一种铝电解槽设备、铝电解槽能量平衡系统及方法与流程

本申请涉及铝电解，尤其涉及一种铝电解槽设备、铝电解槽能量平衡系统及方法。

背景技术：

1、目前，电解铝行业铝液直流电耗较大，铝电解行业电能利用率不足。大量的电能以热的形式扩散至环境中，造成大量能量浪费。通常，铝电解槽散热由阳极区散热和阴极区散热组成。然而，现有铝电解槽阳极区散热中可回收利用的余热较少，余热回收利用率很低，不利于铝电解槽的节能降耗。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种铝电解槽设备、铝电解槽能量平衡系统及方法，能够提高铝电解槽的余热回收利用率，有利于铝电解槽的节能降耗。

2、本申请实施例的第一方面，提供一种铝电解槽设备，包括：

3、铝电解槽槽体；

4、铝电解槽盖板；

5、端头盖板；

6、上部结构，所述上部结构、所述端头盖板和所述铝电解槽盖板分别设置于所述铝电解槽槽体的不同侧；

7、烟道，所述烟道的导烟口嵌设于所述上部结构，所述烟道内设置有集热装置或热转换装置，和/或，所述导烟口设置有集热装置或热转换装置，和/或，所述烟道的排烟口设置有集热装置或热转换装置，所述排烟口位于所述烟道远离所述上部结构的一端，所述导烟口位于所述烟道靠近所述上部结构的一端；

8、所述上部结构包括水平罩板，所述水平罩板与所述铝电解槽盖板以及所述端头盖板密封连接，所述铝电解槽盖板、所述端头盖板以及所述水平罩板靠近所述铝电解槽槽体的一侧均设置有热反射涂层。

9、在一些实施方式中，铝电解槽设备，还包括：

10、集气罩，所述集气罩与所述烟道的所述导烟口密封连接，所述集气罩设置于所述水平罩板靠近所述铝电解槽体的一侧，所述集气罩用于收集所述铝电解槽产生的烟气，其中，所述烟气罩设置有所述集热装置和/或所述热转换装置；

11、和/或，

12、所述热转换装置包括热电转换装置，所述热电转换装置用于将热能转换为电能。

13、在一些实施方式中，所述铝电解槽盖板、所述端头盖板以及所述水平罩板靠近所述铝电解槽槽体的一侧均设置有第一支撑层、保温层和第二支撑层；

14、所述保温层设置于所述第一支撑层和所述第二支撑层之间，所述第一支撑层设置于所述保温层远离所述铝电解槽槽体的一侧，所述第二支撑层设置于所述保温层靠近所述铝电解槽槽体的一侧，所述第一支撑层与所述第二支撑层边缘连接，其中，所述第二支撑层靠近所述铝电解槽壳体的一侧设置有所述热反射涂层。

15、在一些实施方式中，所述热反射涂层包括非金属反射涂层，所述热反射涂层的厚度小于或等于5mm。

16、在一些实施方式中，铝电解槽设备，还包括：

17、阳极导杆，所述阳极导杆设置于所述铝电解槽槽体的外部，所述阳极导杆与所述水平罩板密封连接；和/或，

18、打壳气缸，所述打壳气缸设置于所述水平罩板，所述打壳气缸与所述水平罩板密封连接；和/或，

19、炉门，所述炉门嵌设于门型立柱，所述炉门与所述门型立柱密封连接，所述门型立柱与所述端头盖板密封连接，所述水平罩板与所述炉门密封连接。

20、本申请实施例的第二方面，提高一种铝电解槽能量平衡系统，包括：

21、如第一方面所述的铝电解槽设备；

22、控制系统，与所述铝电解槽设备通信连接。

23、在一些实施方式中，铝电解槽能量平衡系统，还包括：

24、铝电解槽烟气监测装置，设置于所述铝电解槽设备的烟道，所述铝电解槽烟气监测装置包括铝电解槽烟气温度监测装置、铝电解槽烟气流量监测装置和铝电解槽烟气压力监测装置；

25、铝电解槽烟气调节装置，设置于所述铝电解槽设备的烟道；

26、所述控制系统分别与所述铝电解槽烟气监测装置和所述铝电解槽烟气调节装置通信连接。

27、本申请实施例的第三方面，提供一种铝电解槽能量平衡方法，应用于如第二方面所述的铝电解槽能量平衡系统，所述方法包括：

28、获取铝电解槽设备的工作状态；

29、根据所述铝电解槽设备的工作状态，控制集热装置的工作状态，和/或，控制热转换装置的工作状态。

30、在一些实施方式中，获取所述铝电解槽烟气监测装置的监测数据；

31、根据所述监测数据，控制所述铝电解槽烟气调节装置进行调节铝电解槽的烟气状态。

32、在一些实施方式中，铝电解槽能量平衡方法，还包括：

33、根据所述铝电解槽设备的工作状态，控制集热装置收集热量，其中，所述铝电解槽设备的工作状态包括所述监测数据；和/或，

34、根据所述铝电解槽设备的工作状态，控制热转换装置进行热能转换。

35、本申请实施例提供的铝电解槽设备，通过将水平罩板与铝电解槽盖板、端头盖板密封连接，减少冷空气的进入铝电解槽设备内部，提高铝电解槽阳极区烟气的温度，同时避免铝电解槽的热散射到铝电解槽外部，将热量集中到烟道。以及在水平罩板、铝电解槽盖板和端头盖板靠近铝电解槽槽体的一侧设置热反射涂层，可以阻隔水平罩板、端头盖板以及铝电解槽盖板上的散热通道，可以进一步将热量转移至烟气区，提高烟气区散热在阳极区散热的占比。再利用烟道内的热收集装置和热转换装置对铝电解槽阳极区产生的烟气进行热能收集以及热能转换，提高点解烟气的余热回收利用率，实现铝电解槽的节能降耗。

技术特征：

1.一种铝电解槽设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述铝电解槽设备，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述铝电解槽设备，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的铝电解槽设备，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的铝电解槽设备，其特征在于，还包括：

6.一种铝电解槽能量平衡系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要6所述的铝电解槽能量平衡系统，其特征在于，还包括：

8.一种铝电解槽能量平衡方法，其特征在于，应用于如权利要6-7所述的铝电解槽能量平衡系统，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的铝电解槽能量平衡方法，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的铝电解槽能量平衡方法，其特征在于，还包括：

技术总结本申请公开一种铝电解槽设备、铝电解槽能量平衡系统及方法。涉及铝电解技术领域，能够提高铝电解槽的余热回收利用率，有利于铝电解槽的节能降耗。铝电解槽设备包括铝电解槽槽体；铝电解槽盖板；端头盖板；上部结构；上部结构、端头盖板和铝电解槽盖板分别设置于铝电解槽槽体的不同侧；烟道，烟道的导烟口嵌设于上部结构，烟道内设置有集热装置或热转换装置，和/或，导烟口设置有集热装置或热转换装置，和/或，烟道的排烟口设置有集热装置或热转换装置，排烟口位于所述烟道远离上部结构的一端，导烟口位于所述烟道靠近上部结构的一端；铝电解槽罩板、铝电解槽端头盖板以及水平罩板靠近铝电解槽槽体的一侧均设置有热反射涂层。技术研发人员：张亚楠,李国维,王怀江,梁贵生,于强,侯光辉,关月超,郭俊,李伟明,张旭贵,刘彦辉受保护的技术使用者：中铝郑州有色金属研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2