Легкие металлы, углеродные материалы | |
Название | Утилизация теплоты анодных газов алюминиевого электролизера |
DOI | 10.17580/tsm.2016.02.08 |
Автор | Шахрай С. Г., Скуратов А. П., Кондратьев В. В., Ершов В. А. |
Информация об авторе | ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», Красноярск, Россия: С. Г. Шахрай, доцент, каф. техносферной безопасности горного и металлургического производства, эл. почта: shahrai56@mail.ru
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, Иркутск, Россия: В. В. Кондратьев, доцент |
Реферат | Представлен краткий обзор способов охлаждения анодных газов, используемых на современных алюминиевых заводах, с целью снижения их физических объемов, сокращения энергозатрат на транспортировку и уменьшения габаритов газоходных сетей, подавления десорбции фтора с горячего глинозема, уловленного газоочистными установками. Кратко рассмотрены современные методы использования теплоты анодных газов на хозяйственные и производственные нужды — получение горячей воды с ее дальнейшей дистилляцией или направлением на выработку электроэнергии в машинах Ранкина. 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 вместе с уносимыми в систему газоотсоса высокоэнтальпийными анодными газами теряется энергия, количество которой в 3–4 раза превышает затраты теплоты на нагрев глинозема до температуры расплава. С помощью уравнений теплообмена в областях электролита и глинозема показано преимущество загрузки в ванну предварительно нагретого глинозема. Разработано и представлено техническое решение, обеспечивающее использование теплоты анодных газов на нагрев глинозема до 200–250 оС перед его загрузкой в расплав. Загрузка в расплав нагретого глинозема снизит удельный расход электроэнергии электролизером на 80–95 кВт·ч/т Al, энергозатраты на транспортировку охлажденных анодных газов сократятся на 15–20 кВт·ч/т Al; одновременно снизится материалоемкость газоходных сетей корпусов производства алюминия, эксплуатирующих электролизеры с самообжигающимся анодом. Нагрев глинозема по предлагаемому техническому решению обеспечивает практически 2-кратное сокращение числа эксплуатируемых бункеров системы автоматической подачи глинозема, уменьшает нагрузку на домкраты анодной рамы и потребление энергии их приводами, улучшает условия формирования самообжигающегося анода. Статья подготовлена с использованием результатов работ, выполненных в ходе проекта 02.G25.31.0181 «Разработка сверхмощной, энергоэффективной технологии получения алюминия РА-550» в рамках Программы реализации комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства, утвержденных постановлением Правительства РФ № 218 от 9 апреля 2010 г. |
Ключевые слова | Энергосбережение, анодные газы, теплота, нагрев глинозема, утилизация, самообжигающийся анод, анодная рама |
Библиографический список | 1. Янко Э. А. Производство алюминия. Пособие для мастеров и рабочих цехов электролиза алюминиевых заводов. — СПб. : Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2007. — 305 с. 18. Пат. 2558813 РФ. Способ и устройство для утилизации тепла анодных газов алюминиевого электролизера / Шахрай С. Г., Поляков П. В., Кондратьев В. В., Белянин А. В., Шайдулин Е. Р., Пискажова Т. В. ; опубл. 10.08.2015, Бюл. № 22. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |