一种辅助下料结构以及铝电解槽高温烟气收集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于铝电解槽技术领域，具体涉及一种辅助下料结构以及铝电解槽高温烟气收集装置；辅助下料结构包括下料孔、氧化铝导流罩和外框架；铝电解槽高温烟气收集装置包括辅助下料结构、保温结构、集气排烟系统和升降系统；所述保温结构设置在所述外框架的内部以及下料孔、氧化铝导流罩的外部；所述集气排烟系统包括烟气通道和高温烟气排烟管，所述烟气通道设置于电解质与外框架、阳极覆盖料的底面之间，所述高温烟气排烟管与烟气通道相连通；所述升降系统设置在所述外框架的上方，并与外框架连接。本实用新型专利技术提高烟气余热回收利用温度和二氧化碳捕集效率，使用辅助下料结构替代现有技术中以压缩空气为动力的打壳装置，实现节能降耗。能降耗。能降耗。

【技术实现步骤摘要】
一种辅助下料结构以及铝电解槽高温烟气收集装置


[0001]本技术属于铝电解槽
，具体涉及一种辅助下料结构以及铝电解槽高温烟气收集装置。

技术介绍

[0002]铝电解槽的基本生产过程是直流电通炭素阳极进入到电解质中，在炭素阳极与冰晶石电解质熔体的界面发生电化学反应，将溶解在冰晶石电解质熔体中的氧化铝电解成液态铝，并沉积在电解槽底部，炭素阳极不断消耗并释放出C02气体。
[0003]如图1至图3所示，铝电解生产时，碳素阳极电解产生的C02气体从阳极底部排出，并经下料及排气口排出。当前的铝电解槽上部结构中两列碳素阳极组的外侧，设置有多组集气罩板；内侧设置有集气烟道和排烟管，排烟管与烟气净化系统引风机连接。引风机工作时在电解槽集气罩板围成的空腔产生负压，把电解产生的C02气体、氟化物气体抽出来进入净化系统。在抽气过程中，由于集气罩板之间，集气罩板与槽上部结构及阳极导杆之间均有较大空隙，抽气时外部的空气混入电解烟气，造成排出烟气量较大。排烟量增大导致以下问题，一是排烟风机功率大，以年产23万吨的400kA铝电解系列为例，三套烟气净化装置，共9个700kW的风机，能耗大；二是950℃烟气排出混入空气后烟气温度较低只有110~150℃，余热利用困难；三是C02气体混入空气后浓度降低了70倍，浓度变低，对应碳捕集难度增大。
[0004]铝电解槽上部结构含有钢板组合件、炭素阳极组、打壳装置、加料装置等。炭素阳极组分两列对称布置，两列阳极之间有中缝。在铝电解生产过程中，两列炭素阳极组上覆盖有冰晶石、氧化铝混合保温料。多组打壳装置、加料装置在阳极中缝上方。每隔一定时间，由通过压缩空气作为动力的打壳装置，在下方炭素阳极中缝处打通一个下料孔，随后加料装置把原料氧化铝加入到电解质中。
[0005]以年产23万吨的400kA铝电解系列为例，空压站每年需把约1.26亿立方米空气经一台850kW压缩机组提供给打壳装置，每年电费约400万元，并且铝电解系列约约使用钢材200000kg。另外炭素阳极中缝上覆盖的混合保温料很容易结成大块，在日常更换残阳极的过程中，大量的氧化铝及块状混合保温料会落入电解槽内形成炉底沉淀。再有，在正常生产中，由于炭素中缝覆盖料结块较厚，打壳装置打通下料孔时时，常常会出现打不开现象，工人打捞很困难，打捞时会搅动铝液，使电流产生波动，增加铝的二次反应，如果处理不及时就会有阳极效应发生，造成生产减产，并排放出大量的污染气体。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的问题，本技术提出一种辅助下料结构以及铝电解槽高温烟气收集装置，提高烟气余热回收利用温度和二氧化碳捕集效率，使用辅助下料结构替代现有技术中以压缩空气为动力的打壳装置，实现节能降耗，降低企业生产成本。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用以下的技术方案：
[0008]本技术提供了一种辅助下料结构，包括下料孔、氧化铝导流罩和外框架；所述
下料孔竖向设置在外框架的中部，位置和数量与下料器相匹配；所述下料孔的上方连接有氧化铝导流罩；所述下料孔的中上部设置有密封挡板，所述密封挡板的一侧与下料孔的内壁铰接，所述密封挡板的上表面通过弹簧连接到下料孔的上方孔壁上。
[0009]进一步地，所述密封挡板的一侧与下料孔的内壁通过合页或者销轴铰接。
[0010]进一步地，所述氧化铝导流罩为上开口直径大于下开口直径的圆锥形。
