還包括也被稱為旁通管、使氣體流改道通過溫度低于氣體溫度的介質(zhì)的旁通回路20。各個旁通管20增加了氣體與所述介質(zhì)之間的熱交換表面積以使氣體冷卻。
該介質(zhì)包括外部介質(zhì)，即周圍空氣。水也可以作為一種替代方式引入,例如用噴霧法。
在圖示實施方式中，收集裝置6包括旁通管20，所述旁通管20僅沿著各個管道13的部分26連接，部分26的橫截面大于該管道另一部分28的橫截面。
作為一種替代方式，收集裝置6包括沿各個管道13的長度等間隔隔開的旁通管20。作為另一種替代方式，各個管道13包括單個旁通管20。
各個旁通管20具有一個連接至各收集器管10的端部22和另一個連接至歧管8的端部24。
各個旁通管20均是兩臂基本豎直的大致倒U形。
作為一種替代方式，旁通管20是圓形或具有至少一個提升部分的任何其他形狀。
作為一種替代方式，旁通管20配備有散熱片，所述散熱片優(yōu)選向外凸出。
作為一種替代方式，旁通管20覆蓋有改善與周圍空氣的熱交換的特殊涂層。在圖示實施方式中，所有旁通管20具有相同長度。作為一種替代方式，使旁通管20具有不同的長度，以調(diào)節(jié)來自各個電解槽3的氣體冷卻速度。這種對來自各個電解槽的氣體溫度的調(diào)節(jié)使得可以調(diào)整收集裝置6中排出的氣體的溫度。
類似地，在圖示實施方式中，旁通管20由具有恒定橫截面的管路形成。作為一種替代方式，不同旁通管20具有橫截面不同的管路。因此，從較大橫截面的旁通管20進入歧管8的氣體的溫度將不同于從另一較小橫截面的管路進入歧管8的氣體的溫度。
在收集裝置6中在收集器管10與旁通管20之間的連接處安裝了擋板30。在收集器管10閉合而旁通管20打開的位置和收集器管10打開而旁通管20閉合的位置之間，擋板30是可移動的。
作為一種替代方式，當收集器管10保持打開時，擋板30可以用關(guān)閉或打開旁通管20的閥來代替。
當無需使用或在維護期階段，擋板30允許繞過旁通管20。
收集裝置6有利地包括用于各個旁通管20的支架32。例如，該支架32包括例如通過由在一端連接形成倒V形的兩只腳支撐的水平橫梁構(gòu)件。該橫梁構(gòu)件支撐旁通管20的各個臂。所述腳連接至管道13。
作為一種替代方式，所述收集裝置還包括用于至少一條旁通管的固定元件，所述固定元件連接至建筑的結(jié)構(gòu)。
收集器管10沒有減壓裝置。
有利的是，旁通管20具有這樣的壓頭損失，所述壓頭損失至少部分取代了由現(xiàn)有技術(shù)的收集裝置在收集器管中安裝的減壓裝置產(chǎn)生的壓頭損失。旁通管20不會增加來自氣體處理中心上游的歧管8的總的壓頭損失，因為只有收集裝置6的部分26配備有旁通管，部分26的長度由氣體處理中心入口處期望的總的溫度下降值和未改造網(wǎng)絡(luò)所允許的壓力下降值而決定。
因此，當期望有限的溫度下降值時，旁通管20的存在是一種有效、低廉又不導(dǎo)致額外壓力下降的系統(tǒng)。
有利的是，旁通管的使用使到達氣體處理中心之前通過收集裝置的氣體得以冷卻。
各個旁通管比各個收集器管要長。通過提供更大的與外界空氣熱交換的表面積，較長的管路能更有效地冷卻氣體。
權(quán)利要求
1.-一種收集多個鋁電解槽(3)釋放的氣體的收集裝置￠)，其特征在于，所述裝置包括 -收集來自各電解槽⑶的氣體的收集器管(10)； -接收收集器管(10)所收集的氣體的歧管(8)，所述歧管(8)被設(shè)計為連接至氣體處理中心；和 -多個使氣體流改道的旁通管(20)，各個旁通管(20)的一端部連接至歧管(8)、另一端部連接至收集器管(10)，能夠使溫度低于氣體溫度的介質(zhì)通過各個旁通管(20)，以在氣體到達氣體處理中心前降低通過收集裝置￠)的氣體的溫度。
2._根據(jù)權(quán)利要求
I的收集裝置(6)，其特征在于，使包含環(huán)境空氣的介質(zhì)通過各個旁通管(20)。
3._根據(jù)權(quán)利要求
I或2的收集裝置(6)，其特征在于，各個旁通管(20)的至少一部分是提升的。
4.-根據(jù)權(quán)利要求
I或2的收集裝置￠)，其特征在于，各個旁通管(20)具有大致倒U形形狀。
5.-根據(jù)權(quán)利要求
I或2的收集裝置(6)，其特征在于，其包括至少一個用于旁通管(20)的支架(32)。
6._根據(jù)權(quán)利要求
I或2的收集裝置￠)，其特征在于，各個旁通管(20)包括至少一個擋板(30)，所述擋板(30)能夠在旁通管(20)關(guān)閉位置和旁通管(20)打開位置之間移動。
7._根據(jù)權(quán)利要求
I或2的收集裝置(6)，其特征在于，收集器(8)的橫截面是可變的，旁通管(20)只沿著收集器(8)的部分(26)連接，所述收集器(8)的部分(26)的橫截面大于收集器(8)的另一部分(28)的橫截面。
8._根據(jù)權(quán)利要求
I或2的收集裝置￠)，其特征在于，收集器管(10)沒有減壓裝置。
9.-根據(jù)權(quán)利要求
I或2的收集裝置￠)，其特征在于，旁通管(20)由不同橫截面的管形成。
10.-根據(jù)權(quán)利要求
I或2的收集裝置￠)，其特征在于，旁通管(20)具有不同的長度。
11.一種鋁生產(chǎn)系統(tǒng)(2)，包括在電解反應(yīng)中能產(chǎn)生氣體的鋁電解槽(3)，和至少一個收集這些氣體的收集裝置￠)，其特征在于，所述收集裝置(6)是權(quán)利要求
1-10中任一項所述的收集裝置。
專利摘要
本實用新型涉及一種能夠收集多個鋁電解槽釋放的氣體的收集裝置(6)，其特征在于，所述裝置包括用于氣體流的至少一個旁通回路(20)，該旁通回路(20)在其一個端部連接至收集裝置(6)，能夠允許溫度低于氣體溫度的介質(zhì)通過該旁通回路(20)。
文檔編號C25C3/22GKCN202717856SQ201090001017
公開日2013年2月6日 申請日期2010年7月16日
發(fā)明者T·瑪拉爾, E·H·布阿比拉 申請人:索利奧斯環(huán)境導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan