Системы и способы защиты электролизеров
Патент 2644482
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Системы и способы защиты электролизеров
Иллюстрации
Настоящее изобретение относится к электролизеру для получения алюминия (варианты) и способу защиты боковой стенки электролизера для получения алюминия от воздействия электролита. Электролизер содержит анод, катод, отстоящий от анода, ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, корпус электролизера, имеющий боковую стенку и подину и выполненный с возможностью удерживания ванны расплавленного электролита, при этом боковая стенка имеет поляризованную часть боковой стенки и неполяризованную часть боковой стенки, причем поляризованная часть боковой стенки и неполяризованная часть боковой стенки являются смежными друг с другом и находятся в жидкостном сообщении с ванной расплавленного электролита. Раскрыт также способ защиты боковой стенки электролизера для получения алюминия от воздействия электролита, включающий пропускание тока от анода через ванну расплавленного электролита к катоду в электролизере, подачу питающего материала в электролизер в месте, смежном с боковой стенкой электролизера, с возможностью удерживания питающего материала в желобе, образованном рядом с боковой стенкой, и сохранение боковой стенки в расплавленном электролите во время работы электролизера за счет подаваемого питающего материала, причем боковая стенка выполнена из по меньшей мере одного компонента, который присутствует в пределах примерно 95% от насыщения в ванне расплавленного электролита. Обеспечивается защита боковой стенке от воздействия электролита при эксплуатации электролизера. 5 н. и 19 з.п. ф-лы, 36 ил., 5 пр.
Реферат
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка является непредварительной и испрашивает приоритет заявки на патент США с порядковым № 61/780439, озаглавленной «Системы и способы защиты электролизеров», поданной 13 марта 2013 года, которая включена сюда по ссылке во всей своей полноте.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] В самом широком смысле настоящее изобретение относится к элементам боковой стенки (например, внутренней боковой стенки, или горячей стороне) электролизера, которые защищают боковую стенку от электролитической ванны в ходе эксплуатации электролизера (например, при производстве металла в электролизере). Более конкретно, в одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения элементы внутренней стенки обеспечивают непосредственный контакт с металлом, ванной и/или паром в электролизере при отсутствии настыли (гарнисажа) вдоль всей или части внутренней боковой стенки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Традиционно боковые стенки электролизера выполняют из теплопроводных материалов для образования настыли, гарнисажа (или корки) вдоль всей боковой стенки (и верхней поверхности ванны) для сохранения целостности электролизера. Сообразно различным вариантам осуществления настоящего изобретения боковая стенка заменяется, по меньшей мере частично, одной или более боковыми стенками в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] В некоторых вариантах осуществления предусмотрен стабильный материал боковой стенки, который является устойчивым (например, практически нереакционноспособным) в расплавленном электролите (например, в электролизной ванне) при поддержании одного или более компонентов в химическом составе ванны на определенном уровне содержания в процентах от насыщения. В некоторых вариантах осуществления химический состав ванны поддерживают с помощью по меньшей мере одного устройства питания, размещенного вдоль боковой стенки, которое подает в электролизер питающий материал (например, который удерживается в виде защитного осадка, находящегося рядом с боковой стенкой электролизера). В некоторых вариантах осуществления защитный вкладыш поставляет по меньшей мере один компонент ванны (например, глинозем) в ванну (например, в ванну непосредственно рядом с боковой стенкой). В качестве одного неограничивающего примера, по мере того как защитный осадок медленно растворяется, химический состав ванны рядом с боковой стенкой находится на уровне или вблизи насыщения по этому компоненту ванны, тем самым защищая боковую стенку от растворения (например, перехода в раствор/разъедания) в результате взаимодействия с расплавленным электролитом/ванной. В некоторых вариантах осуществления степень насыщения ванны конкретным ее компонентом (например, глиноземом) является функцией концентрации питающего материала (например, глинозема) при условиях эксплуатации электролизера (например, температуры, соотношения компонентов ванны и ванны и/или содержания).
[0005] В некоторых вариантах осуществления поляризованная боковая стенка (например, анодно-поляризованная боковая стенка и/или катодно-поляризованная боковая стенка) активно содействует проведению тока в стенку или от нее, причем такие поляризованные материалы устойчивы к воздействию: паровой фазы, границы раздела ванна/воздух, ванны, границы раздела ванна/металл, слоя металла и их сочетаний.
[0006] В некоторых вариантах осуществления гарнисажное устройство и/или проводник тепла (например, изоляционный материал) составляют по меньшей мере часть боковой стенки и предназначены для отведения тепла из ванны в заданном местоположении для образования локализованной настыли (гарнисажа) вдоль части боковой стенки. В некоторых вариантах осуществления такая локализованная застывшая корка выполнена в виде электрического изолятора между противоположно поляризованными частями боковой стенки и/или границами раздела (например, границей раздела ванна - пар или границей раздела металл - ванна). В некоторых вариантах осуществления гарнисажное устройство и/или материалы-проводники тепла используются в сочетании с по меньшей мере одним из (а) нереакционноспособного материала боковой стенки (также называемого стабильным материалом боковой стенки) и/или (b) поляризованного материала боковой стенки. В некоторых вариантах осуществления гарнисажное устройство является регулируемым, передвижным и/или удаляемым. В некоторых вариантах осуществления гарнисажное устройство встроено в боковую стенку (например, составляет ее часть).
[0007] В некоторых вариантах осуществления боковые стенки по настоящему изобретению обеспечивают экономию энергии на величину: по меньшей мере примерно 5%; по меньшей мере примерно 10%; по меньшей мере примерно 15%; по меньшей мере примерно 20%; по меньшей мере примерно 25%; или по меньшей мере примерно 30%, по сравнению с футеровкой из традиционного теплопроводного материала.
[0008] В некоторых вариантах осуществления тепловой поток (т.е. теплопотеря через боковую стенку электролизера во время работы электролизера) составляет: не более примерно 5 кВт/м2; не более примерно 4 кВт/м2; не более примерно 3 кВт/м2; не более примерно 2 кВт/м2; не более примерно 1 кВт/м2; не более примерно 0,75 кВт/м2.
[0009] В некоторых вариантах осуществления тепловой поток (т.е. теплопотеря через боковую стенку электролизера во время работы электролизера) составляет: по меньшей мере примерно 5 кВт/м2; по меньшей мере примерно 4 кВт/м2; по меньшей мере примерно 3 кВт/м2; по меньшей мере примерно 2 кВт/м2; по меньшей мере примерно 1 кВт/м2; по меньшей мере примерно 0,75 кВт/м2.
[0010] В резком контрасте с этим, промышленные электролизеры Холла работают при тепловом потоке через боковую стенку, составляющем между примерно 8-12 кВт/м2.
[0011] В одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения предусмотрены активные/динамические боковые/торцевые стенки электролизеров для получения металла, в которых внутренняя часть (внутренняя стенка) боковой стенки является положительно поляризованной, отрицательно поляризованной или комбинированной (поляризованной положительно и отрицательно - с изолятором между положительными и отрицательными частями боковой стенки). В одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения средняя часть (изолятор) выполнен(а) из тепло- и электроизоляционных материалов для предотвращения потери тепла. В одном или более вариантах осуществления наружная сторона боковой стенки представляет собой кожух (например, стальной) для конструкционной стабильности. В некоторых вариантах осуществления стабильные материалы и/или локализованный гарнисаж используют и специально рассчитывают/выполняют простирающимся по зазору (например, для герметизации и/или электрической изоляции) в динамических (активных) боковых/торцевых стенках.
[0012] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, включающий боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: поляризованную часть боковой стенки, причем поляризованная часть боковой стенки находится в жидкостном сообщении с ванной расплавленного электролита.
