一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池，所述余热利用池为铝液一体浇筑成型的长方体结构，包括冷池、热池、电加热装置、导热介质及阳极组；所述冷池和热池之间通过导热板隔开，所述冷池比热池深300‑400mm，所述热池下方设有电加热装置，所述阳极组含有新极和残极两种，所述新极放置在冷池中，所述残极放置在热池中，所述冷池和热池的大小分别与新极和残极的炭块大小相匹配，余热利用池的外表面覆盖有一层保温层，余热利用池的顶部设有炉盖。该余热利用池不仅结构简单、成本低，而且可实现对阳极炭块进行预热，减少换极对炭块和电解槽的影响，降低能耗，同时避免了残极热量的浪费，实现了有效的能量回收再利用。

A Waste Heat Recovery Cell for Recovering and Preheating Electrolytic Aluminum Anode

The utility model provides a waste heat utilization cell for recovering and preheating electrolytic aluminium anode, which is a cuboid structure formed by pouring liquid aluminium, including a cold pool, a hot pool, an electric heating device, a heat conducting medium and an anode group; the cold pool and the hot pool are separated by a heat conducting plate, and the specific heat pool is 300 mm deep, 400 mm, and an electric heating is arranged below the hot pool. The anode group comprises two kinds of new poles and residual poles. The new poles are placed in the cold pool, and the residual pools are placed in the hot pool. The size of the cold pool and the hot pool matches the size of the carbon blocks of the new pole and the residual pole, respectively. The outer surface of the waste heat utilization pool is covered with a thermal insulation layer, and the top of the waste heat utilization pool is provided with a furnace cover. The waste heat utilization cell not only has simple structure and low cost, but also can preheat the anode carbon block, reduce the influence of pole change on the carbon block and electrolyzer, reduce energy consumption, and avoid waste of residual heat, so as to realize effective energy recovery and reuse.

