本发明专利技术提供了一种利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法及装置，将铝电解槽排放的烟气余热换热后的热量用于预热铝电解阳极，以实现能源的综合利用，同时降低铝电解烟气净化系统的处理烟气体积，节约烟气净化系统投资成本及占地面积，以解决目前铝电解槽排烟造成较大的热量浪费，烟气温度高造成电解烟气干法净化系统实际投资成本高、占地面积大和容易对滤料寿命不良影响，烟气温度高造成电解烟气脱硫系统的水耗过高，电解槽更换常温新阳极热冲击造成容易掉渣和能耗高等一些列问题。属于节能和烟气净化技术领域。
【技术实现步骤摘要】
利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法及装置
本专利技术具体涉及一种利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法及装置，属于节能和烟气净化领域。
技术介绍
目前大型铝电解槽生产产生的烟气温度约为200℃(电解槽出口)，且烟气量大，以当前500KA年产50万吨铝电解项目为例，其净化系统每小时排烟总量超过420万Nm3，烟气净化系统入口的烟气温度在南方地区夏季超过140℃，冬季超过120℃，铝电解槽每小时外排的热量按照电解槽出口排烟温度140℃保守计算约为：1.28x109KJ，折合电耗为每小时消耗36万千瓦时，烟气带走的热量约占电解铝生产总能耗的48％，热量损失十分惊人。烟气温度高除了带来热量的损失外还造成净化系统处理的烟气量增加，还以500KA年产50万吨铝电解项目为例，每小时排烟总量420万Nm3，烟气净化系统入口的烟气温度140℃计算，净化系统实际处理烟气量为635万m3/h，净化系统为保证其净化效率根据实际工况烟气量配置净化除尘器就造成净化系统的投资成本和占地面积增加，此外，若净化系统入口的烟气温度超过150℃会对滤袋的使用寿命造成严重影响。烟气温度高给净化系统带来的另外一个影响就是对脱硫系统的影响，目前新建的铝电解净化系统基本均配置烟气脱硫系统，无论是湿法还是半干法净化技术，烟气温度的将直接影响脱硫系统的水耗。还以500KA年产50万吨铝电解项目为例，每小时排烟总量420万Nm3，烟气净化系统入口的烟气温度140℃计算，若烟气温度降低1℃将会使脱硫系统的水耗量降低超过2吨/h，烟气温度对脱硫水耗产生的影响十分巨大。现阶段铝电解生产更换阳极时均是采用将热残极利用天车吊出，然后更换新的冷阳极，由于铝电解槽内温度超过900℃，其热量的维持全部依靠电耗，每块阳极由常温加热至槽温消耗电能约为400KW。其更为严重的问题是常温阳极加入高温铝电解槽中由于温度的剧烈变化导致了阳极表面热膨胀而容易产生裂纹和造成阳极剥落在铝液中形成碳渣，影响滤液品质。鉴于上述情况，本专利技术基于节能、降低净化系统投资运行成本和提高铝电解工艺生产品质等因素综合考虑而开发。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法及装置，以解决目前铝电解槽排烟造成较大的热量浪费，烟气温度高造成电解烟气干法净化系统实际投资成本高、占地面积大和容易对滤料寿命不良影响，烟气温度高造成电解烟气脱硫系统的水耗过高，电解槽更换常温新阳极热冲击造成容易掉渣和能耗高等一些列问题。为解决上述问题，拟采用这样一种利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法，该方法是将铝电解槽排放的烟气余热换热后的热量用于预热铝电解阳极，以实现能源的综合利用，同时降低铝电解烟气净化系统的处理烟气体积，节约烟气净化系统投资成本及占地面积。前述方法中，将铝电解槽产生的烟气余热进行热回收，余热回收位置在铝电解烟气烟气净化系统进口前的排烟管道上。前述方法中，回收铝电解槽烟气余热的方式为气—气或气—水间接换热方式，将烟气余热通过换热器产生的热空气或热水为媒介。前述方法中，将铝电解槽产生的烟气余热回收后用于加热铝电解槽生产用阳极，加热媒介为换热器产生的热空气或热水。前述方法中，烟气余热加热电极的方式采用集中加热或分模块加热的方式。本专利技术还提供了一种利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的装置，包括换热器，换热器设置于铝电解车间与电解烟气干法净化系统之间的电解槽排烟管道上，换热器的烟气入口端和出口端分别设置有第一温压检测装置和第二温压检测装置，换热器上引出吸热介质的热风烟管或热水管连接至阳极预热系统，所述热风烟管或热水管上设置有风机或循环水泵、第三温压检测装置。前述装置中，所述阳极预热系统为阳极模块化预热系统和/或阳极集中式预热系统，阳极模块化预热系统包括多个阳极预热模块，每个阳极预热模块内设置有1个或2个阳极托盘，每个阳极预热模块分别通过具有电动调节阀的热媒支管道与热风烟管或热水管相连，通过从热风烟管或热水管引入的热媒为阳极预热模块内阳极托盘上的阳极加热，电动调节阀用于调节/开关加热；阳极集中式预热系统包括内置有多个阳极托盘的阳极集中预热车间，阳极集中预热车间也通过具有第二电动调节阀的热媒支管道与热风烟管或热水管相连，用于调节、开关加热，可根据实际情况和加热时间的调整来控制阳极的加热温度。