[0013] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрена стенка электролизера, включающая: корпус электролизера, включающий боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: поляризованную часть боковой стенки, причем поляризованная часть боковой стенки предназначена находится в жидкостном сообщении с ванной расплавленного электролита.
[0014] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, включающий боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: поляризованную часть боковой стенки и неполяризованную часть боковой стенки, причем поляризованная часть боковой стенки и неполяризованная часть боковой стенки являются смежными друг с другом и находятся в жидкостном сообщении с ванной расплавленного электролита.
[0015] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, включающий боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: поляризованную часть боковой стенки, составляющую по меньшей мере примерно 50% боковой стенки, и неполяризованную часть боковой стенки, причем поляризованная часть боковой стенки и неполяризованная часть боковой стенки являются смежными друг с другом и находятся в жидкостном сообщении с ванной расплавленного электролита.
[0016] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрена боковая стенка электролизера, включающая: корпус электролизера, включающий боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: поляризованную часть боковой стенки (например, составляющую от примерно 1% до примерно 100% боковой стенки), причем поляризованная часть боковой стенки предназначена находится в жидкостном сообщении с ванной расплавленного электролита.
[0017] В некоторых вариантах осуществления поляризованная часть боковой стенки выбрана из: анодно-поляризованной боковой стенки, катодно-поляризованной боковой стенки и их сочетаний.
[0018] В некоторых вариантах осуществления неполяризованная часть боковой стенки выбрана из группы, состоящей по существу из: проводника тепла; стабильного материала (нереакционноспособного материала); гарнисажного устройства и их сочетаний.
[0019] В некоторых вариантах осуществления поляризованная боковая стенка содержит: катодную боковую стенку, при этом катодно-поляризованная часть боковой стенки расположена смежной с и в сообщении с подиной корпуса электролизера (например, ниже границы раздела ванна - пар); и при этом неполяризованная часть боковой стенки расположена выше катодно-поляризованной части боковой стенки и находится в сообщении с границей раздела ванна - воздух.
[0020] В некоторых вариантах осуществления поляризованная боковая стенка содержит анодно-поляризованную часть боковой стенки, причем анодная боковая стенка размещена смежной с и в сообщении с границей раздела ванна - пар и выше подины корпуса электролизера (например, выше границы раздела ванна - металл; или вне прямого контакта с катодным блоком или катодной подиной электролизера); и при этом неполяризованная часть боковой стенки расположена ниже анодно-поляризованной части боковой стенки и находится в сообщении с по меньшей мере одной из: (а) границы раздела ванна - металл и (b) подины электролизера.
[0021] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрена боковая стенка электролизера, включающая: корпус электролизера, включающий боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: поляризованную часть боковой стенки и неполяризованную часть боковой стенки, причем поляризованная часть боковой стенки и неполяризованная часть боковой стенки смежны друг с другом и находятся в жидкостном сообщении с ванной расплавленного электролита.
[0022] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, включающий: по меньшей мере одну боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: анодно-поляризованную часть боковой стенки в жидкостном сообщении с ванной электролита, причем анодно-поляризованная боковая стенка размещена выше и на расстоянии от подины корпуса электролизера и в сообщении с границей раздела «ванна - воздух/пар»; и материал неполяризованной боковой стенки, смежный с анодно-поляризованной частью боковой стенки и находящийся в жидкостном сообщении с по меньшей мере одним из: (а) слоя металла и (b) подины электролизера.
[0023] В некоторых вариантах осуществления неполяризованная боковая стенка выполнена проходящей от подины электролизера до некоторой высоты над границей раздела слоя металла с ванной.
[0024] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрена боковая стенка электролизера, включающая: корпус электролизера, включающий: по меньшей мере одну боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: анодно-поляризованную часть боковой стенки в жидкостном сообщении с ванной электролита, причем анодно-поляризованная боковая стенка размещена выше и на расстоянии от подины корпуса электролизера в сообщении с границей раздела ванны с паром; и материал неполяризованной боковой стенки, смежный с анодно-поляризованной частью боковой стенки и находящийся в жидкостном сообщении с по меньшей мере одним из: (а) слоя металла и (b) подины электролизера.
