[go: up one dir, main page]

NO158511B - Anordning ved ovn for elektrometallurgiske formaal, saerlig aluminium-elektrolyse. - Google Patents

Anordning ved ovn for elektrometallurgiske formaal, saerlig aluminium-elektrolyse. Download PDF

Info

Publication number
NO158511B
NO158511B NO852753A NO852753A NO158511B NO 158511 B NO158511 B NO 158511B NO 852753 A NO852753 A NO 852753A NO 852753 A NO852753 A NO 852753A NO 158511 B NO158511 B NO 158511B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
cooling
pressure
heat
furnace
heat exchanger
Prior art date
Application number
NO852753A
Other languages
English (en)
Other versions
NO852753L (no
NO158511C (no
Inventor
Hans Kristian Holmen
Original Assignee
Invendt A S H
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Invendt A S H filed Critical Invendt A S H
Priority to NO852753A priority Critical patent/NO158511C/no
Priority to US07/043,556 priority patent/US4749463A/en
Priority to AT86904420T priority patent/ATE46546T1/de
Priority to EP86904420A priority patent/EP0228443B1/en
Priority to DE8686904420T priority patent/DE3665743D1/de
Priority to AU61271/86A priority patent/AU6127186A/en
Priority to PCT/NO1986/000048 priority patent/WO1987000211A1/en
Publication of NO852753L publication Critical patent/NO852753L/no
Publication of NO158511B publication Critical patent/NO158511B/no
Publication of NO158511C publication Critical patent/NO158511C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/20Automatic control or regulation of cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/005Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells of cells for the electrolysis of melts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

I aluminiumelektrolyseindustrien og lignende elektrometallurgisk industri går det tapt store energimengder i form av varme fra de ovner som benyttes i prosessene. Når det gjelder forløpet og effektiviteten av selve prosessen er det også meget viktig å ta avkjølingsforholdene i betraktning. Særlig i den senere tid er det blitt stor interesse for energi-økonomisering og -gjenvinning, og det ér således fremsatt forskjellige forslag til varmegjenvinning i ovennevnte industri.
Eksempler på kjente forslag i denne retning er å finne
i publisert britisk patentsøknad nr. 2 076 428 og i publisert vest-tysk patentsøknad nr. 3 014 942. I den britiske søknad er det beskrevet fjernelse av varme ved hjelp av et antall kjøle-elementer i ovnens sidevegg. Kjølingen er regulerbar bl.a. ved hjelp av ventiler for kjølemiddelstrømmen i hvert element. Disse kjøle-elementer består av rør. Reguleringen skjer under påvirkning av temperaturfølere anbragt i sideveg-gen. Beskrivelsen mangler imidlertid forklaring på om hensik-ten med arrangementet er å gjenvinne energi. Det foreslåtte arrangement tar sikte på å regulere temperaturen i ovnen, nærmere bestemt i ovnsbadet.
Den tyske patentsøknad beskriver derimot energigjenvinning med varmevekslere anbragt henholdsvis over badet og i sideveg-gene, eventuelt også i bunnen. Formålet er damp- og elektrisi-tetsproduksjon samtidig som sidebelegget (krusten) skal sikres eller vedlikeholdes. Ovnsveggene skal være godt isolert. Det er anordnet et deksel over badet slik at ovnen blir lukket.
En temperaturføler måler elektrolytt-temperaturen.
Ved den praktiske utførelse av regulering, avkjøling og varmegjenvinning av den her omhandlede art er det av vesentlig betydning å ta hensyn til at det trenges individuell kontroll av temperaturfordelingen for side- og bunnflatene i ovnskasser av de forskjellige typer som forekommer innen elektrometallurgisk industri. Videre er det en viktig faktor at de store og mange-artede påkjenninger som ovner og tilhørende utstyr utsettes for i denne industri, forutsetter at alt utstyr som installeres nær prosessen, enten ubetinget tåler de aktuelle påkjenninger, eller at utstyret i det minste ikke kan forårsake skader av betydning dersom det skulle svikte. Som kjent er det vanlig i disse indus-trier å ha helkontinuerlig drift, slik at vedlikehold og ut-skiftning av deler såvidt mulig må skje uten avbrudd i driften.
Ovner for aluminiumelektrolyse bygges opp med en ovnskasse som har en innvendig ildfast foring i bunn og vegger. Kon-struksjonen av bunn og vegger tar i vesentlig grad sikte på å tåle de høye temperaturer og sterke tæringskrefter som opptrer ved kontakten med smeltebadet. Tilsvarende påkjenninger virker også på de nedadvendende flater av anoden. Disse kontaktflater eller -partier på ovnen som i det vesentlige avgrenser badet sideveis, nedad og oppad, har avgjørende betydning for de nevnte varme- og temperaturforhold.
