Сбор анодных газов и укрытие электролизёра

Анодные газы, образующиеся в процессе электролиза, содержат вредные для здоровья компоненты: фтористый водород, пары солей фтора, угарный газ и смолистые вещества. Для сохранения окружающей среды и поддержания нормальной атмосферы в рабочей зоне корпусов электролиза предусмотрена система сбора и очистки анодных газов.

а)
б)	в)
Рис. 3.15. Укрытие электролизера и средства сбора газов: а – шторное укрытие с индивидуальным приводом электролизера БТ, б - чугунные секции колокольного газосборника электролизера ВТ, в - анодное укрытие электролизера ОА

Для электролизеров БТ все четыре боковые стороны ванн закрываются с помощью навивных шторных укрытий 1 (рис. 3.15,а), набираемых из стальных звеньев и обладающих необходимой гибкостью. Шторы поднимаются путем накручивания на стальной барабан 2 с помощью механического привода 3. Размеры штор должны быть достаточными для полного укрытия каждой из сторон. Отсос и эвакуация анодных газов осуществляется через патрубки, установленные в верхней части анодного пространства.

У электролизеров ВТ по всему нижнему периметру анодного кожуха на стальном поясе навешивается колокольный газосборник, состоящий из отдельных чугунных секций 1 (рис. 3.15, б). Секции соединяются между собой через боковые приливы с помощью болтов и клиньев. Стыки между соседними секциями уплотняются огнеупорными прокладками или специальной пастой. В результате все пространство над электролитом перекрывается сплошным поясом газосборника.

         Нижняя кромка секций газосборника во время работы электролизера должна находиться выше уровня электролита на 12-15 мм. Для герметизации системы укрытия нижняя часть газосборных секций присыпается глиноземом, что предупреждает подсосы воздуха и выбивание газа из-под колокола.

Уловленные анодные газы направляются в горелки на дожигание смол и газов. На каждом электролизере в двух угловых секциях установлено по горелке. В горелки кроме газа поступает некоторое количество воздуха, необходимого для сжигания горючих составляющих и смол коксования, а также оксида углерода. За счет разрежения в горелке анодные газы после дожигания горючих веществ удаляются в центральную систему газоотсоса и поступают на газоочистку.

 На некоторых предприятиях непосредственно за горелками устанавливаются двойные патрубки, выполняющие функции улавливания из анодных газов пыли и сажи. Принцип их действия прост: поток газа направляется в низ входного патрубка и частицы пыли высаживаются на выдвижной поддон, который чистится по мере накопления пыли. Обеспыленный анодный газ через выходной патрубок разворачивается вверх и удаляется в систему газоотсоса. Такое устройство позволяет снизить нагрузку на центральную систему очистки газов.

          Укрытие электролизера ОА производится с помощью легких алюминиевых крышек 1 (рис. 3.15, в). Крышки опираются на продольные анодные балки и борта ванны, обеспечивая герметизацию рабочего пространства. Подъем и опускание крышек производится с помощью механического привода 2 или вручную. Анодные газы направляются через сборный короб в систему газоочистки. На электролизерах ОА анодные газы не содержат смолистых веществ и горючих газов коксования и сжигание их не требуется, что является их существенным преимуществом перед электролизерами с самообжигающимися анодами.

Электрическая изоляция

Электрическая изоляция необходима для предотвращения коротких замыканий и утечек тока между следующими токоведущими частями:

-анодным и катодным устройствами;

-катодным устройством и землей;

-соседними электролизёрами.

Замыкание между катодом (серией) и землей наиболее опасно, т.к. разность потенциалов между ними может достигать 

850-1500 В. Утечки тока между катодом и анодом напрямую, минуя междуполюсное пространство, также крайне нежелательны, т.к. приводят к непродуктивному расходованию электроэнергии. Во избежание этого между металлическими конструкциями анодного и катодного узлов помещается изоляционный разрыв. Он выполнен в виде прокладок и втулок из миканита, текстолита, диабаза, паранита или других изоляционных материалов.

 Утечки тока и короткие замыкания электролизера с землей могут происходить через катодную ошиновку и через катодный кожух. Поэтому кожух и ошиновка должны быть тщательно изолированы соответственно от фундамента и опор. На электролизерах с днищем кожух изолируется от железобетонных стоек с помощью изоляционных плит.

На электролизерах без днища кожух изолирован от фундамента в соединении верхней и нижней частей анкерных лап. Изоляция состоит из текстолитовой втулки и шайбы из того же материала.

 Сопротивление изоляции по отношению к земле всех постоянно находящихся или потенциально возможных оказаться под напряжением частей электролизера должно составлять не менее

0.5 мкОм.

 Подключение электродвигателей, установленных на конструкциях электролизера, включая механизмы подъема анода, анодных рам и штор, производят через два последовательно установленных разделительных трансформатора, у которых не заземлена вторичная обмотка. Это исключает попадание постоянного тока в сеть переменного тока, что могло бы вызвать нарушение работы питающих трансформаторов.

 В корпусах электролиза предусмотрены также и другие мероприятия по предотвращению замыкания серии на землю. Строительные конструкции в современных корпусах электролиза изготовляют из железобетона и на высоту 3,5 м от пола рабочей площадки покрывают изолирующим слоем бетона толщиной не менее 30 мм. Железобетонные перекрытия полов покрывают асфальтом, а в отдельных точках - плитками из каменного литья. Металлические рифленые плиты, опирающиеся одним концом на катодный кожух и имеющие потенциал электролизера, изолируются в другой точке опоры от строительных конструкций.

 Грузоподъемные механизмы мостовых кранов должны иметь изоляцию от моста крана. Механизмы, установленные на тележке, изолируются от её корпуса, а крюк изолируется от обоймы. Каждая ступень изоляции должна иметь сопротивление не менее

1,5 мкОм. Подкрановые пути не изолируются и имеют потенциал земли.

 В процессе эксплуатации изоляцию обдувают, очищают от пыли и грязи, периодически замеряют электрическое сопротивление.