JPS58501951A - アルミニウム溶融工場における熱回収 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 アルミニウム溶融工場における熱回収 本発明はアルミナの溶融電解によってアルミニウムを製造する炉からの熱回収方 法に関するもので該炉ガスは、流動化しているアルミナの層ベッドを通過せしめ られる。

該溶融電解は、その目的のために特に開発され、且つ通常鋼からなりれんがライ ニングを有するトラフ（ｔｒｏｕｇｈ　）として構成される炉で行なう。通常カ ソードが該炉の底に配置され、炭素から作られ、一方アノードは例えばグリベー クタイプあるいはｓ’６ｄｅｒｂｅｒｇタイプでよく、通常上から電解浴に供給 される。それは該工程中消耗し連続的に交換されねばならない。

アルミナと固体添付物はアノードを介して又は横方向に該電解液に供給され、且 つ得られたアルミニウムはサイフオン又は吸引によってパッチ式に引出される。

該電解で得られたガス、炉ガス、は−酸化炭素。

二酸化炭素及び炭化水素及びフルオロ炭化水素等の混合物からなり、通常気流と 共に、炉が配置されている空間の直接大気へか、又は炉ガス中に入っている螢石 塩からなる固体粒子の回収のため例えば金屓ンートフードのようないくつかの集 塵装置に排気さ２ れる。しかしながら、該排気炉ガスは１年につき８０．０００）ンの原料アルミ ニウムの製造プラントにおいて２０ＭＷのオーダーであるエネルギーｔ　Ｋ　相 当する。

このエネルギー量の回収のために且つ炉ガ゛ス中に混入する螢石塩が同時に分離 ２回収される間アルミニウム製造におけるエネルギー損失の減少のため、炉ガス と外気流との間の熱交換のだめの熱交換機を介してアルミナのベッドを炉ガスが 通過した時に炉ガ゛スを通すことが提案されている（米国特許明細書簡３，６６ ４，９３５号）。しかしながら、その場合炉ガスからのダストの沈積のために熱 交換器が急速に詰シ、しばしば熱交換器を洗浄する必要がある。

この欠点を解消するために、本発明によれば１又はそれ以上の管状コイルの周り で該炉ガスと、該管状コイル又は複数の管状コイルを通過する外気流との間の熱 交換のために該アルミナの層を流動することが提供される。

この方法では該管状コイル又は複数の管状コイルがそれぞれ、流動層内の粒子に よって連続的に吹かれるのみならず該コイルがそれぞれ小さな表面を有してよく 従って所望の熱エネルギーの移動のために小さくて安いものでよい。というのは 熱移動要因は流動のために数倍になるからである。

特表昭５８−５（１１９５１（２） もしもいくつかの管状コイルを具備するなら連続的に接続され得る。

炉ガスが流動層及び該コイルそれぞれに供給される前に該炉ガスを該廐融電解用 に配置されたカソードを通過させることが特に好ましい。該カソードが自由対流 によって冷却されるのが普通である。その場合冬、空気が冷たい時、電解用の電 気エネルギー供給増大によるかなりの熱損失のために補正することが必要である 。炉ガスによってカソードの冷却が得られることにより、カソードからコントロ ールされた熱移動が生じ、従って電解用のエネルギー消耗が減少する。

本発明をより明確に説明するために、該方法を実施する設備を模式的な垂直断面 図で示す添付図面を参照してより賀しζ以下Ｔ晃明Ｖろ。

核図においてアノード１１とカソード１２を含むアルミナの溶融電解用の炉１ｏ が示されている。アルミナの炉への供給人口１３が先端に配置される。

炉空間は密閉され、導管１４を介してカソード１２の周りに配置された冷却ノヤ ケッ）１５と接続される。該カソードは導管１６を介してポンプ１７にも接続さ れる。該導管１６と１４間にノヤヶノト１５から吸引された炉ガスをジャケット に戻すボンデ１９を有する導管１８がある。炉１ｏとジャケット１５は周囲から 断熱されている。ポンプ１７によっテ炉ガスは導管１４を介して炉から吸引され その結果として冷却されるカソード１２を有する熱交換用ノヤケノト１５を介し て通過せしめられる。次に更に加熱された炉ガスはポンプ１７によって導管を介 して供給されポンプ１９によって導管１８を介してソヤケノト１５に戻されもす る。この装置によって冷却効果そしてカソード１２の温度をコントロールするこ とが可能である。アノード１１の過剰温度ではカソードの減少冷却によって自動 的に補正が得られる。