Formålet med foreliggende oppfinnelse er å angi en ny løsning som i høy grad tilfredsstiller de fordringer som i henhold til ovenstående må stilles til reguleringssystemer og -utstyr i den elektrometallurgiske industri. På den ene side dreier det seg her om å gjøre driften av hver ovn mer effektiv, og på den annen side å kunne utnytte varmeavgivelsen fra ovnen til gjenvinning av energi.
Nærmere bestemt tar således oppfinnelsen utgangspunkt i en anordning ved ovn for elektrometallurgiske formål, særlig
aluminiumselektrolyse, av den type som omfatter en ovnskasse med en innvendig foring i bunn og vegger, en anode, en varmeveksler omfattende kjølekamre som er innrettet til å gjennomstrømmes av et kjølemedium som reguleres på bakgrunn av signaler fra en temperaturføleinnretning, forbundet med et system for styrt temperaturkontroll.
Primært er det av interesse å anordne en varmeveksler på ovnskassens sidevegger og dessuten i bunnen, men det kan også tenkes situasjoner hvor en varmeveksler plasseres i anoden, særlig med tanke på nye anodekonstruksjoner som kan komme. Den regulerbare varmeveksler kan med fordel tjene tii å sikre et ønsket sidebelegg eller kruste-lag i ovnen. ,
Det nye og særegne ved anordningen ifølge oppfinnelsen går i første rekke ut på at varmeveksleren inngår direkte i et lukket kretsløp med en varmekraftmaskin, idet kjølemediet i varmeveksleren samtidig også er arbeidsmedium i varmekraftmaskinen,
Med denne løsning blir det oppnådd en høy termodynamisk systemvirkningsgrad. Dette har særlig sammenheng med at man unngår ekstra tap ved direkte varmeveksling til kjølemediet, hvilket er et meget viktig forhold å ta i betraktning ved sammenligning med hittil kjente løsninger på dette området.
Med en anordning ifølge denne oppfinnelse blir løsningen klart enklere enn alle tidligere kjente løsninger som stiller seg det mål å gjenvinne energi. Gjenvinning av energi (i form av mekanisk energi fra en varmekraftmaskin som omdannes til elektrisk kraft i en generator) er det høyeste mål for energigjenvinning. Dette kan direkte tilbakeføres til industriprosesser av den her aktuelle type, slik at den totale virkningsgrad kan økes.
Den her angitte kombinasjon av en varmekraftmaskin med lukket kretsløp og med høytemperatur-varmevekslere integrert i prosesskammerets vegg (her elektrolysecellen), er således fordelaktig på flere måter, slik det også vil fremgå av den følgende beskrivelse.
Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: FIG. 1 viser et forenklet tverrsnitt gjennom en del av ovnsveggen og bunnen, samt anoden i en aluminiumelektro-lyseovn egnet til å inngå i anordning ifølge oppfinnelsen, FIG. 2 viser et forenklet oppriss av en sideveggmodul eller
-blokk som med fordel kan benyttes i ovnen på FIG. 1, og
FIG. 3 viser rent skjematisk en sirkulasjonskrets for kjøle-medium som inngår i et system for styrt temperaturkontroll innbefattet i anordningen ifølge oppfinnelsen.
I henhold til vanlig konstruksjonspraksis har elektrolyseovnen på FIG. 1 en innvendig ildfast f6ring som omfatter en bunnforing 1' og en veggforing 1. Foringen kan hensiktsmessig bestå av et materiale med gode egenskaper når det gjelder evne til å motstå korrosjonsangrep fra elektrolytt og fra smeltet aluminium såvel som rimelig gode egenskaper når det gjelder termisk og elektrisk ledningsevne. Idag er det vanlig å benytte karbon-baserte materialer som antrasitt eller grafitt, men andre materialer utelukkes ikke i denne funksjonen. Utenpå fSringen kan det eventuelt være lagt en stålplatekledning, men dette ansees i forbindelse med denne oppfinnelse ikke å være nødvendig, idet den praktiske oppbygning av en slik ovn med sikte på en anordning ifølge denne oppfinnelse, kan skje mer rasjonelt uten en slik gjennomgående platekonstruksjon som er vanlig i konvensjonelle aluminiumelektrolyseovner.
