一种电解槽的热平衡调节装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电解槽的热平衡调节装置，包括滑轨、一个或多个热交换装置、第一烟气支管、空气供给装置以及混合气管道。本发明专利技术还提供了一种电解槽的热平衡调节方法。本发明专利技术提供的热平衡调节装置和方法能够有效利用电解过程中产生的高温烟气来动态调节电解槽侧部的热平衡，由此保持电解槽槽帮形状的规整性，保障了电解槽安全、稳定地运行，特别适用于酸法氧化铝的电解工艺，装置简单，便于安装和拆卸，易操作，非常适合工业化应用。

A kind of heat balance adjusting device and method for electrolyzer

The invention provides a heat balance regulating device of an electrolytic cell, which comprises a slide rail, one or more heat exchange devices, a first flue gas branch pipe, an air supply device and a mixed gas pipeline. The invention also provides a heat balance adjustment method of an electrolytic cell. The heat balance adjusting device and method provided by the invention can effectively use the high temperature flue gas generated in the electrolysis process to dynamically adjust the heat balance of the side part of the electrolytic cell, thus maintaining the regularity of the cell side shape, ensuring the safe and stable operation of the electrolytic cell, especially suitable for the electrolytic process of alumina by acid process. The device is simple, easy to install and disassemble, easy to operate and very suitable Combined with industrial application.

