一种铝电解槽余热回收利用的方法与流程

本申请涉及一种余热回收利用的方法，尤其涉及一种铝电解槽余热回收利用的方法。

背景技术：

1、工业上通常利用电解槽在1000℃左右熔融电解氧化铝以制得铝，期间，在电解槽顶部、底部以及侧壁均会产生大量的余热。其中，热量总损失量中有50%热量从电解槽侧壁和底部散失，剩余热量从电解槽顶部散失。

2、随着电解容量的增加，电解槽的余热量也将增加。现有技术中，某一型号的铝电解槽往往匹配其相应的余热散热系统以进行散热，然而该余热散热系统并非适用于更大容量的电解槽。若这些余热不能有效地散发，则会破坏电解槽生产过程中的热平衡，从而导致电解槽被腐蚀而槽寿命降低。同时，余热也会在车间内的聚积使工作区环境更加恶劣，甚至危害工人的身体健康。考虑到余热直接排放于环境中，不仅容易造成了环境热污染，还造成了大量的能源浪费。

3、当将上述余热整合到能源系统，则可以实现低品位能源的高效利用，给企业带来经济和环保双重效益。cn201610705844.5公开了一种利用铝电解槽余热发电的方法，其将铝电解过程中，槽侧壁和槽顶产生的低位热能通过热交换产生蒸汽，蒸汽通过透平发电机组发电，电返回电解铝用电系统，以达到节能之目的。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种铝电解槽余热回收利用的方法，通过蓄热管储有水的蓄热相变以对槽壁进行散热，并利用热交换器对槽顶部进行散热。其中，从蓄热管相变后的水蒸气由冷凝器冷凝成水，一路流回至蓄热管，另一路流向热交换器作为其冷媒介，该冷媒介经过热交换后通向铝土矿碱化区，实现了余热的回收利用，节约能耗。同时，结合控制阀的调节以控制电解槽底部、侧壁和顶部余热散热量比例，以适应不同型号的电解槽。

2、本发明采用的技术方案为：

3、一种铝电解槽余热回收利用的方法，所述铝电解槽余热回收利用的方法包括：

4、铝电解槽的烟气收集于集中罩，所述集中罩一端与送烟管道连接；所述送烟管道一端与热交换器连接；

5、所述铝电解槽侧壁设有蓄热管；所述蓄热管储有的水吸收所述铝电解槽侧壁余热，相变为160~270℃的水蒸气；所述水蒸气经过冷凝器冷凝成20~45℃的水；冷凝水一路流回至所述蓄热管，另一路在所述热交换器进行热交换，以220~290℃水蒸气流出所述热交换器，并通向铝土矿碱化区。

6、进一步地，所述铝电解槽底部安装有换热管；所述冷凝水还包括一路在所述换热管进行热交换，以水蒸气形式流出所述换热器，并通向铝土矿碱化区。

7、进一步地，在所述蓄热管和所述冷凝器之间设有缓冲罐；所述水蒸气流入所述缓冲罐，再由缓冲罐流向所述冷凝器。

8、进一步地，所述缓冲罐的出口设有调节阀，所述缓冲罐压强调节范围为1.05~1.35atm。

9、进一步地，所述冷凝器一端与总支管道一端连接；所述总支管道另一端分为第一支管道、第二支管道和第三支管道；所述第一支管道另一端与所述蓄热管连接；所述第一支管道和所述蓄热管之间设单向阀；所述第二支管道另一端与所述热交换器的换热管入口连接，换热管出口通向铝土矿碱化区；所述第三支管道另一端与所述换热器的换热管入口连接，所述换热器的换热管出口通向铝土矿碱化区；所述第三支管设有控制阀。