[0025] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, включающий: по меньшей мере одну боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: анодно-поляризованную часть боковой стенки в жидкостном сообщении с ванной электролита, причем анодно-поляризованная боковая стенка размещена выше и на расстоянии от подины корпуса электролизера в сообщении с границей раздела ванны с воздухом; и материал неполяризованной боковой стенки, содержащий проводник тепла, смежный с анодно-поляризованной частью боковой стенки и находящийся в жидкостном сообщении с по меньшей мере одним из: (а) слоя металла и (b) подины электролизера, причем проводник тепла выполнен с возможностью приема тепла из ванны расплавленного электролита рядом с точкой контакта проводника тепла, причем посредством проводника тепла формируется настыль (например, локализованная) между проводником тепла и ванной расплавленного электролита вдоль части боковой стенки. В качестве одного неограничивающего примера, проводник тепла выполнен с возможностью изоляции анодно-поляризованной части боковой стенки от катодной части (например, слоя металла, катода или подины электролизера).
[0026] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрена боковая стенка электролизера, включающая: корпус электролизера, включающий: по меньшей мере одну боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: анодно-поляризованную часть боковой стенки в жидкостном сообщении с ванной электролита, причем анодно-поляризованная боковая стенка размещена выше и на расстоянии от подины корпуса электролизера в сообщении с границей раздела ванны с воздухом; и материал неполяризованной боковой стенки, содержащий проводник тепла, смежный с анодно-поляризованной частью боковой стенки и находящийся в жидкостном сообщении с подиной электролизера, причем проводник тепла выполнен с возможностью приема тепла от ванны расплавленного электролита рядом с точкой контакта проводника тепла, причем посредством проводника тепла формируется настыль между проводником тепла и ванной расплавленного электролита вдоль части боковой стенки.
[0027] В некоторых вариантах осуществления обеспечивают стекание продукта - металла с подины электролизера.
[0028] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, включающий: по меньшей мере одну боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: анодно-поляризованную часть боковой стенки в жидкостном сообщении с ванной электролита, причем анодно-поляризованная боковая стенка размещена выше и на расстоянии от подины корпуса электролизера в сообщении с границей раздела ванны с паром; и неполяризованную часть боковой стенки, смежную с анодно-поляризованной частью боковой стенки и находящуюся в жидкостном сообщении с по меньшей мере одним из: (а) слоя металла и (b) подины электролизера, причем неполяризованная боковая стенка содержит нереакционноспособный материал, который является компонентом химического состава ванны; и при этом посредством химического состава ванны и степени насыщения нереакционноспособного материала в ванне боковая стенка является практически не способной к реакции с расплавленным солевым электролитом (например, во время работы электролизера).
[0029] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрена боковая стенка электролизера, включающая: корпус электролизера, включающий: по меньшей мере одну боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: анодно-поляризованную часть боковой стенки в жидкостном сообщении с ванной электролита, причем анодно-поляризованная боковая стенка размещена выше и на расстоянии от подины корпуса электролизера в сообщении с границей раздела ванны с воздухом; и неполяризованную часть боковой стенки, смежную с анодно-поляризованной частью боковой стенки и находящуюся в жидкостном сообщении с по меньшей мере одним из: (а) слоя металла и (b) подины электролизера, причем неполяризованная боковая стенка содержит нереакционноспособный материал, который является компонентом химического состава ванны; и при этом посредством химического состава ванны и степени насыщения нереакционноспособного материала в ванне боковая стенка является практически не способной к реакции с расплавленным солевым электролитом (например, во время работы электролизера).
