ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ НАГРЕВА ГЛИНОЗЕМА ТЕПЛОМ АНОДНЫХ ГАЗОВ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА | Научно-инновационный портал СФУ

ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ НАГРЕВА ГЛИНОЗЕМА ТЕПЛОМ АНОДНЫХ ГАЗОВ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

Перевод названия: JUSTIFICATION OF THE POSSIBILITY OF HEATING ALUMINA BY ALUMINUM ELECTROLYZER ANODE GASES WARMTH

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2016

Ключевые слова: energy efficiency, anode gases, heat, alumina heating, recovery, Soderberg, anode frame, load, энергосбережение, анодные газы, теплота, нагрев глинозема, утилизация, самообжигающийся анод, анодная рама, нагрузка

Аннотация: Выполнен анализ затрат энергии на нагрев загружаемого в ванну глинозема до температуры расплава, а также потерь теплоты с анодными газами, удаляемыми от электролизера с самообжигающимся анодом. Показано, что горячие анодные газы, температура которых на выходе из горелочного устройства может достигать 1000°С и более, уносят в систему газоотсоса энергию, количество которой в 3-4 раза превышает затраты теплоты на нагрев глинозема до температуры расплава. Предложено техническое решение, обеспечивающее использование теплоты анодных газов на нагрев глинозема перед его загрузкой в расплав, а также снижение нагрузки на домкраты анодной рамы. В частности, для нагрева глинозема предлагается использовать бункер-теплообменник системы автоматизированной подачи глинозема (АПГ), расположив его таким образом, чтобы обеспечить условия подачи сырья на два смежных электролизера. При этом объем бункера должен быть достаточным для питания смежных электролизеров в течение 2-3 суток, что обеспечит прогрев глинозема до 200-250°С. Загрузка в расплав нагретого до такой температуры глинозема снизит удельный расход электроэнергии электролизером на 80-95 кВт·ч/т Al. Охлаждение в теплообменнике анодных газов с 700-800 до 250-300°С в 2-2,5 раза снизит их физический объем, что сократит удельные затраты электроэнергии на эвакуацию охлажденных газов на 15-20 кВт·ч/т Al, материалоемкость газоходной сети корпуса электролиза - на 12-15 т. Другие преимущества технического решения, представленного в настоящей статье, - уменьшение количества устанавливаемых бункеров системы АПГ практически в 2 раза. Например, в масштабах корпуса электролиза, эксплуатирующего 88 электролизеров, с 352 до 192 единиц. Удаление бункеров с анодного кожуха сократит нагрузку на домкраты анодной рамы на 6-8 т, что, в свою очередь, снизит потребление электроэнергии их приводами на 2,0-2,5 кВт·ч/т Al, а также обеспечит более равномерное распределение температур в зоне жидкой анодной массы, что положительно скажется на формировании самообжигающегося анода. The energy consumption for heating the feed alumina charged into the electrolytic bath to the melt temperature, as well as heat losses with the anode gases removed from Soderberg cells are analyzed. It is shown that high-enthalpy anode gases whose temperature can reach 1000°С at the exit from the burner carry the energy (the amount of which is 3-4 times higher than the cost of heating the alumina to the melt temperature) away in the gas suction system. A technical solution is proposed that ensures the use of the anode gas heat for heating alumina before charging it into the melt, as well as reduces the load on anode frame jacks. In particular, for heating the alumina it is proposed to use a hopper-heat exchanger of the automated alumina feed system, provided that its location enables the feed for two adjacent electrolytic cells. The volume of the hopper should be sufficient for feeding the adjacent electrolytic cells for 2-3 days, which will heat alumina to 200-250°C. Charging heated to this temperature alumina in the melt will reduce electrolyzer's specific energy consumption by 80-95 kW·h/t Al. Cooling of anode gases in the heat exchanger from 700-800°C to 250-300°C will 2-2.5 times decrease their physical volume, which will reduce the specific cost of electrical energy consumed for cooled gas evacuation by 15-20 kW·h/t Al and decrease the material consumption of the potroom flue network by 12-15 tons. Another benefit of the technical solution introduced in this paper consists in almost double reduction in the number of installed hoppers of the automated alumina feed system. For example, in the potroom operating 88 electrolyzers their number decreases from 352 to 192 units. Removal of hoppers from the anode casing will reduce the load on the anode frame jacks by 6-8 tons, which, in its turn, will decrease the power consumption of their drives by 2.0-2.5 kW·h/t Al., as well as provide a more uniform temperature distribution in the area of liquid anode paste. This will have a positive effect on Soderberg formation.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Вестник Иркутского государственного технического университета

Выпуск журнала: 3

Номера страниц: 131-138

ISSN журнала: 18143520

Место издания: Иркутск

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет"

Авторы

  • Шахрай Сергей Георгиевич (Сибирский федеральный университет)
  • Скуратов Александр Петрович (Сибирский федеральный университет)
  • Кондратьев Виктор Викторович (Иркутский национальный исследовательский технический университет)
  • Ершов Владимир Александрович (Иркутский национальный исследовательский технический университет)
  • Карлина Антонина Игоревна (Иркутский национальный исследовательский технический университет)

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.