【技术实现步骤摘要】
一种电解槽的热平衡调节装置及方法
本专利技术涉及氧化铝电解领域，具体涉及一种电解槽的热平衡调节装置及方法。
技术介绍
我国是世界第一大原铝生产国，产量占全球总产量的1/4以上。作为铝电解生产的重要原料之一的氧化铝，其生产方法包括碱法、酸法、酸碱联合法和热法。目前，工业上广泛使用的是碱法氧化铝。然而，通过碱法生产的氧化铝的原料——铝土矿，我国基础储量23亿吨，仅占全球总储量的6％，铝土矿资源不足严重制约了我国铝工业的进一步发展。近年来，经研究开发出了“一步酸溶法”粉煤灰提取氧化铝的新工艺，可有效解决我国铝土矿资源紧缺的局面，实现煤炭资源高值化利用。但酸法氧化铝不适用于当前基于碱法氧化铝的电解工艺技术体系，其物理化学性质差异是主要原因。目前，国内以酸法氧化铝为原料的铝电解工艺技术尚处于开发阶段，因此，有必要针对酸法氧化铝电解工艺技术在目前碱法氧化铝电解生产技术的基础上进行综合优化。传统铝电解槽能量利用率约占总能耗的一半，上部与侧部散热是主要热损失。侧部散热情况与电解槽内部槽帮的形状有密切关系，一般来说，槽帮偏厚，导致伸腿过长，侧部散热偏少；槽帮偏薄，可能导致内衬受损，侧部散热偏大。由此可见，需要开发一种新型技术来解决电解槽内部槽帮的形状缺陷问题。
技术实现思路
为克服现有的电解槽在电解过程中存在的槽帮不规整等缺陷，本专利技术的一个目的之一是提供一种电解槽的热平衡调节装置。本专利技术的另一目的是提供一种电解槽的热平衡调节方法。本专利技术提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述电解槽设置有用于排放电解烟气的主烟气管道，其中，所述热平衡调节装置包括以下结构组成：滑轨，设置于所述电解槽的外侧壁上；一个或多个热交换装置，设置于所述滑轨上并能够沿所述滑轨移动；第一烟气支管，设置于所述主烟气管道上；空气供给装置；以及混合气管道，围绕所述电解槽的外侧壁并与所述热交换装置相连，所述混合气管道包括进气端和出气端，所述进气端分别与所述第一烟气支管以及所述空气供给装置相连，所述出气端与所述主烟气管道相连。本专利技术提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述第一烟气支管上设置有收尘器。本专利技术提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述第一烟气支管上设置有流量调节装置。本专利技术提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述混合气管道的进气端设置有三通阀，其分别与所述进气端、所述第一烟气支管以及所述空气供给装置相连。本专利技术提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述主烟气管道上设置有第二烟气支管，与所述混合气管道的出气端相连。本专利技术提供的电解槽的热平衡调节装置中，按照电解烟气在所述主烟气管道中的流向，所述第一烟气支管设置在所述第二烟气支管的上游。本专利技术提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述热交换装置包括导热金属软管以及包围所述导热金属软管的保温层。本专利技术提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述滑轨上设置有可移动式卡槽，所述热交换装置设置于所述卡槽中。本专利技术提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述电解槽为酸法氧化铝电解槽。本专利技术提供的电解槽的热平衡调节方法使用以上技术方案任一项所述的热平衡调节装置，将所述电解槽产生的电解烟气与空气按不同比例混合后得到混合气，通过所述混合气对所述电解槽的外侧壁进行热平衡调节。本专利技术提供的电解槽的热平衡调节装置和方法具有以下优点：(1)有效利用了电解过程中产生的高温烟气来动态调节电解槽侧部的热平衡，节省了能耗，通过热平衡调节能够保持电解槽槽帮形状的规整性，避免出现电解不稳定的现象，保障了电解槽安全、稳定地运行。(2)可同时对电解烟气中的氧化铝含量进行监测，为后续氧化铝的改性提供了依据和基础。(3)无需复杂设备，装置简单，便于安装和拆卸，调节方法易操作，安全性好且不影响电解过程的进行。综上所述，本专利技术提供的电解槽的热平衡调节装置和方法适合工业化应用，特别适用于酸法氧化铝电解工艺，填补了相关技术的空白，具有广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术的热平衡调节装置的结构示意图；图2为实施例2所使用的热平衡调节装置的局部结构示意图；图3为实施例3所使用的热平衡调节装置的局部结构示意图；图4为实施例所使用的热交换装置的结构示意图；图5为实施例所使用的热交换装置的安装示意图；其中，附图标记表示如下：1、电解槽；2、主烟气管道；3、滑轨；4、热交换装置；5、第一烟气支管；6、空气供给装置；7、混合气管道；8、收尘器；9、流量调节装置；10、三通阀；11、第二烟气支管；12、卡槽；401、导热金属软管；402、保温层。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“一”、“多”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。本专利技术的第一个方面提供一种电解槽的热平衡调节装置，如图1所示，电解槽1设置有用于排放电解烟气的主烟气管道2，其中，该热平衡调节装置包括以下结构组成：滑轨3，设置于电解槽1的外侧壁上；一个或多个热交换装置4，设置于滑轨3上并能够沿该滑轨3移动；第一烟气支管5，设置于该主烟气管道2上；空气供给装置6；以及混合气管道7，围绕电解槽1的外侧壁并与热交换装置4相连，混合气管道7包括进气端和出气端，进气端分别与第一烟气支管5以及空气供给装置6相连，出气端与主烟气管道2相连。在电解过程中，检查电解槽的侧部是否存在槽帮偏薄或偏厚的不规整现象，发现后，运行上述热平衡调节装置，将一个或多个的热交换装置4沿着滑轨3移动至需要保温或降温的区域，根据区域的数量、面积和形状(如电解槽端角)相应选择热交换装置4。将不同比例的电解烟气和空气分别通过第一烟气支管5和空气供给装置6由进气端送入混合气管道7中，形成的混合气通入热交换装置4后，可明显改变热交换装置4所在区域的温度，由此可对该区域的槽帮厚度进行调节直至达到槽帮规整。混合气由热交换装置4流出后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解槽的热平衡调节装置，所述电解槽设置有用于排放电解烟气的主烟气管道，其特征在于，所述热平衡调节装置包括以下结构组成：/n滑轨，设置于所述电解槽的外侧壁上；/n一个或多个热交换装置，设置于所述滑轨上并能够沿所述滑轨移动；/n第一烟气支管，设置于所述主烟气管道上；/n空气供给装置；以及/n混合气管道，围绕所述电解槽的外侧壁并与所述热交换装置相连，所述混合气管道包括进气端和出气端，所述进气端分别与所述第一烟气支管以及所述空气供给装置相连，所述出气端与所述主烟气管道相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种电解槽的热平衡调节装置，所述电解槽设置有用于排放电解烟气的主烟气管道，其特征在于，所述热平衡调节装置包括以下结构组成：
滑轨，设置于所述电解槽的外侧壁上；
一个或多个热交换装置，设置于所述滑轨上并能够沿所述滑轨移动；
第一烟气支管，设置于所述主烟气管道上；
空气供给装置；以及
混合气管道，围绕所述电解槽的外侧壁并与所述热交换装置相连，所述混合气管道包括进气端和出气端，所述进气端分别与所述第一烟气支管以及所述空气供给装置相连，所述出气端与所述主烟气管道相连。


2.根据权利要求1所述的热平衡调节装置，其特征在于，所述第一烟气支管上设置有收尘器。


3.根据权利要求2所述的热平衡调节装置，其特征在于，所述第一烟气支管上设置有流量调节装置。


4.根据权利要求1-3任一项所述的热平衡调节装置，其特征在于，所述混合气管道的进气端设置有三通阀，其分别与所述进气端、所述第一烟气支管以及所述空气供给装置相连。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭昭华，甄鹏，董宏，王永旺，黄涌波，韩硕，吴永峰，白晓伟，陈国辉，徐宏雷，
申请(专利权)人：神华准能资源综合开发有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15