[0030] В некоторых вариантах осуществления неполяризованная часть боковой стенки (например, стабильная боковая стенка) выполнена выступающей из боковой стенки (например, профиля боковой стенки) и обеспечивающей ступенчатую конфигурацию. В некоторых вариантах осуществления электролизер выполнен с питателем, который подает питание (сырье) в ванну, который удерживается вдоль по меньшей мере части (например, вдоль верха и/или стороны) ступенчатой части стабильного материала боковой стенки. В некоторых вариантах осуществления стабильный материал боковой стенки размещен смежным с и в сообщении с анодно-поляризованной частью боковой стенки (т.е. так, что анодно-поляризованная часть боковой стенки проходит по всей длине теплоизоляционной футеровки, и стабильный материал боковой стенки выполнен с возможностью установки поверх участка анодно-поляризованной части боковой стенки поблизости от слоя металла и/или границы раздела ванна - слой металла. В некоторых вариантах осуществления верхняя поверхность стабильного материала боковой стенки является плоской. В некоторых вариантах осуществления верхняя часть/поверхность стабильной боковой стенки наклонена (например, в сторону анодно-поляризованной боковой стенки). В некоторых вариантах осуществления наклоненная стабильная боковая стенка вместе с анодно-поляризованной боковой стенкой образуют желоб, который выполнен с возможностью удерживания в нем защитного осадка. В некоторых вариантах осуществления наклоненная стабильная боковая стенка наклонена в сторону центра электролизера/слоя металла (от боковой стенки).
[0031] В одном аспекте предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, включающий: по меньшей мере одну боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: анодно-поляризованную часть боковой стенки в жидкостном сообщении с ванной электролита, причем анодно-поляризованная боковая стенка размещена выше и на расстоянии от подины корпуса электролизера в сообщении с границей раздела ванны с воздухом; и неполяризованную часть боковой стенки, смежную с анодно-поляризованной частью боковой стенки и находящуюся в жидкостном сообщении с по меньшей мере одним из: (а) слоя металла и (b) подины электролизера, причем неполяризованная боковая стенка содержит гарнисажное устройство, причем посредством гарнисажного устройства тепло отводится из расплавленной солевой ванны рядом с гарнисажным устройством для формирования гарнисажа вдоль части боковой стенки, смежной с гарнисажным устройством.
[0032] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрена боковая стенка электролизера, включающая: корпус электролизера, включающий: по меньшей мере одну боковую стенку и подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита; причем боковая стенка содержит: анодно-поляризованную часть боковой стенки в жидкостном сообщении с ванной электролита, причем анодно-поляризованная боковая стенка размещена выше и на расстоянии от подины корпуса электролизера в сообщении с границей раздела ванны с паром; и неполяризованную часть боковой стенки, смежную с анодно-поляризованной частью боковой стенки и находящуюся в сообщении с подиной электролизера, причем неполяризованная боковая стенка содержит гарнисажное устройство, причем посредством гарнисажного устройства тепло отводится из расплавленной солевой ванны рядом с гарнисажным устройством для формирования гарнисажа вдоль части боковой стенки, смежной с гарнисажным устройством.
[0033] В некоторых вариантах осуществления обеспечивается стекание продукта-металла из электролизера.
[0034] В некоторых вариантах осуществления гарнисажное устройство включает в себя: корпус, имеющий впуск и выпуск; канал теплообменника, причем канал теплообменника проходит вдоль внутренности корпуса и находится в жидкостном сообщении с впуском и выпуском; и теплоноситель, причем теплоноситель движется по пути течения, определяемому каналом теплообменника, впуском и выпуском.
[0035] В некоторых вариантах осуществления канал включает множество расширенных областей вдоль наружной стенки корпуса, причем расширенные области выполнены с возможностью обеспечения увеличенной площади поверхности для теплопередачи от ванны расплавленного электролита к теплоносителю.
[0036] В некоторых вариантах осуществления теплоноситель выбран из: аргона, азота и воздуха.
[0037] В некоторых вариантах осуществления расширенная область дополнительно включает множество ребер.