Over ovnsbunnen er det vist et lag smeltet aluminium 4 og over dette et elektrolyttlag 3 bestående av smeltet alu-miniumoksyd og kryolitt. Videre er det vist et sidebelegg 5
og et krustelag 5' bestående av størknet kryolitt. Sidebelegget 5 har som kjent en viktig oppgave ved ovnsdriften, og det har stor betydning å foreta regulering av temperaturforholdene i ovnen slik at det dannes et slikt sidebelegg 5 med hensiktsmessig form og tykkelse. Sidebelegget tjener bl.a. til å be-skytte veggforingen 1 mot den kraftige tæringsvirkning som elektrolyttbadet 3 kan gi. I denne forbindelse er temperatur-gradienten gjennom de forskjellige lag fra smeltebadet 3, 4 ut gjennom sidebelegget 5 og foringen 1 av stor betydning. Tilsvarende gjelder også tildels for varmeovergangsforholdene gjennom ovnens bunnkonstruksjon.
Ovnskonstruksjonen ifølge FIG. 1 er spesiell på den måte at ovnsveggene, resp. bunnen, har en betydelig redusert fSrings-tykkelse og liten termisk motstand gjennom foringen, i forhold til det som tidligere er brukt i ovnskonstruksjoner for elektrometallurgiske formål, særlig aluminiumelektrolyse. I denne industrigren har det vært en meget konservativ holdning til di-mensjoneringen av slike ovnskasser, særlig kanskje på grunn av de kostbare og potensielt farlige konsekvenser som kan opptre ved gjennomsmelting av en ovnskasse slik at det smeltede innhold renner ut. Ved å anordne et kjølesystem som her beskrevet, vil det i høy grad være mulig å redusere dimensjonene og material-forbruket ved oppbygning av disse ovnskasser, idet den nødvendige regulering og lokale kjøling blir foretatt på en ny og fordelaktig måte som skal beskrives i det følgende.
Som det fremgår av FIG. 1 er det anordnet et varmeveks-lersystem omfattende kjølekamre 6A, 6B og 6C i anlegg mot veggforingen 1 og andre kjølekamre 6' under bunnforingen 1'. Dessuten er det vist kjølekamre 51 i ovnens anode 50.
Kjølekamrene 6A, 6B og 6C på ovnsveggen har en grunnflate eller anleggsflate som dekker en forholdsvis liten andel av ovnens sidevegg. Grunnflaten av kjølekamrene kan med fordel ha en tilnærmet kvadratisk form. Kjølekamrene er plassert med ubetydelig innbyrdes mellomrom og er innrettet til å gjennom-strømmes av et kjølemedium med individuell regulering for hvert kjølekammer.
Sett fra det indre av ovnen ligger kjølekamrene (varme-vekslerelementene) 6A, 6B, 6C bak firingen 1 og videre bak kamrene er det montert en varmefordelerplate 16 som i første rekke har en sikkerhetsfunksjon. Platen 16 skal fordele varme til nabokamre dersom et av kamrene skulle svikte, eventuelt tilkoblinger til dette. Endelig kan det bak varmefordelerplaten 16 være anordnet et høyverdig isolerende materiale.
Figurene 1 og 2 illustrerer noe mer detaljert kjøle-systemet for ovnsveggen, hvor den her angitte kjøleanordning har sin største betydning. Kjølesystemet omfatter tilførsels-rør 7A, 7B, 7C med en felles tilførsel som antydet ved 7. For hvert kjølekammer 6A, 6B, 6C (FIG. 1) er det i de tilhørende tilførselsrør innsatt reguleringsventiler henholdsvis 8A, 8B og 8C. Videre er det for disse kamre vist en felles returledning 9 med korte rørstykker til hvert av kamrene, hvorav rørstykket 9A for kammer 6A er spesielt angitt.
Som vesentlige bestanddeler av systemet for styrt temperaturkontroll av den viste ovn, er det på FIG. 1 rent skjematisk og forenklet vist en styre-enhet 40 som hensiktsmessig kan være en datamaskin, og som gjennom utganger antydet ved 41 avgir et settpunkt til et antall reguleringsorganer 10 som på sin side manøvrerer de ovenfor omtalte ventiler 8A, 8B og 8C.
I tillegg til et settpunkt fra styre-enheten 40 påtrykkes regu-leringsorganene 10 en eller flere måleverdier vedrørende varmeforholdene i og i tilknytning til kjølekamrene 6A, 6B og 6C. Således er det i kammeret 6C vist et temperaturmåle-element
18 og dessuten en varmefluksmåler 19, idet måle-
verdiene fra disse elementer føres til hvert sitt av regulerings-organene 10 som vist. Dermed kan gjennomstrømningen av kjøle-medium reguleres individuelt for hvert kjølekammer. I henhold til konvensjonell reguleringsteknikk kan styre-enheten eller datamaskinen 40 beregne de respektive settpunkter på grunnlag av ønskede ovnsdriftparametre og måleverdier fra forskjellige deler av systemet eller ovnsinstallasjonen.
