用于操作电解池的设备和方法技术

描述了一种用于在电解池外部运送阳极组件的设备，也称为中转箱或TB。还公开了一种用于在电解池外部运送阳极组件或池预热器的设备，也称为池预热器提升梁或CPLB。TB和CPLB共同用于启动电解池或更换废阳极组件，同时保持有色金属(例如铝或铝)的生产。当将惰性阳极引入热电解浴时，TB的热绝缘允许保持阳极温度均匀性并防止热冲击。TN和CPLB允许在实现阳极组件或池预热器与电解池的机械和电气连接之前，将阳极组件或池预热器准确定位在电解池上方。还公开了几个用于操作电解池的相关方法。还公开了几个用于操作电解池的相关方法。还公开了几个用于操作电解池的相关方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操作电解池的设备和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求2019年8月28日向美国专利商标局提交的名称为“用于维护电解池阳极组件的设备和方法”的美国临时专利申请号No.62/822,722的优先权，其内容通过引用结合于本文中。


[0003]本专利技术总体上涉及用于操作电解池的系统、设备和方法，例如电解池的阳极或池预热器的维护和更换，更具体地但非排他地，用于更换电解池的稳定的/惰性阳极，例如用于生产金属，例如但不限于铝。

技术介绍

[0004]铝金属，也称为铝，是通过在多个熔炼池中含有的约750℃至1000℃的熔融电解质中电解氧化铝(也称为氧化铝(IUPAC))来生产的。在传统的霍尔
‑
赫鲁特工艺中，阳极由碳制成，并在电解反应过程中被消耗掉。3到4周后需要更换阳极。
[0005]在实验过程中，已经确定当使用惰性阳极代替霍尔
‑
赫鲁特工艺中所需的传统碳阳极时，当前用于维护和更换电解池阳极的系统和工艺是不合适的。
[0006]此外，使用惰性阳极工作的电解池需要预热，通常使用池预热器。池预热器必须在加热池之前插入池中，然后在将经预热的阳极引入池之前从池中取出。
[0007]当使用惰性阳极时，本专利技术至少部分地解决了已确定的缺点。