[0038] В некоторых вариантах осуществления гарнисажное устройство отводит из электролизера тепловой поток по меньшей мере примерно 5 кВт/м2.
[0039] В некоторых вариантах осуществления гарнисажное устройство дополнительно включает теплообменник, присоединенный к выпуску теплоносителя.
[0040] В некоторых вариантах осуществления неполяризованная часть боковой стенки выполнена с возможностью поддержания теплопотери через неполяризованную часть боковой стенки на уровне не более примерно 5 кВт/м2.
[0041] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, имеющий подину и по меньшей мере одну боковую стенку, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита, причем боковая стенка содержит: первую часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удержания электролита, причем первая часть боковой стенки включает анодно-поляризованную часть боковой стенки; и вторую часть боковой стенки, выполненную проходящей вверх от подины корпуса электролизера, причем вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки, вторая часть боковой стенки и основание между первой частью и второй частью образуют желоб; причем желоб выполнен с возможностью приема защитного осадка и удерживания защитного осадка отдельно от подины электролизера (например, слоя металла).
[0042] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрена боковая стенка электролизера, включающая: корпус электролизера, имеющий подину и по меньшей мере одну боковую стенку, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита, причем боковая стенка содержит: первую часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удержания электролита, причем первая часть боковой стенки включает анодно-поляризованную часть боковой стенки; и вторую часть боковой стенки, выполненную проходящей вверх от подины корпуса электролизера, причем вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки, вторая часть боковой стенки и основание между первой частью и второй частью боковой стенки образуют желоб; причем желоб выполнен с возможностью приема защитного осадка и удерживания защитного осадка отдельно от подины электролизера (например, слоя металла).
[0043] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, имеющий подину и по меньшей мере одну боковую стенку, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита, причем боковая стенка содержит: первую часть боковой стенки, включающую анодно-поляризованную часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удержания электролита; вторую часть боковой стенки, выполненную проходящей вверх от подины корпуса электролизера, причем вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки, вторая часть боковой стенки и основание между первой частью и второй частью образуют желоб; причем желоб выполнен с возможностью приема защитного осадка и удерживания защитного осадка отдельно от подины электролизера (например, слоя металла); и направляющий элемент, причем направляющий элемент расположен между анодной частью боковой стенки и второй частью боковой стенки, и при этом направляющий элемент разнесен поперечно над основанием желоба, так что направляющий элемент выполнен с возможностью направления защитного осадка в желоб.
[0044] В некоторых вариантах осуществления направляющий элемент включает анодно-поляризованный материал. В некоторых вариантах осуществления направляющий элемент включает нереакционноспособный (например, стабильный) материал. В некоторых вариантах осуществления направляющий элемент включает катодно-поляризованный материал.
[0045] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, имеющий подину и по меньшей мере одну боковую стенку, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита, причем боковая стенка содержит: первую часть боковой стенки, включающую анодно-поляризованную часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удержания электролита; вторую часть боковой стенки, выполненную проходящей вверх от подины корпуса электролизера, причем вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки и вторая часть боковой стенки образуют зазор; и проводник тепла, выполненный с возможностью установки в зазор и проходящий между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки; причем проводник тепла выполнен с возможностью приема тепла от ванны расплавленного электролита, причем посредством теплопередачи от ванны расплавленного электролита через боковую стенку из проводника тепла образуется настыль между проводником тепла и расплавленным электролитом, которая перекрывает зазор между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки.
[0046] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен узел электролизера, включающий: корпус электролизера, имеющий подину и по меньшей мере одну боковую стенку, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита, причем боковая стенка содержит: первую часть боковой стенки, включающую анодно-поляризованную часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удержания электролита; вторую часть боковой стенки, выполненную проходящей вверх от подины корпуса электролизера, причем вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки и вторая часть боковой стенки образуют зазор; и проводник тепла, выполненный с возможностью установки в зазор и проходящий между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки; причем проводник тепла выполнен с возможностью приема тепла от ванны расплавленного электролита, причем посредством теплопередачи от ванны расплавленного электролита через боковую стенку из проводника тепла образуется настыль между проводником тепла и расплавленным электролитом, которая перекрывает зазор между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки.
