一种主动式电解槽侧壁余热回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种主动式电解槽侧壁余热回收系统，包括电解槽，其侧壁划分成若干个换热模块安装区域单元；上盖板，其位于电解槽侧壁上沿；侧盖板，其位于电解槽侧壁侧面，与侧壁平行；底板，其位于电解槽侧壁下沿，与侧盖板、上盖板一起围成封闭空间；换热器，其由若干换热模块组成，分别对应地安装在所述若干个换热模块安装区域单元中。针对目前侧壁余热难以回收存在的总量，本申请将侧壁划分成了若干个小的区域，每个小区域内设计制作对应的换热器，因此，换热器应以这些小的区域为单元进行布置，通过并联或串联将这些换热器连接在一起，用以回收侧壁余热。用以回收侧壁余热。用以回收侧壁余热。

【技术实现步骤摘要】
一种主动式电解槽侧壁余热回收系统


[0001]本专利技术涉及电解槽余热回收技术，主要涉及一种主动式电解槽侧壁余热回收系统。

技术介绍

[0002]电解铝过程需要消耗大量的电能，同时，又因为电解铝过程中能源利用率较低，因此，电解铝的生产是高能耗产业。电解铝生产过程能源利用率不到50％，有一半以上的输入能源以各种形式的余热损失。这些余热中，占量较大的是烟气余热和侧壁余热。其中侧壁余热损失占热损失总量的36％左右，占到输入总能量的18％。
[0003]因为电解槽侧壁内部需要生成槽梆，以保护电解槽的阴极等配件。因此，对侧壁阴极内侧需要的工艺温度由槽梆厚度确定。由于生产过程中电解质的工作温度950℃左右保持不变，槽梆的厚度与导热系数恒定，因此，按工艺要求，需要从侧壁释放一定的热量。目前，侧壁余热以属于被动式释放，以满足槽梆厚度的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种主动式电解槽侧壁余热回收系统，采用主动式侧壁余热回收技术，在可控条件下回收侧壁余热，可以根据热流的大小调节回收侧壁余热的量，不但可以保证侧壁槽梆的厚度，保证侧壁安全的检测，还可以高效回收侧壁余热，利用后以提高电解槽综合能源利用效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种主动式电解槽侧壁余热回收系统，包括:
[0007]电解槽，其侧壁划分成若干个换热模块安装区域单元；
[0008]上盖板，其位于电解槽侧壁上沿外部，与侧盖板、底板形成一个相对密闭的空间，用于提高换热效率；
[0009]侧盖板，其位于电解槽侧壁侧面，与侧壁平行，与上盖板、底板形成一个相对密闭的空间，用于提高换热效率；
[0010]底板，其位于电解槽侧壁下沿，与侧盖板、上盖板形成一个相对密闭的空间，用于余热的主动式回收；
[0011]换热器单元，其由若干换热模块组成，分别对应地安装在所述若干个换热模块安装区域单元中。
[0012]进一步地，所述的主动式电解槽侧壁余热回收系统还包括：
[0013]热成像仪，用于监测电解槽侧壁温度，以保证系统的安全运行。
[0014]进一步地，所述的主动式电解槽侧壁余热回收系统还包括：
[0015]隔板，其位于电解槽侧壁与换热器之间；所述隔板开有孔或缝隙，有两层或多层组成，以通过不同层隔板的移动变化换热器与侧壁间的可见度面积，以调节换热器的换热量。
[0016]进一步地，所述的主动式电解槽侧壁余热回收系统还包括：
[0017]支撑杆，用于支撑和定位换热器和侧盖板。
[0018]进一步地，不同的换热模块之间通过阀门组合，不同的换热模块并联或串联连接；通过调整不同换热模块的连接方式，可以实现不同换热量的变化。
[0019]进一步地，通过调节换热器中冷却工质的流量来进一步调节换热量，以保证需要抽取的换热量。
[0020]进一步地，所述侧盖板上有热成像仪观察孔和支撑杆孔。
[0021]进一步地，所述侧盖上设置有手柄。
[0022]进一步地，所述热成像仪采用一台主机，多个摄像头的方式进行，各个摄像头间能相互切换。
[0023]进一步地，所述的主动式电解槽侧壁余热回收系统还包括：
[0024]报警器，当所述热成像仪所监测到的温度高于设定值时，所述报警器发出报警。
[0025]本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：
[0026]针对目前侧壁余热难以回收存在的总量，本申请提出具体的解决方案。回收侧壁余热存在的问题一方面是侧壁的位置不好放置换热器，在侧壁表面，布置有各种管道和导线。为克服本缺点，本申请将侧壁划分成了若干个小的区域，每个小区域内设计制作对应的换热器，因此，换热器模块应以这些小的区域为单元进行布置，通过并联或串联将这些换热器模块连接在一起，用以回收侧壁余热，从而解决了整体难以放置大型换热器的的缺陷。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例提供的主动式电解槽侧壁余热回收系统组成示意图；