[0011]本技术还提供了一种铝电解槽高温烟气收集装置，包括如上述的辅助下料结构、保温结构、集气排烟系统和升降系统；所述保温结构设置在所述外框架的内部以及下料孔、氧化铝导流罩的外部；所述集气排烟系统包括烟气通道和高温烟气排烟管，所述烟气通道设置于电解质与外框架、阳极覆盖料的底面之间，所述高温烟气排烟管与烟气通道相连通；所述升降系统设置在所述外框架的上方，并与外框架连接。
[0012]进一步地，所述保温结构包括上部的空气保温层和下部的耐高温保温材料。
[0013]进一步地，所述耐高温保温材料为氧化铝颗粒、玻璃纤维板/毡、纳米纤维板/毡或者硅藻土保温砖。
[0014]进一步地，所述集气排烟系统的烟气通道包括沿着炭素阳极长度方向的烟气通道一和沿着炭素阳极宽度方向的烟气通道二，所述烟气通道一与烟气通道二相连通。
[0015]进一步地，所述升降系统包括丝杆和电机，所述电机安装在铝电解槽上部结构上，所述电机通过联轴器与丝杆的上端连接，所述丝杆的下端与外框架通过螺纹连接。
[0016]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0017]1、本技术去除目前铝电解槽生产中使用的打壳装置和与打壳装置配套的空压机，打壳装置包括打壳气缸、锤杆、锤头及附属部件，使用辅助下料结构替代也能实现向电解质中加入原料氧化铝，节省了材料费和电费，为企业大大降低了生产成本。
[0018]2、本技术的辅助下料结构还解决了目前铝电解槽中部大块的保温料会落入铝电解槽内形成炉底沉淀问题，因而可以简化生产工艺条件，大幅度提高生产效率，并减少排放污染气体的几率。
[0019]3、为了解决现有技术中集气罩与槽上部结构及阳极导杆之间有较大空隙，容易混入外部空气，本技术的铝电解槽高温烟气收集装置形成密闭的烟气通道，避免烟气通道与外界空气接触，这样排烟量降低了70倍，一方面，排烟风机功率大大降低，降低了投资成本和能耗；另一方面，二氧化碳浓度增加，更容易捕集碳；再者，烟气温度可由传统的110℃～150℃提高到600℃～800℃，提升了余热利用率。
附图说明
[0020]图1是传统的辅助下料结构以及铝电解槽高温烟气收集装置的主视图；
[0021]图2 是图1的A
‑
A剖视图；
[0022]图3是图1的俯视图；
[0023]图1至图3中序号所代表的含义为：
[0024]101.电解质，102.空隙，103.密封罩，104.集气罩，105.下料/排气孔，106.阳极覆盖料，107.炭素阳极，108.排烟管，109.下料器，110.打壳气缸，111.进气孔。
[0025]图4是本技术实施例的辅助下料结构以及铝电解槽高温烟气收集装置的主视图；
[0026]图5是图4的A
‑
A剖视图；
[0027]图6是本技术实施例的下料孔的内部结构放大图。
[0028]图4
‑
图6中序号所代表的含义为：
[0029]201.下料孔，202.氧化铝导流罩，203.外框架，204.密封挡板，205.弹簧，206.销轴，207.空气保温层，208.耐高温保温材料，209.烟气通道一，210.烟气通道二，211.高温烟气排烟管，212.丝杆，213.电机。
具体实施方式
[0030]为了使本
的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辅助下料结构，其特征在于，包括下料孔、氧化铝导流罩和外框架；所述下料孔竖向设置在外框架的中部，位置和数量与下料器相匹配；所述下料孔的上方连接有氧化铝导流罩；所述下料孔的中上部设置有密封挡板，所述密封挡板的一侧与下料孔的内壁铰接，所述密封挡板的上表面通过弹簧连接到下料孔的上方孔壁上。2.根据权利要求1所述的辅助下料结构，其特征在于，所述密封挡板的一侧与下料孔的内壁通过合页或者销轴铰接。3.根据权利要求1所述的辅助下料结构，其特征在于，所述氧化铝导流罩为上开口直径大于下开口直径的圆锥形。4.一种铝电解槽高温烟气收集装置，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的辅助下料结构、保温结构、集气排烟系统和升降系统；所述保温结构设置在所述外框架的内部以及下料孔、氧化铝导流罩的外部；所述集气排烟系统包括烟气通道和高温烟气排烟管，所述烟气通道设置于电解质与外框架、阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁学民，冯冰，李晓春，梁知力，
申请(专利权)人：郑州轻冶科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：