[0047] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, имеющий подину и по меньшей мере одну боковую стенку, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита, причем боковая стенка содержит: первую часть боковой стенки, включающую анодно-поляризованную часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удержания электролита; вторую часть боковой стенки, выполненную проходящей вверх от подины корпуса электролизера, причем вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки и вторая часть боковой стенки образуют зазор; и гарнисажное устройство, выполненное с возможностью установки в зазор между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки, причем посредством гарнисажного устройства тепло отводится из ванны расплавленного электролита для формирования гарнисажа вдоль гарнисажного устройства, проходящего между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки.
[0048] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен узел электролизера, включающий: корпус электролизера, имеющий подину и по меньшей мере одну боковую стенку, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита, причем боковая стенка содержит: первую часть боковой стенки, включающую анодно-поляризованную часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удержания электролита; вторую часть боковой стенки, выполненную проходящей вверх от подины корпуса электролизера, причем вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки и вторая часть боковой стенки образуют зазор; и гарнисажное устройство, выполненное с возможностью установки в зазор между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки, причем посредством гарнисажного устройства тепло отводится из ванны расплавленного электролита для формирования гарнисажа вдоль гарнисажного устройства, проходящего между первой частью боковой стенки и второй частью боковой стенки.
[0049] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, выполненный с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита, причем корпус электролизера включает: по меньшей мере одну боковую стенку и подину; причем боковая стенка содержит: катодно-поляризованную часть боковой стенки в жидкостном сообщении с расплавленным электролитом, причем катодно-поляризованная боковая стенка размещена смежной с и в сообщении с подиной корпуса электролизера (например, через границу раздела ванна - металл) и проходит выше границы раздела ванна - пар. В этом варианте осуществления катодная боковая стенка имеет локализованную настыль, где катодная часть боковой стенки проходит выше границы раздела ванна - пар.
[0050] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен электролизер, включающий: анод; катод в отстоящем от анода положении; ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом; корпус электролизера, выполненный с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита, причем корпус электролизера включает: по меньшей мере одну боковую стенку и подину; причем боковая стенка содержит: катодно-поляризованную часть боковой стенки в жидкостном сообщении с расплавленным электролитом, причем катодно-поляризованная боковая стенка размещена смежной с и в сообщении с подиной корпуса электролизера (например, через границу раздела ванна - металл); и неполяризованную часть боковой стенки, смежную с и в сообщении с катодно-поляризованной частью боковой стенки, причем неполяризованная часть боковой стенки размещена смежной с и в сообщении с границей раздела ванна - воздух.
[0051] В некоторых вариантах осуществления боковая стенка включает часть из теплопроводного материала вдоль границы раздела ванна - воздух для отведения тепла из ванны и/или создания застывшей ее части вдоль границы раздела ванна - воздух.
[0052] В некоторых вариантах осуществления боковая стенка включает часть огнеупорной стенки, смежную с теплопроводным материалом/размещенную поверх него.
[0053] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен узел электролизера, включающий: корпус электролизера, выполненный с возможностью удерживать ванну расплавленного электролита, причем корпус электролизера включает: по меньшей мере одну боковую стенку и подину; причем боковая стенка содержит: катодно-поляризованную часть боковой стенки в жидкостном сообщении с расплавленным электролитом, причем катодно-поляризованная боковая стенка расположена смежной с и в сообщении с подиной корпуса электролизера (например, через границу раздела ванна - металл); и неполяризованную часть боковой стенки, смежную с и в сообщении с катодно-поляризованной частью боковой стенки, причем неполяризованная часть боковой стенки размещена смежной с и в сообщении с границей раздела ванна - пар.
[0054] В одном аспе