I forbindelse med FIG. 1 er det ovenfor bare omtalt tre kjølekamre 6A, 6B og 6C, men det er innlysende at et større antall slike kjølekamre anbringes langs hele lengden av en elektrolyseovn for å dekke en vesentlig del av veggoverflaten. Kjølekammeret anbringes over alle de deler av veggoverflaten
som har betydning for avkjøling og regulering under-drift av ovnen.
En fordelaktig utførelse består i henhold til oppfinnelsen i at ovnsveggen bygges opp seksjonsvis av modulære blokker, hvorav en blokk eller modul er vist på FIG. 2. Denne viser de samme tre kjølekamre 6A, 6B og 6C som på FIG. 1, med tilhørende tilførselsrør 7A, 7B henholdsvis 7C. For enkelhets skyld er ventilene i disse rør ikke tatt med på FIG. 2. Eventuelt kan ventilene være anbragt utenfor den modulære blokk slik at oppbygningen av denne blir noe forenklet. For hvert kjølekammer 6A, 6B og 6C er det markert en tilhørende kvadratisk fåringsdel 1A, 1B og 1C, som enten kan være bygget opp av separate fdringsdeler eller kan utgjøre et sammenhengende element for blokken. Kjølekamrene er på FIG. 2 vist med en sirku-lær grunnform og har en sentrisk innføring av tilførselsrørene 7A, 7B og 7C. Tilkoblingen av en (ikke vist) returledning fra hvert av disse kamre er antydet ved henholdsvis 9A, 9B og 9C.
I likhet med tilførselsrørene 7A, 7B og 7C kan returledningene fra hvert kammer føres vertikalt oppad for tilkobling til det øvrige sirkulasjonssystem i overkant av ovnsveggen slik som antydet på FIG. 1.
For å oppnå en hensiktsmessig sirkulasjon og fordeling av kjølemediet i hvert kjølekammer kan disse være forsynt med indre fordelingsvegger, slik som spesielt vist for kjølekammeret 6C på FIG. 2. I sammenheng med den der viste sirkulære form av kjølekamrene har således fordelingsveggen 29 i kammeret 6C
et spiralforløp som fører kjølemediet i en spiralformet strøm-ningsbane fra sentrum ut mot returledningens tilkobling ved 9C nær kammerets omkrets.
Måle-elementene 18 og 19 er ikke inntegnet på FIG. 2,
men plasseringen av disse vil være i henhold til kjente prin-sipper for instrumentering. Foruten ren temperaturmåling i kjølemediet, eventuelt veggforingen, kan det også anordnes måling av varmestrøm i kamrene (varmefluksmålere 19).
Den modulære blokk 20 som vist på FIG. 2 kan serieprodu-seres med alle de tilhørende elementer og rørstykker klar for montering og tilkobling i forbindelse med oppbyggingen av en ny ovn eller utbedring av en ovn som har vært i drift og opp-rinnelig basert på et system som her beskrevet - eventuelt også som erstatning av foring i ovn som har vært basert på eldre teknologi.
Ovenfor er det allerede understreket at en anordning av kjølekamre på ovnsveggene er det mest naturlige.
Imidlertid viser FIG. 1 også en varmeveksler med kjølekamre 6' under bunnf6ringen 1' i ovnen, med tilhørende sirkulasjonsrør for et kjølemedium. Da temperatur- og varmeforholdene i bunnen ikke er så kritiske som langs ovnsveggene, trenger kjølekamrene 6' under bunnen ikke å være så små som forklart i forbindelse med veggkonstruksjonen. Således kan kamrene 6' i bunnen strekke seg over en større del av eller eventuelt hele lengden av ovnen. Ikke desto mindre kan det være fordelaktig med en varmefordelingsplate 16'.
For en mer komplett varmegjenvinning og eventuelt ønsket kjølevirkning er det dessuten i anoden 50 vist innsatt kjøle-kamre 51 forsynt med tilhørende ledninger, ventiler og reguleringsorganer svarende mer eller mindre til det som er omtalt ovenfor i tilknytning til ovnens sidevegg. Også i anoden kan det være innlagt en varmefordelingsplate 56 bak kjølekamrene. Anordning av slike kjølekamre i anoden krever modifisert konstruk-sjon av denne i forhold til det som er konvensjonell teknikk.
