CN102574646B - 用于供给可流化材料的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

通过筒仓(1)供给处于流化状态的材料的方法和装置，在筒仓(1)内部、在其底部中带有至少一个可流化元件(3)，其中当所述元件被激活时，所述元件能够朝向一个第一出口输送材料并且经由一个第二出口(9)将受控剂量进一步输送到流化运送器(11)。供给至第一出口的材料被优选为锥形部件的形成为大致竖向的部件(5)的供给贮存器接收，部件(5)向下会聚到所述运送器(11)上。在贮存器上方布置有一个顶板(6)，顶板(6)使得在贮存器内的材料中的压力与筒仓的填充速度无关。

Description

用于供给可流化材料的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于供给可流化材料的方法和装置。本发明尤其涉及将诸如氧化铝和/或氟化物的材料供给至铝电解槽。
背景技术
传统上，几乎全部为铝生产服务的现有电解技术都配备有筒仓和定体积供给器(silosandvolumetricfeeder)并且它们全都受到定容积测量的控制。这将使该过程受到材料密度变化(通常会改变±10％)的影响。此外，与诸如隔离的其它存储和处理事项相结合的这种变化，对罐的供给稳定性可以产生负面影响，而且确实产生了负面影响。此外，如今大多数电解槽也已经配备有筒仓，因此最新开发的单元是基于改进的理念。
过去，已经发明过用于这类材料和应用的数种供给器并申请过专利。例如，从EP605037B1得知存在一种具有贮存器的供给器，贮存器带有向下至卸放通道的出口，在卸放通道的底部具有可流化元件。供给是基于流化卸放，流化卸放将取决于可流化元件被激活的时间周期的持续时间。因此，供给器通过受时间控制的卸放/计量原理而工作。
发明内容
根据本发明，现在提出一种比在前解决方案更加精确的供给设备。这是由于如下事实：供给器设有一种在力的方面使卸放贮存器与主材料堆(筒仓)隔离的设备。因此，这种元件使供给器更少受到筒仓中的实际填充水平的影响。
与激活供给(开始阶段)和停止供给有关的材料的流动在可重复性的意义方面也得到提高。
可以通过如由所附权利要求限定的本发明实现上述优点和更多优点。
附图说明
下面，将通过附图和实例进一步描述本发明，其中：
图1公开了根据本发明的一种供给设备的立体图，
图2公开了根据图1、通过供给设备、并且处于第一周期步骤中的切口，在第一周期步骤中已经装满了供给器的筒仓，
图3公开了处于第二周期步骤中的图2的供给设备，
图4公开了处于第三周期步骤中的图2的供给设备，
图5显示设置点剂量为1kgAlF3的图，测得值Vs.预测值
图6显示设置点剂量为1kgAl2O3的图，测得值Vs.预测值。
具体实施方式
功能原理
正如从图1可以看出的那样，供给设备包括筒仓1，在筒仓的底部内带有诸如一个或多个垫的可流化元件3。该元件可以通过在位置4处的诸如流过可控阀的空气的增压气体(未示出)而被激活(activated)。筒仓和/或该元件的底部以优选在1-5°之间的角度朝向筒仓的出口倾斜。
在出口处布置有供给贮存器，在该实例中显示为包括形状为锥形的大致竖向的、向下会聚的部件5和作为其主元件的顶板6。顶板6布置在锥形部件5的入口上方，并且顶板6将限制筒仓内部的材料以在锥形部件内的材料中引起压力。此外，与筒仓的两个侧壁和一个后壁相接触并且具有与一部分流化元件交迭的投影区域的顶板的结构细节，将是与从筒仓供给的稳定性相关的高度重要的方面。
顶板连同出口和流化元件的工作原理是，由于休止角(AngleofRepose，AR)，只有当可流化元件3被激活时，材料才流入锥形部件。当可流化元件3未被激活时，去往锥形部件5的入口的材料输送被停止，并且受到材料的休止角(angleofrepose，AR)的精确限制。
从锥形部件5，材料被引导而通过封闭的、倾斜的运送器11，运送器11在其底部内具有流化元件(未示出)。可以通过允许将增压气体引入该元件的位置8处的阀(未示出)而激活垫。
当筒仓被填充时，通过筒仓1顶部中的孔10供给氧化铝和/或氧化铝氟化物。当筒仓1被材料填充时，将更多空气引入到筒仓中。这些空气需要被排出，通过曝气排出管(de-aerationtube)2的帮助，来自筒仓内部的这种过多的空气将通过管道而被输送到电解槽的内部(后面解释)。如图所示，曝气排出管2可以连接到材料出口管9上方的倾斜的运送器11的末端部分。
图2示出当筒仓被填充时的程序。当筒仓被填充时，可流化元件3是未被激活的(in-active)，(即，位置4处的阀是关闭的)。此外，还显示曝气排出管2和7的细节。各管在筒仓的上部区域内终止。此外，在图2中，显示出靠近于出口的材料“M”的休止角“AR”，以及由顶板6和可流化元件3的延伸表示的延伸量(overhung)“e”。流化元件优选延伸到锥形部件的进入开口的边界。另外，顶板的高度处在流化元件上方的水平“h”处。
优选地，延伸量“e，，与高度“h”之比取决于材料休止角。例如，如果休止角为45°，则比率e∶h优选接近于1∶1或者稍微大一点，以确保当可流化元件未被激活时将不把材料输送到进入开口。
还应该理解在应用带有圆形入口的锥形部件的情况下，顶板可以具有类似的形状以便沿着进入开口的边界(未示出)确立适当的比率e∶h。
对于***将必须确立限制的锁定(即粉末材料流的接通/断开功能的能力)而言，这些参数是决定性的。
图3显示下一个程序，即，包括锥形部件5的容积和在顶板6下方的空间在内的供给贮存器的填充。在图1中标记为4的阀被打开，即，可流化元件3是激活状态的。供给贮存器的容积被图1中的锥形部件5和顶板6限制。为了在该程序期间排出空气，利用了曝气排出管7。曝气排出管7使顶板6下方的空间与筒仓的上部连接。
图4公开了定量给料程序，在该程序中，由时间/容量确定的剂量从计量贮存器卸放到电解槽。在该程序中位置8处的阀在确定量的时间内被激活，以通过出口9给出需要的剂量大小。在这种定量给料期间，排出的流化空气经由筒仓排出、进入曝气排出管2并且和材料一起和通过出口管9，并进一步进入电解槽。此外，锥形部件的形状对于可重复性是重要的。例如，锥形部件的角度对于物质的内部摩擦和流动而言是重要的。锥形部件具有的角度应该确保摩擦力为单向。根据实际的材料，用于锥形部件的角度的优选值为从竖向起5-20°。
锥形部件优选沿着其长度轴线旋转对称，并且还具有圆形横截面。然而，也可以应用诸如带有倾斜壁(渐缩形状)的矩形横截面的其它形状。
正如可以从图5和6中看出的那样，分别用于氟化铝和氧化铝的剂量的可重复性是非常精确的。测试的性能显示的变化如此的低，使得所使用的比例的精确性左右了结果。
用于确保剂量的最精确的可重复性的重要事实在于不完全腾空供给器缓冲器(buffer)。因此程序的控制必须符合该需求。
如果有必要，供给器优选以使整个容积在短时间段内能够被猝熄(quenched)或者冲净(flushed)的方式进行构建。这个情形可能发生在带有阳极效应的环境中。

