[實用新型]風冷式鋁電解槽廢熱利用裝置

無效

• 申請號: 200820053438.6
• 申請日: 2008-06-16
• 公開（公告）號: CN201210659Y
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 汪奕醒;肖忠良;劉憲鋒;廖振;湛雪輝
• 申請（專利權）人: 湖南晟通科技集團有限公司
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;C25C3/06
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本實用新型涉及一種風冷式鋁電解槽廢熱利用裝置。

背景技術

我國電解生產金屬鋁過程，大多采用預焙陽極鋁電解技術，電解溫度為950℃左右，鋁電解槽的平均電能利用率為48％左右，鋁電解槽側壁溫度約300℃，槽底溫度約90℃，槽上部排氣管道約150℃的溫度，有一半以上的能量以廢熱的形式散發到環境中，造成巨大的能源浪費，且對環境造成熱污染。而且由于廢熱利用對電解槽本身的溫度場分布和維持電解生產過程的能量平衡會造成復雜的影響，甚至會使得電解過程不能正常進行，因此，到目前為止尚無對鋁電解槽廢熱的利用的相關報道。

實用新型內容

本實用新型的所要解決的技術問題是提供一種風冷式鋁電解槽廢熱利用裝置，該裝置在維持電解槽熱平衡的基礎上利用廢熱產生電能，即首先滿足鋁電解工藝過程對鋁電解槽內熱平衡的要求，其次再利用其散發的廢熱進行轉化。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案為：

一種風冷式鋁電解槽廢熱利用裝置，其特征在于，包括熱電模塊、控制熱能輸出的冷卻裝置以及電池或負載，該熱電模塊的高溫端緊貼固定在電解槽外壁，低溫端接冷卻裝置，所述的熱電模塊的電壓引出端接電池或負載；所述的冷卻裝置包括設置在所述熱電模塊的低溫端的熱管散熱器件；鼓風機；連接鼓風機的鼓風管，該故風管的噴嘴安裝在熱管散熱器件正對位置；固定在鋁電解槽外壁的溫度傳感器；控制器，該控制器的輸入端連接所述溫度傳感器的輸出端。

該控制器采用PID、模糊控制或神經網絡控制策略，或者上述多種控制策略的組合，上述控制策略根據電解槽的大小、槽型以及工藝條件確定。該控制器的輸出端連接所述的鼓風機的轉速控制端，用于控制冷卻空氣的流量。本實用新型的冷卻裝置具有控制鋁電解槽外壁溫度的功能

作為改進，所述的熱電模塊為多個，以串聯或并聯或串聯及并聯相結合的方式相互連接。

根據鋁電解槽溫度分布的具體情況，安裝于電解槽側部的熱電模塊的高溫端工作溫度優選為200～500℃，安裝于電解槽底部的熱電模塊的高溫端工作溫度優選為50～150℃。

熱電模塊高溫端與低溫端優選維持60～100℃的溫度差。

作為改進，所述的熱電模塊和電池或負載之間串聯有穩流裝置或穩流裝置。

本實用新型所具有的有益效果有：

本實用新型通過對電解槽廢熱的利用，能降低鋁電解過程的能源消耗，能提高鋁電解能量利用率0.5～5％，由于電解鋁是高耗能過程，因此能降低能源消耗，其意義尤為重大。現有的一些廢熱利用并沒有考慮到鋁電解槽的正常工作狀態下熱平衡的要求，且廢熱利用過程中，會對電解槽產生復雜的影響，很可能使正常的生產過程無法進行。本實用新型充分考慮了鋁電解槽工作溫度，熱平衡條件的要求，將熱電模塊和冷卻裝置巧妙地結合，引入了鋁電解槽熱平衡控制系統，有利于電解槽電解溫度的控制，尤其是側部，底部溫度的控制，從而控制爐幫的厚度，形成規整的爐膛內型，有效提高鋁電解槽的使用壽命，在利用熱能產生電能的過程不會對原有的鋁電解過程產生任何不良影響。

附圖說明

圖1為本實用新型的總體結構框圖；

圖2為熱電單元示意圖；(1-導熱陶瓷，2-導電銅片組成)

圖3為熱電模塊示意圖；(3-熱電單元)

圖4為本實用新型的實施例的具體結構圖(4-熱電模塊，6-溫度傳感器，7-鋁電解槽)；

圖5為本實用新型的實施例的冷卻裝置的自動控制示意圖；

圖6為本實用新型熱電模塊風冷裝置示意圖。(8-熱管散熱器件，9-鼓風管，10-鼓風機，11-噴嘴)

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。以下實施例旨在說明本實用新型而不是對本實用新型的進一步限定。

本實用新型的總體結構框圖如圖1所示，該裝置包括熱電模塊、冷卻裝置、穩壓或穩流裝置以及電池或負載；熱電模塊的低溫端(即冷端)連接冷卻裝置，熱電模塊高溫端(即熱端)固定在鋁電解槽外壁上，熱電模塊將熱能轉化為電能且其電壓引出端通過所述的穩壓或穩流裝置向電池或負載輸出電能。