Ved slik kjøling av anoden i aluminiumelektrolyseovner vil store
fordeler kunne oppnås.
Som kjølemedium blir det i denne forbindelse sterkt foretrukket å anvende helium, som på den ene side har for-delaktige strømningsegenskaper og på den annen side er et gunstig medium for varmetransport. Videre er det viktig at helium er en enatomig, Inert gass og derfor ikke medfører faremomenter ved bruk i forbindelse med elektrolyseovner som omfatter høye temperaturer, elektriske strømmer og andre risikofaktorer. Anvendel-se av helium er særlig fordelaktig når den omtalte styring eller temperaturkontroll i vesentlig grad tar sikte på varmegjenvinning og ikke bare ren kjølevirkning for ovnsdriftens egen skyld.
1 et system for varmegjenvinning som her beskrevet
er det et viktig trekk at heliumsirkulasjonen skjer i en lukket krets for direkte varmevekslin<q> til høytrykksiden av en varmekraftmaskin (ekspansjonsmaskin),
f.eks. turbin, som utnytter gjenvunnet varme fra ovnen.
Helium er en enatomig gass med et høyt Cp/Cv-forhold og med lav viskositet. Dette gjør at helium er meget godt egnet som arbeidsmedium i en varmekraftmaskin.
Prinsippet for produksjon av elektrisk kraft ved hjelp av en lukket gass-krets med en kompressor, en høytemperatur-varmeveksler, en gassturbin og en kjøler er vel kjent, og kalles Joules idealgass-syklus. Den teoretiske maksimale virkningsgrad er lavere enn for Carnofs syklus, men den er ikke mye lavere. Formelen for virkningsgraden er gitt ved:
N' -1 - <pi / V ¥
Pj= Min. trykk
P2= Maks.trykk
K = Cp/Cv
Cp= spesifikk varme ved konstant trykk
Cv= spesifikk varme ved konstant volum
For helium er K praktisk talt temperatur- og trykkuavhengig og lik 1,67.
Virkningsgraden øker som formelen viser med økende trykk-forhold. Problemet er at temperaturen i gassen øker sterkt med økende kompresjonsgrad, og det gjør at det kan tas opp mindre varme pr. syklus når maksimal temperatur er gitt.
Prinsippet for varmegjenvinningen er vist skjematisk
og forenklet på FIG. 3. FIG. 3 viser en varmeveksler 32 som omfatter en anordning med flere kjølekamre som beskrevet ovenfor. Fra denne varmeveksler 32 sirkulerer helium til høytrykk-siden 30A av en turbin som driver en generator 31, f.eks. for produksjon av elektrisk energi. Videre sirkulerer helium til en annen varmeveksler 33 på lavtrykksiden med en eventuelt på-følgende reguleringsventil 34 og derefter til lavtrykksiden (kompressordelen) 30B av turbinen. Derfra går heliumstrømmen tilbake til varmeveksleren 32 på elektrolyseovnen eller -ovnene. Denne direkte varmeveksling fra ovnen til høytrykksiden av tur-binaggregatet innebærer en sterk forenkling av hele varmegjen-vinningssystemet og blir optimalisert bl.a. ved bruk av helium som kjølemiddel, hvilket tillater et lavere maksimaltrykk i sirkula-sjons sy stemet .
Den sekundære varmeveksler 33 gjør det mulig å utnytte ytterligere deler av spillvarmen, f.eks. til vannoppvarmning.
Med sikte på at generatoren 31 skal levere elektrisk vekselstrøm ved tilnærmet konstant frekvens, f.eks. 50 Hz, må turtallet på turbinen 30A søkes holdt konstant med varierende varmeoverføring til høytemperaturvarmeveksleren 32. Slike varia-sjoner vil forekomme under vanlig drift av aluminiumelektrolyseovner. Reguleringen av dette skjer gjennom endringer i den sir-kulerende helium-mengde, dvs. ved trykkendring i den lukkede krets. Tilførsel av helium øker trykket, mens uttapning av helium fra kretsen senker trykket i denne. Dette gjøres fortrinnsvis på et punkt 39 hvor det hersker forholdsvis lavt trykk og lav temperatur, dvs. efter lavtemperaturvarmeveksleren 33.
Trykk/mengde-reguleringen av helium kan foretas på forskjellige måter, men det foretrekkes ikke å forbruke eller tape helium i den forbindelse. Således viser FIG. 3 én trykktank eller -akkumulator 61 for helium og en tilhørende ventil 63 som tillater regulert tilførsel av helium fra tanken 61 til sirkula-sjonskretsen i punktet 39. Videre er det anordnet en kompressor 62 som gjennom en annen ventil 64 tjener til regulert trykksenk-ning i kretsen, ved å overføre (komprimere) helium til tanken 61. Ved et slikt trykksenkningsforløp er selvsagt ventilen 63 lukket.