技术实现思路

[0008]根据第一方面，本专利技术涉及一种用于在电解质池外部维护和运送阳极组件的绝缘设备。阳极组件包括多个竖直惰性阳极。该设备包括：支撑结构，该支撑结构限定内部空间，该支撑结构用于在内部空间中时使阳极组件绝缘；致动器组件，该致动器组件与支撑结构耦接并配置为支撑阳极组件，致动器组件可操作为在绝缘位置与加载
‑
卸载位置之间移动阳极组件：在绝缘位置中，阳极组件位于支撑结构的内部空间中；并且在加载
‑
卸载位置中，阳极组件位于支撑结构外部，用于将阳极组件加载到致动器组件和从致动器组件卸载阳极组件；以及从支撑结构的内表面延伸的热遮蔽组件，用于当阳极组件在内部空间中时使阳极组件绝缘。
[0009]根据另一方面，本专利技术涉及一种用于在电解质池外部运送阳极组件的设备。该阳极组件包括多个阳极，优选地，竖直惰性阳极。该设备包括：支撑结构，该支撑结构限定内部空间；致动器组件，该致动器组件与支撑结构耦接并配置为支撑阳极组件，致动器组件可操作为在绝缘位置与加载
‑
卸载位置之间移动阳极组件：在绝缘位置中，阳极组件位于支撑结构的内部空间中；并且在加载
‑
卸载位置中，阳极组件位于支撑结构外部，用于将阳极组件加载到致动器组件或从致动器组件卸载阳极组件；以及由支撑结构支撑的热系统组件，用于在阳极组件位于内部空间中时保持阳极组件的温度。
[0010]根据优选实施方式，致动器组件还包括用于将阳极组件与致动器组件电隔离的电绝缘系统。
[0011]根据优选实施方式，支撑结构限定了与内部空间连通的开口底部，该设备还包括：门组件，该门组件可移动地耦接到支撑结构并且可在打开位置和关闭位置之间操作，打开位置允许阳极组件在绝缘位置和加载
‑
卸载位置之间移动，在关闭位置，门组件关闭支撑结构的开口底部。
[0012]根据优选实施方式，致动器组件包括操纵水平梁，该操纵水平梁被配置为可拆卸地连接到阳极组件并在内部空间内竖直移动阳极组件。
[0013]根据优选实施方式，致动器组件包括由支撑结构支撑的第一马达和第二马达，每个马达分别耦接到布置在操纵梁的相对纵向端部处的移动元件，操纵梁沿着该纵向端部竖直升高和下降。优选地，移动元件包括由马达驱动的螺纹杆或链条，用于使操纵梁升高或下降。
[0014]根据优选实施方式，致动器组件包括用于可拆卸地接合并支撑阳极组件的故障安全悬挂装置。优选地，当致动器组件下降到阳极组件上时，故障安全悬挂装置接合到阳极组件的对应操纵销中。
[0015]根据优选实施方式，热系统包括从支撑结构的内表面延伸出的多个热遮蔽物，用于当阳极组件处于内部空间中时与多个惰性阳极的对应表面接合。
[0016]根据优选实施方式，热遮蔽物可以包括耐火衬里。
[0017]根据优选实施方式，设备还包括电加热器模块，用于在阳极组件位于内部空间中时加热惰性阳极。
[0018]根据优选实施方式，支撑结构被配置为允许阳极组件的上部区通风，以将上部区保持在低于含有多个惰性阳极的下部热区的温度。
[0019]根据优选实施方式，该设备还包括导向销，该导向销与电解质池的结构对准，以便于将阳极组件可操作地安装到其中。
[0020]根据优选实施方式，该设备还可包括在导向销和支撑结构之间的第一电隔离元件。
[0021]根据优选实施方式，致动器组件还包括自动连接组件，该自动连接组件将阳极组件电连接到电解池。优选地，自动连接组件包括气动扳手和同步螺栓系统。
[0022]根据优选实施方式，该设备还可包括在自动连接组件和支撑结构之间的第二电隔离元件。
[0023]根据优选实施方式，该设备还可包括位于致动器组件顶部的第三电隔离元件。根据优选实施方式，支撑结构包括位于顶部的附接元件，该附接元件被配置为机械地附接至用于运输或运送该设备的桥式起重机。
[0024]根据优选实施方式，该设备还可包括用于将该设备与桥式起重机隔离的第四电隔离元件。
[0025]根据又另一方面，本专利技术涉及一种将给定温度下的惰性阳极的阳极组件输送到用于生产有色金属的电解池的方法，包括：
[0026]在给定温度下预热阳极组件的惰性阳极，阳极组件位于电解池外部；
[0027]将阳极组件输送向电解池，同时保持预热的惰性阳极的给定温度；并且
[0028]将阳极组件的预热惰性阳极插入电解池的熔融电解质浴中。
[0029]根据优选实施方式，a)将在位于距电解池一定距离的预处理站中预热阳极组件的惰性阳极。该方法优选地还包括，在b)之前从预处理站移除阳极组件，同时将阳极组件封闭在绝缘运输设备内，该绝缘运输设备被配置为将阳极组件输送至电解池，同时将惰性阳极的给定温度保持在预定容差范围内。
[0030]根据优选实施方式，从预处理站移除阳极组件并将阳极组件封闭在绝缘运输设备内包括：
[0031]将绝缘运输设备定位在位于阳极预处理器中的阳极组件上；
[0032]将致动器组件从绝缘运输设备的内部空间下降到阳极组件；
[0033]将阳极组件连接到致动器组件；并且
[0034]将连接有阳极组件的致动器组件从阳极组件预处理器升高到绝缘运输设备的内部空间中。
[0035]根据优选实施方式，c)将阳极组件的预热惰性阳极插入电解池的熔融电解质浴中包括：
[0036]将绝缘运输设备定位在电解池上方；
[0037]将致动器组件和阳极组件从绝缘运输设备下降到电解池中，直到预热的惰性阳极插入熔融电解质浴中；
[0038]将阳极组件机械地连接到电解池；
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在电解池外部运送阳极组件的设备，所述阳极组件包括多个阳极，所述设备包括：支撑结构，所述支撑结构限定内部空间；致动器组件，所述致动器组件与所述支撑结构耦接并被配置为支撑所述阳极组件，所述致动器组件能操作为在绝缘位置与加载
‑
卸载位置之间移动所述阳极组件：在所述绝缘的位置中，所述阳极组件被定位在所述支撑结构的所述内部空间中；以及在所述加载
‑