10、进一步地，所述第二支管道和所述热交换器之间依次设有储液罐、计量泵；所述储液罐中的冷凝水通过所述计量泵抽取后流向所述热交换器。

11、进一步地，所述冷凝水流向所述换热器的流量为0.15~0.95 m3/h。

12、进一步地，所述蓄热管内储水量为0.65~0.95 m3。

13、进一步地，所述储液罐中的冷凝水流向热交换器的流量为0.85~1.20 m3/h。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、通过蓄热管储有水的蓄热相变以对槽壁进行散热，并利用热交换器对槽顶部进行散热。其中，从蓄热管相变后的水蒸气由冷凝器冷凝成水，一路流回至蓄热管，另一路流向热交换器作为其冷媒介，该冷媒介经过热交换后通向铝土矿碱化区，实现了余热的回收利用，节约能耗。同时，结合控制阀的调节以控制电解槽底部、侧壁和顶部余热散热量比例，以适应不同型号的电解槽。

技术特征：

1.一种铝电解槽余热回收利用的方法，其特征在于，所述铝电解槽余热回收利用的方法包括：

2.根据权利要求1所述的铝电解槽余热回收利用的方法，其特征在于，所述铝电解槽底部安装有换热管；所述冷凝水还包括一路在所述换热管进行热交换，以水蒸气形式流出所述换热器，并通向铝土矿碱化区。

3.根据权利要求1或2任意一种所述的铝电解槽余热回收利用的方法，其特征在于，在所述蓄热管和所述冷凝器之间设有缓冲罐；所述水蒸气流入所述缓冲罐，再由缓冲罐流向所述冷凝器。

4.根据权利要求3所述的铝电解槽余热回收利用的方法，其特征在于，所述缓冲罐的出口设有调节阀，所述缓冲罐压强调节范围为1.05~1.35 atm。

5.根据权利要求1所述的铝电解槽余热回收利用的方法，其特征在于，所述冷凝器一端与总支管道一端连接；所述总支管道另一端分为第一支管道、第二支管道和第三支管道；所述第一支管道另一端与所述蓄热管连接；所述第一支管道和所述蓄热管之间设单向阀；所述第二支管道另一端与所述热交换器的换热管入口连接，换热管出口通向铝土矿碱化区；所述第三支管道另一端与所述换热器的换热管入口连接，所述换热器的换热管出口通向铝土矿碱化区；所述第三支管设有控制阀。

6.根据权利要求5所述的铝电解槽余热回收利用的方法，其特征在于，所述第二支管道和所述热交换器之间依次设有储液罐、计量泵；所述储液罐中的冷凝水通过所述计量泵抽取后流向所述热交换器。

7.根据权利要求5或6任意一种所述的铝电解槽余热回收利用的方法，所述控制阀控制所述冷凝水流向所述换热器的流量为0.15~0.95 m3/h。

8.根据权利要求1或2或权利要求4~6任意一种所述的铝电解槽余热回收利用的方法，其特征在于，所述蓄热管内储水量为0.65~0.95 m3。

9.根据权利要求6所述的铝电解槽余热回收利用的方法，其特征在于，所述储液罐中的冷凝水流向热交换器的流量为0.85~1.20 m3/h。

技术总结本发明提供了一种铝电解槽余热回收利用的方法，目的是解决现有电解槽余热未得到有效利用且槽型号更换可能引起余热散热系统不适配的技术问题。该余热回收方法包括铝电解槽的烟气收集于集中罩，该集中罩一端与送烟管道连接；送烟管道一端与热交换器连接。电解槽侧壁设有蓄热管；蓄热管储有的水吸收电解槽侧壁余热，相变为160~270℃的水蒸气；水蒸气经过冷凝器冷凝成水；水一路流回至蓄热管，另一路在热交换器进行热交换，以220~290℃水蒸气流出热交换器，并通向铝土矿碱化区。即，通过水蓄热相变对槽壁进行散热，并利用热交换器对槽顶部进行散热，且管路经过合理设计，实现了余热有效回收。同时，本发明能够适应不同型号的电解槽。技术研发人员：全鹏程,李刚,王庆烜,李伟,田绍明,何海受保护的技术使用者：阿坝铝厂技术研发日：技术公布日：2024/6/20