Den her beskrevne regulering kan skje under styring av
en regne-enhet 40' som hensiktsmessig kan utgjøres av eller inngå som en del av datamaskinen 40 på FIG. 1, idet de rele-vante inngangssignaler for reguleringen av heliumsirkulasjonen vil være åpenbare for en fagmann, og den strømstyrke som elektrolyseovnene drives med, er en viktig parameter.
Reguleringsinnretningen med trykkakkumulatortank 61 og kompressor 62 og tilhørende ventiler kan være felles for et antall eller samtlige ovner i et elektrolyseanlegg, eller en slik innretning kan være anordnet for hver ovn.
Reguleringen for tilnærmet konstant turtall som nevnt er også fordelaktig for de fleste aktuelle utførelser av ekspansjonsmaskin (turbin) 30A og tilhørende kompresjonsmaskin (kompressor) 30B. Disse typer maskiner har som regel et forholdsvis snevert turtallsområde med best virkningsgrad.

Claims (6)

1. Anordning ved ovn for elektrometallurgiske formål, særlig aluminiumelektrolyse, omfattende en ovnkasse med en innvendig foring i bunn (1') og vegger (1), en anode en varmeveksler (6, 6', 51, 52, 53) omfattende kjølekamre (6A, 6B, 6C) som er innrettet til å gjennomstrømmes av et kjølemedium som reguleres på bakgrunn av signaler fra en temperaturføleinnretning (18, 19), forbundet med et system for styrt temperaturkontroll, karakterisert ved at varmeveksleren (6, 6', 51, 52, 53) inngår direkte i et lukket kretsløp (32, 30A, 33, 30B) med en varmekraftmaskin (30A), idet kjølemediet i varmeveksleren samtidig også er arbeidsmedium i varmekraftmaskinen.
2. Anordning ifølge krav 1, hvor varmekraftmaskinen er innrettet til å drive en generator beregnet for produksjon av elektrisk vekselstrøm med tilnærmet konstant frekvens, karakterisert ved en innretning (61, 62, 63, 64, 40') for regulering av trykket på et punkt (39) i det nevnte kretsløp (32, 30A, 33, 30B) hvor det hersker forholdsvis lavt trykk og lav temperatur.
3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den omfatter en trykktank (61) som gjennom en ventil (63) tjener til å øke trykket i kretsen, en kompressor (62) som tjener til å senke trykket i kretsen ved å overføre kjøle-/ arbeidsmedium fra denne til trykktanken (61), og en annen ventil (64) som medvirker til å styre kompressoren (62), hvorved sirkulert mengde kjøle-/arbeidsmedium reguleres (61-64) ved endring av arbeidsmediets trykk.
4. Anordning ifølge krav 1, 2 eller 3 karakterisert ved at ovnsveggen er bygget opp av modulære blokker (20) som hver fortrinnsvis har en høyde tilnærmet svarende til høyden av ovnsveggen og en bredde svarende til bredden av et kjølekammer (6A, 6B, 6C), og som omfatter indre foringsdeler (IA, IB, 1C), et antall kjølekamre (6A, 6B, 6C) med tilhørende rørstykker (7A, 7B, 7C, 9, 9A) og eventuelt ventiler (8A, 8B, 8C) samt et varmeisolasjonslag (11) utenpå kjølekamrene og omkring rørstykkene, eventuelt ventilene.
5. Anordning ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at det i ovnens anode (50) er innsatt kjølekamre (51, 52, 53) som inngår i systemet for styrt temperaturkontroll.
6. Anordning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at systemet for styrt temperaturkontroll omfatter en styre-enhet (40) som på grunnlag av ønskede ovns-driftsparametre og målinger avgir et settpunkt (41) for regulering av ventiler (8A, 8B, 8C) i tilførselsrør (7A, 7B, 7C) og/eller en returledning for kjølemedium til, resp. fra hvert kjølekammer (6A, 6B, 6C).
NO852753A 1985-07-09 1985-07-09 Anordning ved ovn l, saerliga luminium-elektrolyse. NO158511C (no)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO852753A NO158511C (no) 1985-07-09 1985-07-09 Anordning ved ovn l, saerliga luminium-elektrolyse.