卸载位置中，所述阳极组件位于所述支撑结构外部，用于将所述阳极组件加载到所述致动器组件或从所述致动器组件卸载所述阳极组件；以及热系统，所述热系统由所述支撑结构支撑以用于在所述阳极组件位于所述内部空间中时保持所述阳极组件的温度。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述致动器组件还包括用于将所述阳极组件与所述致动器组件电隔离的电绝缘系统。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述支撑结构限定与所述内部空间连通的开口底部，所述设备还包括：门组件，所述门组件能拆卸地耦接到所述支撑结构并且能在打开位置与关闭位置之间操作，所述打开位置允许所述阳极组件在所述绝缘位置与所述加载
‑
卸载位置之间移动，在所述关闭位置中，所述门组件关闭所述支撑结构的所述开口底部。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述致动器组件包括操纵水平梁，所述操纵水平梁被配置为能拆卸地连接到所述阳极组件并且使所述阳极组件在所述内部空间内部竖直移动。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述致动器组件包括由所述支撑结构支撑的第一马达和第二马达，每个马达分别耦接至布置在所述操纵梁的相对的纵向端部的移动元件，所述操纵梁沿所述相对的纵向端部竖直升高和下降。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述移动元件包括螺纹杆或链条，所述螺纹杆或链条由所述马达致动用于使所述操纵梁升高或下降。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中，所述致动器组件包括用于能拆卸地接合和支撑所述阳极组件的故障安全悬挂装置。8.根据权利要求7所述的设备，其中，当所述致动器组件下降到所述阳极组件上时，所述故障安全悬挂装置接合到所述阳极组件的对应操纵销中。9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述热系统包括从所述支撑结构的内表面延伸的几个热遮蔽物，用于当所述阳极组件处于所述内部空间中时与所述多个阳极的相应表面接合。10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述热遮蔽物包括耐火衬里。11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，还包括电加热器模块，所述电加热器模块用于在所述阳极组件处于所述内部空间中时加热惰性阳极。12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其中，所述支撑结构被配置为允许所述阳极组件的上部区通风，以将所述上部区保持在比含有所述多个阳极的下部热区更低的温度。13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，还包括导向销，所述导向销与所述电解
池的结构对准，以便于所述阳极组件操作性安装在所述电解池中。14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，其中，所述致动器组件还包括将所述阳极组件电连接到所述电解池的自动连接组件。15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述自动连接组件包括气动扳手和同步螺栓系统。16.根据权利要求1至15中任一项所述的设备，其中，所述支撑结构包括附接元件，所述附接元件被配置为机械地附接至用于运输所述设备的桥式起重机。17.一种将给定温度下的惰性阳极的阳极组件输送到用于生产有色金属的电解池的方法，包括：a)在所述给定温度下预热所述阳极组件的所述惰性阳极，所述阳极组件位于所述电解池外部；b)在保持被预热的惰性阳极的给定温度的同时，将所述阳极组件朝所述电解池运输；以及c)将所述阳极组件的被预热的惰性阳极插入所述电解池的熔融电解质浴中。18.根据权利要求17所述的方法，其中，在与所述电解池相距一定距离的预处理站中执行步骤a)的预热所述阳极组件的所述惰性阳极。19.根据权利要求18所述的方法，其中在步骤b)之前，所述方法还包括：在将所述阳极组件封闭在绝缘运输设备内的同时，从所述预处理站移除所述阳极组件，所述绝缘运输设备被配置为将所述阳极组件朝所述电解池输送，同时将所述惰性阳极的所述给定温度维持在预定容差范围内。20.根据权利要求19所述的方法，其中，从所述预处理站移除所述阳极组件并将所述阳极组件封闭在所述绝缘运输设备中包括：将所述绝缘运输设备定位在位于阳极预处理器中的所述阳极组件上方；将致动器组件从所述绝缘运输设备的内部空间下降到所述阳极组件；将所述阳极组件连接到所述致动器组件；以及将连接有所述阳极组件的致动器组件从阳极组件预处理器升高到所述绝缘运输设备的内部空间中。21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，步骤c)将所述阳极组件的被预热的惰性阳极插入所述电解池的熔融电解质浴中包括：将所述绝缘运输设备定位在所述电解池上方；将所述致动器组件和所述阳极组件从所述绝缘运输设备下降到所述电解池中，直到被预热的惰性阳极插入所述熔融电解质浴内部；将所述阳极组件机械地连接到所述电解池；将所述阳极组件的所述惰性阳极电连接到所述电解池；以及从所述致动器组件释放所述阳极组件。22.根据权利要求21所述的方法，其中，将所述阳极组件下降到所述浴中包括将所述绝缘运输设备的导向销对准所述电解池的相应接收孔，之后将所述阳极组件下降到所述电解池中。23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，将所述阳极组件的所述惰性阳极电连接到
所述电解池包括：将所述阳极组件的柔性部分机械地栓接到所述电解池的阳极等电位棒上。24.根据权利要求20至23中任一项所述的方法，其中，所述致动器组件耦接至所述绝缘运输设备的支撑结构，所述致动器组件包括操纵梁，所述操纵梁被配置为支撑所述阳极组件并使所述阳极组件竖直移动，其中，从所述绝缘运输设备释放所述阳极组...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：艾莱西丝有限合伙企业，
类型：发明
国别省市：