[0028]图2为换热器的组成示意图；
[0029]图中：1、电解槽；2、上盖板；3、侧盖板；4、底板；5、换热模块；6、热成像仪；7、隔板；8、支撑杆。
具体实施方式
[0030]实施例：
[0031]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。
[0032]参阅图1所示，本实施例提供的主动式电解槽侧壁余热回收系统主要包括电解槽1、上盖板2、侧盖板3、底板4以及换热器。
[0033]其中，该电解槽1是完成铝电解过程的场所，由槽体、阴极、阳极、电解质、排烟系统等组成。在电解槽中，通过阴极和阳极，输入电能完成电化学过程。电化学过程的正常进行需要有定的温度，按工艺要求，一般就控制在920到970℃之间。电解槽上部空间的温度一般在300℃以下，因通过排烟系统有车间空间渗入，烟气温度一般在200℃以下，这部分带走的余热占余热总量的36％，占输入总能量的18％，这部分余热有些企业考虑回收利用。另外，通过电解槽槽底也会有部分热量损失。通过侧壁排放的余热与烟气带走的热量相当，但回收难度高。针对目前侧壁余热难以回收存在的总量，本申请提出具体的解决方案。回收侧壁余热存在的问题一方面是侧壁的位置不好放置换热器，在侧壁表面，布置有各种管道和导线。为克服本缺点，本申请将侧壁划分成了若干个小的区域，每个小区域内设计制作对应的换热器，因此，换热器应以这些小的区域为单元进行布置，通过并联或串联将这些换热器连
接在一起，用以回收侧壁余热。由于侧壁槽梆的厚度是由加热工艺确认的，在电解槽侧壁的内部，在石墨或碳材料内部，而在本申请的方案中，采用主动式侧壁余热回收技术，在可控条件下回收侧壁余热，可以根据热流的大小调节回收侧壁余热的量，不但可以保证侧壁槽梆的厚度，保证侧壁安全的检测，还可以高效回收侧壁余热，利用后以提高电解槽综合能源利用效率，具体地，本申请采用通过如下技术手段来实现。
[0034]该上盖板位于电解槽侧壁上沿，与侧盖板、底板一起围成封闭空间，使得原来通过空气自然对流带走的热量，通过围护结构的屏闭，使得这部分热量通过换热器带出。上盖板固定在侧壁上部。
[0035]该侧盖板则位于电解槽侧壁侧面，与侧壁平行，与上盖板、底板一起围成封闭空间，使得原来通过空气自然对流带走的热量，通过围护结构的屏闭，使得这部分热量通过换热器带出。侧盖板上有热成像仪观察孔和支撑杆孔，侧盖板可以移动，可以方便的通过支撑杆8取下或安装并定位。为便于安装和拆卸，在侧盖板上焊接有把手。
[0036]该底板则位于电解槽侧壁下沿，与侧盖板、上盖板一起围成封闭空间，使得原来通过空气自然对流带走的热量，通过围护结构的屏闭，使得这部分热量通过换热器带出。底板固定在侧壁上部。
[0037]换热器由多个换热模块5组成。每个模块由铝合金管或其他材质的管件折弯而成，不同的换热模块之间通过阀门组合，不同的换热模块可以并联或串联连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动式电解槽侧壁余热回收系统，其特征在于，包括:电解槽，其侧壁划分成若干个换热模块安装区域单元，是电解铝生产的空间；上盖板，其位于电解槽侧壁上沿外部，与侧盖板、底板形成一个相对密闭的空间，用于提高换热效率；侧盖板，其位于电解槽侧壁侧面，与侧壁平行，与上盖板、底板形成一个相对密闭的空间，用于提高换热效率；底板，其位于电解槽侧壁下沿，与侧盖板、上盖板形成一个相对密闭的空间，用于余热的主动式回收；换热器单元，其由若干换热模块组成，分别对应地安装在所述若干个换热模块安装区域单元中。2.如权利要求1所述的主动式电解槽侧壁余热回收系统，其特征在于，还包括：热成像仪，用于监测电解槽侧壁温度，以保证系统的安全运行。3.如权利要求1或2所述的主动式电解槽侧壁余热回收系统，其特征在于，还包括：隔板，其位于电解槽侧壁与换热器之间；所述隔板开有孔或缝隙，有两层或多层组成，以通过不同层隔板的移动变化换热器与侧壁间的可见度面积，以调节换热器的换热量。4.如权利要求1所述的主动式电解槽侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建军，宋文吉，冯自平，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：