US07/043,556 US4749463A (en) 1985-07-09 1986-07-04 Electrometallurgical cell arrangement
AT86904420T ATE46546T1 (de) 1985-07-09 1986-07-04 Zellenanordnung fuer elektrometallurgische zwecke, insbesondere aluminiumelektrolyse.
EP86904420A EP0228443B1 (en) 1985-07-09 1986-07-04 Cell arrangement for electrometallurgical purposes, in particular aluminun electrolysis
DE8686904420T DE3665743D1 (en) 1985-07-09 1986-07-04 Cell arrangement for electrometallurgical purposes, in particular aluminun electrolysis
AU61271/86A AU6127186A (en) 1985-07-09 1986-07-04 Cell arrangement for electrometallurgical purposes, in particular aluminun electrolysis
PCT/NO1986/000048 WO1987000211A1 (en) 1985-07-09 1986-07-04 Cell arrangement for electrometallurgical purposes, in particular aluminun electrolysis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO852753A NO158511C (no) 1985-07-09 1985-07-09 Anordning ved ovn l, saerliga luminium-elektrolyse.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO852753L NO852753L (no) 1987-01-12
NO158511B true NO158511B (no) 1988-06-13
NO158511C NO158511C (no) 1988-09-21

Family

ID=19888386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO852753A NO158511C (no) 1985-07-09 1985-07-09 Anordning ved ovn l, saerliga luminium-elektrolyse.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4749463A (no)
EP (1) EP0228443B1 (no)
AU (1) AU6127186A (no)
DE (1) DE3665743D1 (no)
NO (1) NO158511C (no)
WO (1) WO1987000211A1 (no)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5149576A (en) * 1990-11-26 1992-09-22 Kimberly-Clark Corporation Multilayer nonwoven laminiferous structure
US5145727A (en) * 1990-11-26 1992-09-08 Kimberly-Clark Corporation Multilayer nonwoven composite structure
IS3943A (is) * 1991-11-07 1993-05-08 Comalco Aluminium Limited Forskautsker þar sem fram fer stöðug forbrennsla eða -herðing
US5273635A (en) * 1992-06-04 1993-12-28 Thermacore, Inc. Electrolytic heater
US5855757A (en) * 1997-01-21 1999-01-05 Sivilotti; Olivo Method and apparatus for electrolysing light metals
DE69809202T2 (de) * 1997-05-23 2003-05-28 Moltech Invent S.A., Luxemburg/Luxembourg Aluminium-herstellungszelle und kathode
FR2777574B1 (fr) * 1998-04-16 2000-05-19 Pechiney Aluminium Cuve d'electrolyse ignee pour la production d'aluminium par le procede hall-heroult comprenant des moyens de refroidissement
NO313462B1 (no) * 2000-06-07 2002-10-07 Elkem Materials Elektrolysecelle for fremstilling av aluminium, en rekke elektrolyseceller i en elektrolysehall, fremgangsmåte for åopprettholde en kruste på en sidevegg i en elektrolysecelle samtfremgangsmåte for gjenvinning av elektrisk energi fra en elektr
NO312770B1 (no) * 2000-11-13 2002-07-01 Elkem Materials Fremgangsmåte for å kontrollere temperatur på komponenter i höytemperaturreaktorer
US6855241B2 (en) 2002-04-22 2005-02-15 Forrest M. Palmer Process and apparatus for smelting aluminum
FR2842215B1 (fr) * 2002-07-09 2004-08-13 Pechiney Aluminium Procede et systeme de refroidissement d'une cuve d'electrolyse pour la production d'aluminium
NO318164B1 (no) * 2002-08-23 2005-02-07 Norsk Hydro As Metode for elektrolytisk produksjon av aluminiummetall fra en elektrolytt samt anvendelse av samme.
NO318012B1 (no) * 2003-03-17 2005-01-17 Norsk Hydro As Strukturelle elementer for benyttelse i en elektrolysecelle
NO331938B1 (no) * 2004-09-16 2012-05-07 Norsk Hydro As Fremgangsmate og system for energigjenvinning og/eller kjoling
AP2007003948A0 (en) * 2004-10-21 2007-04-30 Bhp Billiton Innovation Pty Internal cooling of electrolytic smelting cell
FR2893329B1 (fr) * 2005-11-14 2008-05-16 Aluminium Pechiney Soc Par Act Cuve d'electrolyse avec echangeur thermique.
