[發明專利]一種節能型鋁電解槽

有效

• 申請號: 201911133212.6
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN111020637B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 曾超林;白萬全;趙慶云;劉君鵬;于學鋼;丁達勇;譚震軍;楊曉玲
• 申請（專利權）人: 新疆生產建設兵團第八師天山鋁業股份有限公司
• 主分類號: C25C3/10
• 分類號: C25C3/10
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 劉洪京

本發明公開了一種節能型鋁電解槽，包含槽殼、槽殼圍板、槽罩板、端面角板和爐門，槽殼四周的槽殼圍板上設有圍板散熱孔，包含橫向圍板散熱孔和縱向圍板散熱孔，端面角板設于爐門所在的平面上，槽罩板將橫向圍板散熱孔罩于槽內空間，端面角板將縱向圍板散熱孔罩于槽內空間，側部自然冷卻，空氣通過圍板散熱孔后進入槽罩板內部，與槽內經過反應產生的氣體一同進入煙氣凈化系統。該電解槽可以將側部散熱的部分熱量轉移至槽內爐面，克服大量冷空氣帶走熱量，確保電解槽在低電壓下能有一定過熱度，生產運行平穩，實現大幅度節能目的，噸鋁綜合用電節約500?1000kWh，可以在新設計電解槽上應用，也可以在原有電解槽上通過開圍板散熱孔，改變槽罩大小方式應用實現。

技術領域

本發明屬于電解鋁設備技術領域，具體涉及一種鋁電解槽，尤其涉及一種節能型鋁電解槽。

背景技術

2018年全球原鋁產量6433.6萬噸，其中我國估計3650萬噸左右，而單位產量能耗達到13000kWh/t左右，我國電解鋁年用電量占全國發電量的6％-8％，因此電解鋁節能一直是鋁行業共同努力的技術方向之一。電解鋁較高的能耗中約有一半的能量以熱的形式損失掉了，對于一臺500KA電解槽而言，意味著熱損失速度為1000kW/h左右。作為電化學冶金爐的電解槽，散熱區域很多，從槽底、槽側壁、槽上部及煙氣，到通電直流母線等，均有不同份額熱量散失，其中側壁和上部煙氣散失熱量占到總散熱量的50％-70％。一定的過熱度(工作溫度與熔鹽初晶溫度差)作為傳熱動力，通過爐幫及槽側部內襯和側部鋼板將25％-35％的散熱量傳導至鋼板，以輻射和對流方式將熱量傳到空氣中。現代化電解槽均安裝有收集煙氣裝置，集氣效率很高，通常經過進入槽內大量冷空氣實現高負壓進行操作，對電解槽產生相當大的冷卻作用，特別是進入到槽面煙罩內的空氣溫度非常低時更是如此，冷卻后的煙氣帶走散熱量的20％-30％。現代電解槽在磁場設計合理、有一定降低極距(即降低工作電壓)潛力的情況下，往往在低電壓運行時由于熱平衡維持不住，散熱量相對過大，沒有足夠的過熱度而滿足不了正常生產，即能量效率不能進一步提高。

CN105220177B將電解槽的槽殼、搖籃架和槽沿板組成強制通風密封箱，在密封箱的槽殼上焊接散熱板，密封箱上設進風管，進風管與送風機連接，槽沿板上開排氣孔，排氣孔與水平收集排氣管道相通，水平收集排氣管道設在槽殼的外側，水平收集排氣管道收集密封箱排出的強制通風尾氣，并將尾氣排進槽膛內。該專利將強制通風從槽下部吸收的熱量轉移到電解槽上部加熱槽膛，有助于電解槽在低電壓槽況下建立良好熱平衡，實現節能目標，但是需要強制通風，且收集排氣管及強制通風煙道設計與工程較為復雜。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種節能型電解槽，將側部散熱的部分熱量轉移至槽內爐面，克服大量冷空氣帶走熱量，確保電解槽在低電壓下能有一定過熱度，生產運行平穩，實現大幅度節能。

本發明的目的通過以下技術方案來具體實現：

一種節能型鋁電解槽，包含槽殼、槽殼圍板、槽罩板、端面角板和爐門，槽殼四周的槽殼圍板上設有若干個圍板散熱孔，包含橫向圍板散熱孔和縱向圍板散熱孔，端面角板設于爐門所在的平面上，槽罩板將橫向圍板散熱孔罩于槽內空間，端面角板將縱向圍板散熱孔罩于槽內空間，側部自然冷卻，空氣通過圍板散熱孔后進入槽罩板內部，與槽內經過反應產生的氣體一同進入煙氣凈化系統。

作為優選的，所述圍板散熱孔為圓形散熱孔或長孔形散熱孔。

進一步優選的，所述圓形散熱孔的直徑為5-20cm，長孔形散熱孔的半徑為2.5-10cm，中心長度為5-30cm。

作為優選的，每1-2個所述橫向圍板散熱孔對應一組陰極。

作為優選的，所述槽罩板的底部位置可設在槽殼圍板上，或者設在槽殼圍板外5-20cm處。

進一步優選的，所述槽罩板的底部位置設在槽殼圍板外5-20cm時，槽殼上設有罩板支撐裝置。