一种双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统，包括双层密闭铝电解槽、氧化铝原料预热及烟气净化仓、空气补给装置以及尾气余热回收及净化装置，双层密闭铝电解槽包括槽体、保温绝热盖板以及保温密封罩，保温绝热盖板的下侧为高温烟气区，上侧为低温烟气区，高温烟气区和低温烟气区分别连接高温烟气管和低温烟气管；氧化铝原料预热及烟气净化仓分隔成氧化铝换热筒和硫化物氧化仓，高温烟气管与硫化物氧化仓连通，低温烟气管与氧化铝换热筒的上段连通；所述空气补给装置与硫化物氧化仓连通。采用该系统，改善了烟气余热回收效率低，下料氧化铝温度低，尾气处理负担大、作业环境差的问题，减少了氧化铝结壳，降低了能耗。低了能耗。低了能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统


[0001]本专利技术属于铝电解
，具体涉及一种双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统。

技术介绍

[0002]随着铝电解工业的发展，铝电解槽逐渐趋于大型化，单个槽的烟气量越来越大，如何降低铝电解的热损耗、实现烟气的余热回收与净化也逐渐成为重要的课题。再者，铝电解行业作为电力消耗和碳排放的大户，实现铝电解行业节能、清洁的发展对实现碳达峰和碳中和的目标也意义重大。
[0003]铝电解热损耗，主要集中在如下方面：1、现有的预焙阳极均采用覆盖料进行保温，保温覆盖料由不同粒度的氧化铝构成，存在无法彻底隔绝空气，保温效果差的情况，造成大量热量损失；2、电解槽整体的密闭性差，导致热烟气逸散的同时，也会因吸入冷空气而使电解槽内烟气温度降低，从而影响烟气处理系统的能量回收率；再者，空气会稀释烟气中有毒氟化物和固体微粒浓度，增大烟气的总处理量，从而给烟气处理系统增加负担和能耗。
[0004]在铝电解过程中，用于电化学反应的能量仅占输入能量的40％
‑
50％，其余的均转化为热量逸散出去，其中烟气带走的热量占整个电解槽能量总支出的15％
‑
30％。传统的烟气热回收方式多为单管道统一收集方式，烟气经过电解槽外的管道和热交换器的运输和处理，热损耗较大，收集的烟气温度低，通常仅为120℃左右，这大大影响了热量回收效率。同时，传统的下料方式会使得氧化铝进入电解槽时的温度较低，加热氧化铝至相变温度将会消耗电解质大量热量，使得电解质无法提供保证氧化铝持续溶解的反映热焓，这会导致氧化铝结壳，因此传统工序包括扒料、打壳、提出残极、捞块、装新极、盖料、清理残极等，这些工序的工作环境温度高，工作环境恶劣，再者，电解质暴露在空气中，散热量极大，此外，电解槽内含F烟气排放至工作环境中，会污染环境。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决铝电解行业中现有的技术问题之一。基于此，本专利技术的目的在于提供一种双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统，用来替代传统的非密闭条件下的烟气收集和氧化铝原料预热系统，改善其烟气余热回收效率低，下料氧化铝温度低，尾气处理负担大的问题，减少氧化铝结壳，降低能耗，改善作业环境。
[0006]本专利技术通过以下技术手段解决上述问题：
[0007]一种双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统，包括双层密闭铝电解槽、氧化铝原料预热及烟气净化仓、空气补给装置以及尾气余热回收及净化装置，所述双层密闭铝电解槽包括槽体、构成槽体第一层密封的保温绝热盖板以及构成槽体第二层密封的保温密封罩，所述保温绝热盖板与槽体围成的空置区形成高温烟气区，所述保温密封罩与保温绝热盖板围成的空置区形成低温烟气区，所述高温烟气区和低温烟气区分别向外延伸出高温烟气管和低温烟气管；所述氧化铝原料预热及烟气净化仓通过复合滤板层分隔成上
下布置的氧化铝换热筒和硫化物氧化仓，所述高温烟气管与硫化物氧化仓连通，所述低温烟气管与氧化铝换热筒的上段连通；所述氧化铝换热筒顶部的一侧通过管道与尾气余热回收及净化装置连接，氧化铝换热筒底部的一侧设置有下料管，所述空气补给装置与硫化物氧化仓连通。
[0008]进一步，所述高温烟气管和低温烟气管上分别设置有高温烟气抽吸控制装置和低温烟气抽吸控制装置。
[0009]进一步，还包括氧化铝原料补给装置，所述氧化铝原料补给装置通过管道与氧化铝原料预热及烟气净化仓的顶部连接。
[0010]进一步，还包括烟气成分与温度检测装置，所述氧化铝换热筒顶部的一侧通过管道依次与烟气成分与温度检测装置、尾气余热回收及净化装置连接，所述烟气成分与温度检测装置与空气补给装置、高温烟气抽吸控制装置、低温烟气抽吸控制装置以及氧化铝原料补给装置之间电连接。
[0011]进一步，所述空气补给装置包括气泵、大球仓和小球仓，所述气泵、大球仓、小球仓和硫化物氧化仓之间通过管道依次连通，所述小球仓与硫化物氧化仓之间的管道上设置有阀门Ⅰ，所述大球仓与小球仓之间的管道上设置有阀门Ⅱ。
[0012]进一步，所述复合滤板层包括钢架、设置在钢架上的隔层以及设置在隔层上的滤网。
[0013]进一步，所述隔层包括两层水平错开的网孔层。