RU2318922C1 (ru) * 2006-05-02 2008-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" Устройство для охлаждения катодного кожуха алюминиевого электролизера
US20080017504A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-24 Alcoa Inc. Sidewall temperature control systems and methods and improved electrolysis cells relating to same
EP2431498B1 (en) 2010-09-17 2016-12-28 General Electric Technology GmbH Pot heat exchanger
WO2012136796A2 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Bhp Billiton Aluminium Technologies Limited Heat exchange elements for use in pyrometallurgical process vessels
NO336846B1 (no) * 2012-01-12 2015-11-16 Goodtech Recovery Technology As Forgrenet varmerør
GB2564456A (en) * 2017-07-12 2019-01-16 Dubai Aluminium Pjsc Electrolysis cell for Hall-Héroult process, with cooling pipes for forced air cooling
NO348565B1 (no) * 2024-05-24 2025-03-10 Tvs As Damptrykk system som er innmontert i smelteovner som har høye temperaturer for å utnytte overskuddsenergi

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4087345A (en) * 1977-07-19 1978-05-02 Ardal Og Sunndal Verk A.S. Potshell for electrolytic aluminum reduction cell
DE2735435A1 (de) * 1977-08-05 1979-02-15 Ardal Og Sunndal Verk Tiegelmantel fuer elektrolytische zellen
US4222841A (en) * 1979-04-23 1980-09-16 Alumax Inc. Hall cell
GB2076428B (en) * 1980-05-19 1983-11-09 Carblox Ltd Aluminium manufacture
DE3033710A1 (de) * 1980-09-02 1982-04-01 Schweizerische Aluminium AG, 3965 Chippis Vorrichtung zum regulieren des waermeflusses einer aluminiumschmelzflusselektrolysezelle und verfahren zum betrieb dieser zelle
US4492820A (en) * 1980-10-24 1985-01-08 Salt Lake Communications, Inc. Telephone alarm system
JPS58161788A (ja) * 1982-03-16 1983-09-26 Hiroshi Ishizuka MgCl↓2用電解装置
JPS61113783A (ja) * 1984-11-09 1986-05-31 Hiroshi Ishizuka 溶融塩化物電解装置
US4608135A (en) * 1985-04-22 1986-08-26 Aluminum Company Of America Hall cell

Also Published As

Publication number Publication date
WO1987000211A1 (en) 1987-01-15
AU6127186A (en) 1987-01-30
DE3665743D1 (en) 1989-10-26
NO852753L (no) 1987-01-12
EP0228443A1 (en) 1987-07-15
NO158511C (no) 1988-09-21
EP0228443B1 (en) 1989-09-20
US4749463A (en) 1988-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO158511B (no) Anordning ved ovn for elektrometallurgiske formaal, saerlig aluminium-elektrolyse.
US4222841A (en) Hall cell
CN107380780B (zh) 一种双层夹套高温熔盐储罐
NO319871B1 (no) Termoelektrisk generator
NO313462B1 (no) Elektrolysecelle for fremstilling av aluminium, en rekke elektrolyseceller i en elektrolysehall, fremgangsmåte for åopprettholde en kruste på en sidevegg i en elektrolysecelle samtfremgangsmåte for gjenvinning av elektrisk energi fra en elektr
CA2741168C (en) Method and means for extracting heat from aluminium electrolysis cells
AU2001264422A1 (en) Electrolytic cell for the production of aluminium and a method for maintaining a crust on a sidewall and for recovering electricity
Bauer et al. The potential of thermophotovoltaic heat recovery for the UK industry
US11971221B2 (en) Thermal battery and electricity generation system
US20160223268A1 (en) High-temperature heat accumulator
RU132805U1 (ru) Агрегат для автоматического управления температурой электролизера
US5665213A (en) Continuous prebaked anode cell
CN220057059U (zh) 一种铝电解槽柔性生产能量平衡调控系统
CN206369332U (zh) 一种锅炉
CN204649324U (zh) 大型汽轮机组专用高温耐磨热电偶
CN109778234A (zh) 一种铝电解槽壁辐射热余热回收系统
US20250305172A1 (en) Aluminium smelting method &amp; apparatus
CN206616262U (zh) 一种镀铝锌硅生产线用电阻加热的溜槽结构
CN215062941U (zh) 一种带压自然循环的固体电加热蓄供一体化装置
CN111271974A (zh) 一种移动式碳渣熔炼炉
AU673125B2 (en) Continuous prebaked anode cell
CN110953911A (zh) 一种多能源高温相变蓄热分层装置
CN210688768U (zh) 建设期锅炉冬季防冻装置
SU986968A1 (ru) Устройство дл утилизации тепла самообжигающегос анода алюминиевого электролизера
CN120313393A (zh) 一种利用退役锅炉膜式水冷壁钢材的蓄热储能装置及方法