Claims (9)

1.用于将可流化材料供给至铝电解槽的装置，所述可流化材料是氧化铝和/或氟化物，所述装置包括筒仓(1)，该筒仓在其底部内带有至少一个可流化元件(3)，其中当所述元件被激活时，所述元件能够朝向一个第一出口输送材料并且借助于一个出口管(9)输送到用于受控剂量的流化运送器(11)上，
其特征在于
在所述用于受控剂量的流化运送器(11)的上游布置有供给贮存器，所述供给贮存器包括从第一出口向下会聚到所述流化运送器(11)上的大致竖向部件(5)以及布置在所述第一出口上方的顶板(6)，
其中，所述筒仓还包括：
第一曝气排出管(2)，所述第一曝气排出管连接到所述出口管(9)上方的所述流化运送器(11)的末端部分，所述第一曝气排出管(2)通过所述出口管(9)而与所述铝电解槽连通；以及
第二曝气排出管(7)，所述第二曝气排出管使所述顶板(6)下方的空间与所述筒仓(1)的上部连接。
2.根据权利要求1所述的装置，
其特征在于
所述竖向部件(5)是锥形部件。
3.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于
所述锥形部件(5)的角度在5和20°之间。
4.根据权利要求1所述的装置，
其特征在于
所述顶板(6)邻接所述筒仓的内部侧壁和一个端壁，并且还以从入口到竖向部件的长度(e)突出。
5.根据权利要求1所述的装置，
其特征在于
所述顶板(6)布置在所述可流化元件(3)上方的高度(h)处。
6.根据权利要求1所述的装置，
其特征在于
从上面看，所述顶板(6)是凸形的。
7.一种采用根据权利要求1至6中的任一项所述的装置供给处于流化状态的材料的方法，
其特征在于
在计量程序期间所述流化运送器(11)被激活以计量材料。
8.根据权利要求7所述的供给处于流化状态的材料的方法，
其特征在于
当填充供给贮存器时，所述可流化元件(3)被激活。
9.根据权利要求8所述的供给处于流化状态的材料的方法，
其特征在于
如果需要，整个筒仓容积能够在非常短时间段内发生猝熄阳极效应。
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