BE491390A

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Publication number: BE491390A
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Description

Dispositif pour recueillir les gaz dans les fours électriques.

On sait que les gaz de fours résultant de la fabrica- tion de l'aluminium par le procédé électrolytique contiennent des composés du fluor et des vapeurs de goudron nuisibles à la végétation. En lavant les gaz avec une solution de soude dans un appareil d'épuration de gaz, on peut éliminer le fluor et em- ployer la solution de fluorure de sodium obtenue à la préparation de cryolithe ou d'autres composés du fluor.

On a construit des fours fermés utilisant des élec- trodes continues à auto-cuisson Söderberg avec un dispositif de récupération et d'épuration de gaz par le procédé ci-dessus.

Dans des fours'de ce type, l'électrode est recouverte d'un capu- @ chon muni de volets qu'on ouvre au moment de charger le four ou de

retirer les tiges de contact. A cause de rentrées d'air iné- vitables en particulier aux joints des portes, et parce qu'il entre de l'air chaque fois qu'on ouvre les portes, les gaz de four dégagés au cours de l'électrolyse sont fortement mélangés d'air. Ce mélange est d'ailleurs nécessaire pour éviter la formation de mélanges gazeux explosifs.

A titre d'exemple, la quantité de gaz de four propre- ment dits dégagée dans des fours industriels de ce genre atteint deux litres à la seconde, tandis que le volume moyen de gaz recueilli est d'environ 500 1. par seconde à cause de l'addi- tion d'air. Le volume de gaz à traiter est donc très grand, et entraîne des installations d'épuration importantes. Il n'a jus- qu'à présent pas été économique de récupérer le fluor par épu- ration du gaz, et les installations ne fonctionnent généralement que pour neutraliser les gaz et éviter la dispersion de vapeurs nuisibles dans la région.

L'ancien type de four mentionné plus haut était muni d'électrodes Söderberg avec contacts latéraux d'amenée du courant.

Au cours de ces dernières années on a muni les électrodes Söderberg de contacts verticaux permettant de recueillir les gaz dans un conduit entourant l'électrode au niveau de la surface du bain.

Ce conduit est très étroit et fermé de manière étanche aux gaz du côté de l'électrode comme du côté du bain fondu, au moyen d'Al2O3. Cosse il est inutile de munir ce conduit d'ouvertures ou de portes difficiles à rendre étanches, on évite complètement la dilution des gaz du four par l'air. Les gaz peuvent ainsi être recueillis à l'état concentré et non consumé. Ils contien- nent de 40 à 60% de CO et une quantité considérable de vapeurs de goudron formées au cours de la cuisson de l'électrode.

Dans les installations les plus récentes, les gaz de four sont brûlés à la sortie du four. Ils sont amenés à un brûleur alimenté d'air. La combustion a pour effet d'oxyder non seulement la teneur en CO (40-60%) mais également les va-

peurs de goudron. Ceci a son importance car il est très difficle d'éliminer ces vapeurs par lavage (parce que trop volatiles).

Elles nuisent à la végétation en la recouvrant de goudron qui empêche l'assimilation du CO2.

Après combustion les gaz se manipulent aisément. Ils n'explosent pas et on peut les laisser échapper dans l'atmos- phère après neutralisation et dépoussiérage.

L'air n'est admis que lorsqu'on travaille dans le four et que l'on mélange de l'Al2O3 au bain. La majeure partie du gaz est alors brûlée et s'échappe sans pouvoir être recueillie.

Ces interruptions durent généralement de 1 à 4 % du temps total.

On n'a jusqu'à présent pas essayé de recueillir le gaz au cours de ces périodes, et il est impossible de le faire avec les installations actuellement en usage. Si on considère l'impor- tance des usines modernes, on admettra que 1 à 4% de la quantité totale de gaz de fluor et de vapeurs de goudron représentent déjà un danger sérieux.

Des recherches ont abouti à un agencement nouveau et avantageux qui fait l'objet de l'invention. Cet agencement permet de travailler à l'intérieur du four sans cesser de recueillir les gaz. Le procédé comprend l'utilisation d'un conduit de gaz établi de telle manière qu'il puisse être interrompu à n'importe quel endroit sans empêcher de recueillir les gaz du reste de la surface de l'anode. Il est utile d'augmenter l'aspiration pendant l'opération.

L'agencement peut être réalisé de plusieurs manières.

Sous sa forme la plus simple, le procédé consiste à obliger le gaz à se rassembler sous la croûte, d'où il peut alors s'échapper par un tuyau ou une petite chambre collectrice en un endroit convenable voisin de la périphérie de l'électrode.

Cet agencement convient également aux électrodes verticales avec tiges de contact latérales, car il ne fait pas obstacle au mouvement des tiges de contact vers la croûte du four.

La fig. I est une coupe de l'installation, et la fig. II montre celle-ci vue d'au-dessus. 1 est l'anode, 2 l'en- veloppe fixe entourant l'anode, 3 une ouverture dans la croûte par où le gaz se rend dans le tuyau 5, évasé en entonnoir 4 à sa partie inférieure. Le tuyau est muni d'une ouverture 6 pour le nettoyage. Le gaz passe par le tuyau 7, brûle avec l'air et continue vers l'appareil d'épuration par 8.