【技术实现步骤摘要】
一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池
本技术涉及电解铝阳极
，特别地，涉及一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池。
技术介绍
现代电解铝生产中，自焙阳极已经被预焙阳极所取代，但随着电解反应的进行，导致阳极炭块不断消耗，需要进行周期性更换。当冷的阳极炭块进入900℃以上的电解质时，对整个电解生产过程产生不利的影响。一方面，电解质接触到冷阳极会发生冷凝，温度降低导致氧化铝溶解受阻，槽压上升，最终导致能耗升高。而另一方面，对炭块本身由于受到热冲击会导致其产生断痕和裂纹。此外，在阳极更换过程中，现代铝电解生产工艺鲜有对残极热量进行有效回收，造成极大的浪费。如果在换极前，利用残极对新极进行预热，降低炭块与槽内电解质的温差，不仅可以有效解决上述问题，还可以缩短阳极全电流导通时间，减少阳极电压降，降低吨铝能耗，延长电解槽的使用寿命。有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种既可以对残极热量进行有效回收，同时又对阳极炭块进行预热的余热利用池，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池，以实现对残极热量进行有效回收，同时对阳极炭块进行预热，降低能耗，实现能量回收再利用的目的。为实现上述目的，本技术提供了一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池，所述余热利用池为铝液一体浇筑成型的长方体结构，包括冷池、热池、电加热装置、导热介质及阳极组；所述冷池和热池之间通过导热板隔开，所述冷池比热池深300-400mm，所述热池下方设有电加热装置，所述电加热装置为多根在耐高温不锈钢管内均匀分布的高温电阻丝；所述阳极组含有新极和残极两种，所述新极放置在冷池中，所述残极放置在热池中，所述阳极组包括炭块、钢爪、阳极导杆和吊孔，所述钢爪位于炭块上方，阳极导杆位于钢爪上方，阳极导杆上方开有吊孔；所述冷池和热池的大小分别与新极和残极的炭块大小相匹配，所述导热介质为放置在热池中的低熔点金属和可流动的金属小球；所述余热利用池的外表面覆盖有一层保温层，余热利用池的顶部设有炉盖，所述炉盖按照钢爪结构设计拼接而成。进一步的，所述余热利用池壁厚100-150mm。进一步的，所述保温层材质为导热系数较低的硅酸钙。进一步的，所述保温层厚度为40-60mm。进一步的，所述导热板为铝导热板，厚度为40-50mm。进一步的，导热介质放置在热池的低熔点金属为锡。进一步的，电加热装置电阻丝不锈钢管内以及相邻不锈钢管之间的空隙部分填充有结晶氧化镁粉。本技术具有以下有益效果：(1)本技术提供的一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池，利用铝较高的导热系数可快速回收铝电解残极余热并迅速将吸收热量加热给新极。另外，在余热利用池的底部采用电加热装置进行辅助加热，余热利用池的外表面覆盖有一层保温层，且所述余热利用池的顶部设有炉盖，不仅可以全方位有效防止热量散失，实现对新极的有效预热，减少新极的炭块由于受到热冲击会导致其产生断痕和裂纹，同时炉盖按照钢爪结构设计拼接而成又方便阳极炭块的吊进和吊出，无需将阳极炭块与钢爪分离，可将其整体放入换热池，避免了压脱时的热量损失。(2)本技术提供的一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池热池下方设有电加热装置，所述电加热装置为多根在耐高温不锈钢管内均匀分布的高温电阻丝，并且在不锈钢管内以及相邻不锈钢管之间的空隙部分致密地填入导热性能和绝缘性能均良好的结晶氧化镁粉。这种结构不但先进，热效率高，而且发热均匀，当高温电阻丝中有电流通过时，产生的热量通过结晶氧化镁粉向不锈钢管表面扩散，再传递到被加热的新极去。(3)本技术提供的一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池中导热介质采用低熔点金属锡和可流动金属小球。锡作为一种低熔点金属，在230度时即为液态，在余热利用池换热过程中，始终保持液体状态，且具有良好的流动性，配合可流动金属小球可取得较好的换热效果。(4)本技术提供的一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池，可实现对阳极炭块进行预热，减少更换阳极时对炭块和电解槽的影响，降低能耗，同时避免了残极热量的浪费，实现了有效的能量回收再利用，进而实现能源的可持续利用。(5)本技术提供的一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池换结构简单，热交换速度快，建造和运行成本低。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术优选实施例的结构示意图；图2是本技术优选实施例的左视剖面图；图3是本技术优选实施例的阳极组结构示意图。其中，1、余热利用池，2、冷池，3、热池，4、电加热装置，5、导热板，6、阳极组，7、炭块，8、钢爪，9、阳极导杆，10、吊孔。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1至2所示，一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池1，包括冷池2、热池3、电加热装置4、导热介质及阳极组6。所述余热利用池1为长方体结构，其尺寸大小为长1900mm，宽1670mm，高900mm。所述余热利用池1的壁厚100mm。所述冷池2尺寸大小为长1600mm，宽660mm，高600mm。所述冷池2和热池3之间通过导热板5隔开，所述导热板为铝导热板，厚度为50mm，所述冷池2比热池3深300mm。所述热池3下方设有电加热装置4，所述电加热装置4为四根在耐高温不锈钢管内均匀分布的高温电阻丝，并且在不锈钢管内以及相邻不锈钢管之间的空隙部分致密地填入导热性能和绝缘性能均良好的结晶氧化镁粉。这种结构不但先进，热效率高，而且发热均匀，当高温电阻丝中有电流通过时，产生的热量通过结晶氧化镁粉向不锈钢管表面扩散，再传递到被加热的新极去。所述阳极组6含有新极和残极两种，所述新极放置在冷池2中，所述残极放置在热池3中，所述阳极组6包括炭块7、钢爪8、阳极导杆9和吊孔10，所述钢爪8位于炭块7上方，阳极导杆9位于钢爪8上方，阳极导杆9上方开有吊孔10(如图3所示)。因为残极炭块在使用时有一定的消耗，所以残极炭块比新极炭块小，其他结构均相同。所述冷池2和热池3的大小分别与新极和残极的炭块7大小相匹配，所述导热介质为放置在热池中的低熔点金属锡和可流动的金属小球，锡作为一种低熔点金属，在230度时即为液态，在余热利用池换热过程中，始终保持液体状态，且具有良好的流动性，配合可流动金属小球可取得较好的换热效果。余热利用池1的外表面覆盖有一层保温层，所述保温层材质为导热系数较低的硅酸钙，所述保温层厚度为50mm。所述余热利用池1的顶部设有炉盖，所述炉盖按照钢爪结构设计拼接而成。使用过程：将用于回收铝电解残极热量的余热利用池放置在电解车间内，铝电解生产更换下来的残极放置余热利用池的热池，同时在热池中放入导热介质，便于传热。从阳极组装车间取出来的阳极(即新极)放于余热利用池的冷池，在经过余热利用池换热后，再上槽。在换热过程中确保保温良好。所述阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池，其特征在于，所述余热利用池为铝液一体浇筑成型的长方体结构，包括冷池、热池、电加热装置、导热介质及阳极组；所述冷池和热池之间通过导热板隔开，所述冷池比热池深300‑400mm，所述热池下方设有电加热装置，所述电加热装置为多根在耐高温不锈钢管内均匀分布的高温电阻丝；所述阳极组含有新极和残极两种，所述新极放置在冷池中，所述残极放置在热池中，所述阳极组包括炭块、钢爪、阳极导杆和吊孔，所述钢爪位于炭块上方，阳极导杆位于钢爪上方，阳极导杆上方开有吊孔；所述冷池和热池的大小分别与新极和残极的炭块大小相匹配，所述导热介质为放置在热池中的低熔点金属和可流动的金属小球；所述余热利用池的外表面覆盖有一层保温层，余热利用池的顶部设有炉盖，所述炉盖按照钢爪结构设计拼接而成。

【技术特征摘要】
1.一种用于回收并预热电解铝阳极的余热利用池，其特征在于，所述余热利用池为铝液一体浇筑成型的长方体结构，包括冷池、热池、电加热装置、导热介质及阳极组；所述冷池和热池之间通过导热板隔开，所述冷池比热池深300-400mm，所述热池下方设有电加热装置，所述电加热装置为多根在耐高温不锈钢管内均匀分布的高温电阻丝；所述阳极组含有新极和残极两种，所述新极放置在冷池中，所述残极放置在热池中，所述阳极组包括炭块、钢爪、阳极导杆和吊孔，所述钢爪位于炭块上方，阳极导杆位于钢爪上方，阳极导杆上方开有吊孔；所述冷池和热池的大小分别与新极和残极的炭块大小相匹配，所述导热介质为放置在热池中的低熔点金属和可流动的金属小球；所述余热利用池的外表面覆盖有一层保温层，余热利用池的顶部设有炉盖，所述炉盖按照钢爪结构设计拼接而成。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贺松，何翔天，李庆贺，程本军，李茂，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43