[0014]进一步，所述尾气余热回收及净化装置包括热交换器、除尘器、脱硫装置、水热利用模块以及储水器，所述热交换器的烟气管路的进气端通过管道与烟气成分与温度检测装置连接，出气端通过管道与除尘器的进气端连接，所述除尘器的出气端通过管道与脱硫装置连接，除尘器的底部设置有集尘室；所述水热利用模块、储水器以及热交换器的水流管路之间通过管道连接而构成循环水流体系。脱硫装置采用石灰石
‑
石膏脱硫方法。
[0015]进一步，所述低温烟气管与氧化铝换热筒的连接处形成U型管段。
[0016]进一步，所述下料管上设置有下料控制器。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术的双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统，一方面，采用双层密闭铝电解槽，会减少烟气的泄漏量，提高了烟气余热能量回收的效率，改善了电解车间的工作环境，再者，烟气的稀释率较低，烟气的总处理量变化不大，减小了烟气后处理能耗；另一方面，将电解槽烟气区分隔为高温烟气区和低温烟气区，通过从不同的高度通入高低温烟气，实现对高低温烟气的分级处理，通过低温烟气对上部的氧化铝原料预热，预热后的氧化铝原料下移，经转化后的高温烟气继续加热，上部氧化铝在不断的下移中温度不断升高，最终达到500
‑
700℃的入槽温度后经下料管进入电解槽。该法能充分利用烟气中的余热，将氧化铝加热到较高的温度，改善了槽内电解质的温度均匀性，防止电解质结壳，省去传统工艺中打壳、扒料清理残极等操作，降低车间操作工人的劳动强度。此外，硫化物氧化仓能够将烟气中的COS氧化为SO2，避免了后续处理尾气的过程中湿法和干法净化对COS无效的问题，同时提供了与之配套的空气补给装置，解决了硫化物氧化仓中压力较大，空气输入困难的问题。
附图说明
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。
[0020]图1为本专利技术的氧化铝原料预热及烟气净化仓、空气补给装置以及尾气余热回收及净化装置连接的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术的双层密闭铝电解槽的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术的复合滤板层的分解示意图；
[0023]图4为本专利技术的复合滤板层的装配图。
具体实施方式
[0024]下面通过实施例对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。显然,所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0025]如图1
‑
4所示，本实施例的双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统，包括双层密闭铝电解槽、氧化铝原料预热及烟气净化仓、空气补给装置、氧化铝原料补给装置15、烟气成分与温度检测装置16以及尾气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统，其特征在于：包括双层密闭铝电解槽、氧化铝原料预热及烟气净化仓、空气补给装置以及尾气余热回收及净化装置，所述双层密闭铝电解槽包括槽体、构成槽体第一层密封的保温绝热盖板(23)以及构成槽体第二层密封的保温密封罩(24)，所述保温绝热盖板与槽体围成的空置区形成高温烟气区(25)，所述保温密封罩与保温绝热盖板围成的空置区形成低温烟气区(26)，所述高温烟气区和低温烟气区分别向外延伸出高温烟气管(29)和低温烟气管(28)；所述氧化铝原料预热及烟气净化仓通过复合滤板层(9)分隔成上下布置的氧化铝换热筒(14)和硫化物氧化仓(3)，所述高温烟气管与硫化物氧化仓连通，所述低温烟气管与氧化铝换热筒的上段连通；所述氧化铝换热筒顶部的一侧通过管道与尾气余热回收及净化装置连接，氧化铝换热筒底部的一侧设置有下料管，所述空气补给装置与硫化物氧化仓连通。2.根据权利要求1所述的双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统，其特征在于：所述高温烟气管和低温烟气管上分别设置有高温烟气抽吸控制装置(1)和低温烟气抽吸控制装置(12)。3.根据权利要求2所述的双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统，其特征在于：还包括氧化铝原料补给装置(15)，所述氧化铝原料补给装置通过管道与氧化铝原料预热及烟气净化仓的顶部连接。4.根据权利要求3所述的双层密闭铝电解槽高温烟气预热氧化铝原料的系统，其特征在于：还包括烟气成分与温度检测装置(16)，所述氧化铝换热筒顶部的一侧通过管道依次与烟气成分与温度检测装置、尾气余热回收及净化装置连接，所述烟气成分与温度检测装置与空气补给装置、高温烟气抽吸控制装置、低温烟气抽...

【专利技术属性】
技术研发人员：李劼，欧阳虎平，张红亮，邹忠，陈灿，任慧，廖佳喜，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：