Pour être certain de recueillir le gaz dans le tuyau, il faut prendre soin de maintenir une ouverture dans la croûte et de bien couvrir d'Al2O3 l'anode et la partie inférieure du tuyau, ce qui empêche l'échappement du gaz le long de l'anode ou en dehors du tuyau.

Une installation plus compliquée mais aussi plus ef- ficace est représentée en coupe sur les figs. III et IV et vue d'au-dessus sur la fig. V. Sur ces figures, 1 est l'anode, 2 l'enveloppe fixe entourant l'anode et prolongée par un anneau fixe collecteur de gaz 3. Le bord inférieur de ce collecteur est suffisamment haut au-dessus'du bain pour ne pas être affecté par la chaleur. 4 montre comment l'anneau peut être rendu étan- che par un bourrage d'Al2O3 maintenu en place autour de l'an- neau de manière à en recouvrir le bord inférieur et empêcher l'entrée de l'air. L'anneau 5 sert à retenir l'Al2O3 vers l'extérieur. Cet anneau peut être en plusieurs parties si on le désire, et il peut être relevé ou autrement retiré, par exemple en tournant sur des charnières placées au bord supé- rieur.

Ceci se fait quand on travaille dans le four, mais de préférence seulement pour la partie de la périphérie de l'anode qui doit être rechargée, en général 1/4 à 1/8 de la périphérie à la fois. L'ouverture entre deux parties de l'anneau peut être recouverte d'une plaque libre en aluminium ou analogue pour évi- ter la sortie de l'Al2O3. Des guides 6 s'adaptant aux diffé- rentes parties de l'anneau peuvent être utilisés si on le désire.

Un important avantage du dispositif est qu'on obtient un bourrage d'étanchéité simple et efficace demandant peu de surveillance, que toute la partie inférieure de l'anode est entourée de gaz réducteur et qu'on évite l'oxydation par l'air.

Il n'est pas nécessaire que l'anneau qui maintient l'Al2O3 en place soit étanche au gaz. Il peut être interrompu en un en- droit quelconque de la périphérie de l'électrode. Il est avan- tageux de fermer provisoirement le conduit de gaz au moyen de plaques métalliques en contact avec l'Al2o3 de manière à éviter l'entrée de l'air dans le gaz et la perte du gaz pendant qu'on travaille dans le four.

L'anneau est de préférence en matière non magnétique, en aluminium par exemple. La distance entre l'anneau et l'élec- trode, ou la paroi extérieure dujconduit de gaz est, de préférence, suffisamment grande pour que la quantité d'Al2o3 nécessaire au bourrage et à la fermeture étanche corresponde à la consommation d'oxyde du bain. L'anneau peut être parallèle à la surface de l'électrode, comme sur la fig. IV. Sa partie inférieure peut également se rapprocher de l'anode, ce qui donne à l'ouverture une forme d'entonnoir comme sur la fig. III. La quantité d'Al2o3 nécessaire pour obtenir une couche étanche au gaz est ainsi ré- duite sans rendre le chargement de 1' A1203 plus difficile.

L'orifice de sortie du gaz 7 est représenté sur la fig. V. Il peut être placé de manière convenable au sommet du conduit 3 sur l'un des petits cotés de l'électrode.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour recueillir les gaz d'un four élec- trique muni d'électrodes verticales en carbone, caractérisé en que l'électrode est entourée au niveau de la surface du bain par une charge empêchant l'échappement des gaz du four le long de l'électrode et maintenant la partie inférieure de l'électrode entourée de gaz réducteur, ce qui évite l'action oxydante de l'air. <Desc/Clms Page number 6>

2. - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les gaz du four sont amenés à l'extérieur du four par un conduit ou un tuyau traversant la charge qui forme bourrage étanche.

3. - Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la matière de bourrage est maintenue en place par un anneau entourant l'électrode à une certaine dis- tance de celle-ci.

4.- Dispositif suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les gaz sont recueillis dans un conduit qui constitue un prolongement de l'enveloppe fixe de l'électrode.

5. - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'anneau est constitué par une plaque parallèle à la surface de l'électrode.

6. - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'anneau est constitué par une plaque formant un angle avec la surface de l'électrode de manière que le bord inférieur de la plaque soit plus proche de l'électrode que le bord supérieur.

7. - Dispositif suivant les revendications 3 à 6, ca- ractérisé en ce que l'anneau est divisé en plusieurs parties pou- vant être relevées ou déplacées séparément quand le travail dans le four l' exige.

8. - Dispositif suivant las revendications 3 à 7, ca- ractérisé en ce que la distance entre l'anneau et l'électrode est choisie de manière que la charge à l'intérieur de l'anneau égale la quantité à charger en une fois dans le four.

9.- Dispositif suivant les revendications 1 à 8, ca- ractérisé en ce que l'électrode est l'anode d'un four pour la production de l'aluminium et la matière de bourrage est de l'oxyde d'aluminium Al2O3.

10. - Dispositif suivant les revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les gaz recueillis sont mélangés à de l'air, ce qui entraîne la combustion des vapeurs de goudron et du CO et permet d'épurer les gaz. EMI6.1

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