というのは冷却流体として作用する炉ガスが高温を有するからである。それによ って溶融電解の電気エネルギーの消耗が所望の製造レベルでかなり一定レベルに 維持される。

導管２０は容器２１に連結され、該容器２１内で孔あき底２２が該容器の下端か らある距離で配置されアルミナの層２３を支持する。これは入口開口部２４を介 して容器内に充填せしめられる。外気流の循環用の加熱コイル２５が枝孔あき底 ２２上方で容器内側に配置され、且つ先端で該容器は出口導管２６と連結される 。サイクロンタイプでもよく且つその底に分離された固体粒子用の出口２８を有 するダスト分離器に該出口導管２６は延びる。クリーナー２９は孔あき底２２下 に配置され電気駆動モータ３０と接続される。

導管２０を介して容器１０に入り且つ螢石塩からなるいくつかのゲスｌ−を含む 炉ガスは孔あき底２２を介して、加熱コイル２５０周りで流動するアルミナの層 ２３内に入る。次に、熱ば２００ないし２２０℃の温度を有する熱間炉ガスから 、加熱コイル２５内で循環する外気流に交換される。該ダストは同時にアルミナ にも付着する。炉ガスが導管２６を出る時、アルミナと付着螢石塩の１部が炉ガ スを伴ない、熱含量の主要部から出て且つ連行ダストから除去された炉力゛スが 大気に放出される前にグストセ・やレータ２７で分離される。該ダストセフ９レ ータ内で分離され、螢石塩に富んだアルミナからなる材料は入口１３から炉に供 給せしめられ、また入口開口部２４から容器２０に戻される。

加熱コイル２５から循環する々１気流によって炉ガスから除去された熱は異なっ た方法で例えば、熱が熱交換器又は熱ポンプを介して工業的に使用される新鮮な 水の製造のだめの海水又は基音含有する他の水を脱塩するために夏換される遠隔 加熱のため、例えば従来の水蒸気サイ、タルによってか又は２つの溶質サイクル 例えばフレオンを用いることによって電気エネルギーの製造のためあるいは吸引 ＩＪ口熱？ンプにおける熱及び／′又は低温の製造のためにネノトワ−りで利用 される。これら２つ又はそれ以上の利用方法の組合せがまたなされる。炉ガ゛ス と加熱ニイル２５内を循環する外気流との間の熱交換はアルミナの流動床内で生 じ、熱交換器の詰まりが避けられ且つ数回良好な熱移動がなされる。このことか ら炉ガスを処理するのに短かな装置でよくなり、従って熱の回収と螢石塩の回収 がコン・やクトな構造の１つの同じ装置で行なうことが出来る。炉ガスは該方法 に合うカソード１２からある熱量をとることが可能であることにより、炉ガス温 度は上昇し、次に炉ガスは濃縮状態で全ての損失を除去する。本発明の方法はカ ソードからの熱回収を実質的に容易にする。というのはガス集約／ステム及び炉 ガスとカソード冷却用の共通の熱交換器が用いられるからである。

溶融電解用のいくつかの炉は全ての炉に共通な１つの同じ装置２１に連結せしめ られる。

手続補正書（方式） ％式％ １　事件の表示 ＰＣＴ／５Ｅ８２１００３６７ ２　発明の名称 アルミニウム溶融工場における熱回収 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１ｏ号５　補正命令の日付 昭和５８年８月３０日（発送日） ６　補正の対象 （１）図面の翻訳文 （２）委任状およびその翻訳文 ７　補正の内容 （１１図面の翻訳文の浄書（内容に変更なし）（２）別紙の通り ８　添付書類の目録 （１）図面の翻訳文　ＩＡ （２）委任状およびその翻訳文　各１通（２） 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．　層が流動しているアルミナの層（２３）に炉ガスを通す、アルミナの溶融 電解によるアルミニウムの製造炉における熱回収方法において、該アルミナの層 が１又はそれ以上の管状コイルの周りで該炉ガスと、該管状コイル又は複数の管 状コイル（２５）を通過する外気流との間の熱交換のために流動せしめられるこ とを特徴とするアルミナの溶融電解によるアルミニウムの製造炉における熱回収 方法。 ２、該アルミナの流動層（２３）を通過した炉ガスが、回収される連行固体粒子 から除去されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ３、該回収された固体粒子が該炉に供給されることを特徴とする請求の範囲第２ 項記載の方法。 ４、該炉ガスが熱交換のためにカソード（１２）を通され、一方前記ガスが該床 （２３）に供給される前に該カソードが冷却されていることを特徴とする請求の 範囲第１項記載の方法。 ５、該炉ガスがカソード（１２）を通過後再び該カソードを通過させるために１ 部戻されることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の方法。 ■