前述装置中，换热器为气—气换热器或气—水换热器。与现有技术相比，本专利技术通过在铝电解烟气干法净化系统除尘器入口前安装换热器(气—气换热器或者气—水换热器)，将烟气中的热量回收于热空气或者热水中，通过风机或者水泵将热媒引入铝用阳极集中或者模块处理系统中加热阳极，加热阳极后空气排空(使用水为热媒的热水循环使用)，加热后阳极加入铝电解槽中使用。由于进入干法净化系统除尘器的烟气已经降温，烟气体积得到了收缩，净化系统的除尘器过滤面积减小，占地面积减小，滤袋的使用寿命得到提高；干法净化系统后接脱硫系统，由于烟气温度降低后体积缩小，无论是湿法脱硫的洗涤塔还是半干法脱硫的布袋除尘器的选型将会减小，降低投资成本、占地面积，同时脱硫的水耗量也会得到明显降低。由于铝电解槽更换的新阳极由常温改为预热热阳极，阳极在电解槽中的热冲击将有效缓解，降低了阳极裂纹的产生和电解槽中碳渣的产生，提升了电解铝产品品质。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图；其中：1-铝电解车间，2-电解槽排烟管道，3-第一温压检测装置，4-气—气换热器或气—水换热器，5-净化系统进口烟管，6-第二温压检测装置，7-电解烟气干法净化系统，8-干法净化系统出口烟管，9-进入湿法脱硫系统烟管，10-湿法脱硫系统，11-排烟风机，12-脱硫洗涤塔，13-循环浆液系统，14-进入半干法脱硫系统烟管，15-半干法脱硫系统，16-吸收塔，17-脱硫除尘器进口烟管，18半干法脱硫除尘器，19-排烟风机，20-烟囱，21-脱硫水系统，22-室外空气或加热循环水，23-风机或循环水泵，24-热风烟管或热水管，25-第三温压检测装置，26-阳极模块化预热系统，27-电动调节阀，28-阳极预热模块，29-阳极托盘，30-第二电动调节阀，31-阳极集中式预热系统，32-阳极集中预热车间。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将通过附图对专利技术作进一步地详细描述。实施例参照图1，本专利技术提供了一种利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法，该方法是将铝电解槽排放的烟气余热换热后的热量用于预热铝电解阳极，以实现能源的综合利用，同时降低铝电解烟气净化系统的处理烟气体积，节约烟气净化系统投资成本及占地面积。将铝电解槽产生的烟气余热进行热回收，余热回收位置在铝电解烟气烟气净化系统进口前的排烟管道上，回收铝电解槽烟气余热的方式为气—气或气—水间接换热方式，将烟气余热通过换热器产生的热空气或热水为媒介，将铝电解槽产生的烟气余热回收后用于加热铝电解槽生产用阳极，加热媒介为换热器产生的热空气或热水，烟气余热加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法，其特征在于：该方法是将铝电解槽排放的烟气余热换热后的热量用于预热铝电解阳极。/n
【技术特征摘要】
1.利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法，其特征在于：该方法是将铝电解槽排放的烟气余热换热后的热量用于预热铝电解阳极。
2.根据权利要求1所述利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法，其特征在于：将铝电解槽产生的烟气余热进行热回收，余热回收位置在铝电解烟气烟气净化系统进口前的排烟管道上。
3.根据权利要求1所述利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法，其特征在于：回收铝电解槽烟气余热的方式为气—气或气—水间接换热方式，将烟气余热通过换热器产生的热空气或热水为媒介。
4.根据权利要求1所述利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法，其特征在于：将铝电解槽产生的烟气余热回收后用于加热铝电解槽生产用阳极，加热媒介为换热器产生的热空气或热水。
5.根据权利要求1所述利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法，其特征在于：烟气余热加热电极的方式采用集中加热或分模块加热的方式。
6.一种利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的装置，其特征在于：包括换热器(4)，换热器(4)设置于铝电解车间(1)与电解烟气干法净化系统(7)之间的电解槽排烟管道(2)上，换热器(4)的烟气入口端和出口端分别设置有第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽新，张海龙，袁永健，柏庄，黎衡慧，耿波，刘春雪，吴兴，
申请(专利权)人：贵阳铝镁设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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