Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2456383

(19)

RU

(11)

2456383

(13)

C1

(51) МПК C25C3/22 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.08.2012 - действует Пошлина: учтена за 3 год с 10.02.2013 по 09.02.2014

(21), (22) Заявка: 2011104749/02, 09.02.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

09.02.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 09.02.2011

(45) Опубликовано: 20.07.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: БУРКАТ B.C. и др. Сокращение выбросов в атмосферу при производстве алюминия. - СПб., 2005, 275 с. RU 2392355 C1, 20.06.2010. RU 2294406 C1, 27.02.2007. RU 2269610 C1, 10.02.2006. RU 2194096 C2, 10.12.2002. RU 2103416 C1, 27.01.1998. RU 2080421 C1, 27.05.1997. СН 301504, 15.09.1954.

Адрес для переписки:

660025, г.Красноярск, пр-кт Красноярский рабочий, 95, СФУ, 3-я площадка, отдел правовой охраны и защиты интеллектуальной собственности, Л.В.Пономаревой

(72) Автор(ы):

Шахрай Сергей Георгиевич (RU),

Коростовенко Вячеслав Васильевич (RU),

Баранов Анатолий Никитич (RU),

Капличенко Наталья Марковна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

(54) ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ЩЕЛЕВОГО ТИПА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА С САМООБЖИГАЮЩИМСЯ АНОДОМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к электролитическому получению алюминия, и предназначено для сжигания анодных газов в горелочных устройствах электролизеров с самообжигающимся анодом. В горелочном устройстве щелевого типа алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом, состоящем из цилиндрического теплообменника с щелями и патрубка для подвода анодных газов в его нижней части, щели цилиндрического теплообменника выполнены переменной площади нисходящей к патрубку подвода анодных газов, при соотношении предыдущей к последующей как S 1 :S 2 :S n =(1:0,7÷0,5 0,5÷0,2), где S 1 :S 2 :S n - площадь щели цилиндрического теплообменника горелочного устройства, м 2 . Обеспечивается повышение эффективности смешивания сжигаемых анодных газов, увеличение срока службы горелочного устройства. 2 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к электролитическому получению алюминия, и предназначено для сжигания анодных газов в горелочных устройствах электролизеров с самообжигающимся анодом.

Известно устройство для сжигания газов алюминиевого электролизера, оборудованное теплообменником и поворотной шайбой с отверстиями для регулирования объема подсасываемого воздуха (патент RU 2104337, опубл. 10.02.1998). Недостатками известного устройства являются: разность температур нагрева горелочного устройства и поворотной шайбы и разность их линейных расширений; равномерность объемов воздуха, подсасываемого через воздухозаборные щели и, как следствие, смещение ядра пламени от продольной оси горелки.

Известно горелочное устройство щелевого типа с патрубком для подвода анодных газов в его нижней части и отверстиями для подсоса воздуха в цилиндрической (Буркат B.C., Друкарев В.А. Сокращение выбросов в атмосферу при производстве алюминия. - Санкт - Петербург, 2005, 275 с.). Патрубок подвода газов представляет собой прямоугольное колено; отверстия для подвода воздуха - прямоугольные щели равной площади. Недостатками известного устройства являются: неравномерность скорости потока в полости горелочного устройства вследствие бокового подвода анодных газов; смещение ядра пламени от продольной оси горелки; неравномерность износа стенок горелочного устройства.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение симметричности ядра пламени относительно продольной оси горелочного устройства, равномерной концентрации сжигаемых компонентов в поперечном сечении зоны горения, повышение эффективности смешивания сжигаемых анодных газов, увеличение срока службы горелочного устройства.

Технический результат достигается тем, что в горелочном устройстве щелевого типа алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом, состоящем из цилиндрического теплообменника с щелями и патрубка для подвода анодных газов в его нижней части, щели цилиндрического теплообменника выполнены переменной площади, нисходящей к патрубку подвода анодных газов, при соотношении предыдущей к последующей как S 1 :S 2 :S n =(1:0,7÷0,5 0,5÷0,2), где S 1 :S 2 :S n - площадь щели цилиндрической части горелочного устройства, м 2 .

Данные пределы отношений площадей воздухозаборных щелей выбраны по следующим соображениям. Ввод анодных газов через патрубок в виде прямоугольного колена изменяет их траекторию на 90°. При этом наибольшая скорость потока наблюдается вблизи стенки патрубка большего радиуса, наименьшая - вблизи стенки патрубка меньшего радиуса. Разность скоростей потока на этих участках, по данным инструментальных измерений, достигает 2-5-кратного, и более, значения. Подсос меньшего объема воздуха через воздухозаборную щель меньшей площади в зону высоких скоростей, и большего объема воздуха, соответственно через воздухозаборную щель большей площади в зону низких скоростей, обеспечивает симметричность потока в горелочном устройстве.

Заявляемое устройство поясняется чертежами. На фиг.1 представлена эпюра скоростей воздуха в щелевом горелочном устройстве, взятом за прототип. На фиг.2 - эпюра скоростей воздуха в горелочном устройстве предлагаемой конструкции.

Горелочное устройство (1) состоит из цилиндрического теплообменника с щелями (2). Подвод анодных газов в горелочное устройство осуществляют через патрубок (3), выполненный в виде прямоугольного колена.

При подсосе воздуха через щели равных площадей происходит смещение потока относительно оси горелочного устройства (фиг.1), что приводит к ускоренному износу его стенки, вдоль которой скорость максимальна. При подсосе воздуха через щели различной площади поток симметричен оси горелочного устройства и его стенки изнашиваются (выгорают) равномерно (фиг.2). Кроме этого, вследствие различных объемов воздуха, подсасываемого через воздухозаборные щели происходит более интенсивное смешивание компонентов.

Технический результат заявляемого устройства заключается в целенаправленном изменении площадей воздухозаборных щелей горелочного устройства, что сопровождается изменением объемов подсасываемого через них воздуха, равномерным распределением пламени в полости горелочного устройства и увеличением срока службы горелки.

Формула изобретения

Горелочное устройство щелевого типа алюминиевого электролизера самообжигающимся анодом, состоящее из цилиндрического теплообменника с щелями и патрубка для подвода анодных газов в его нижней части, отличающееся тем, что щели цилиндрического теплообменника выполнены переменной площади, нисходящей к патрубку подвода анодных газов, при соотношении предыдущей к последующей как S 1 :S 2 :Sn=(1:0,7÷0,5 0,5÷0,2),

где S 1 :S 2 :S n - площади щелей цилиндрического теплообменника, м 2 .

РИСУНКИ