一種強(qiáng)制傳熱型鋁電解槽的制作方法
【專利摘要】一種強(qiáng)制傳熱型鋁電解槽，包括電解槽本體，其特征在于：在所述電解槽本體的外殼體外設(shè)置有以導(dǎo)熱油為換熱介質(zhì)的換熱器。本發(fā)明通過(guò)對(duì)換熱器進(jìn)出口油溫及導(dǎo)熱油流量控制，控制電解槽的散熱量，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電解槽熱平衡的控制，使電解槽始終運(yùn)行在穩(wěn)定的熱平衡條件下，在有效回收余熱資源的同時(shí)，有助于形成良好穩(wěn)定的電解槽內(nèi)型，提高電流效率和電解槽壽命。
【專利說(shuō)明】—種強(qiáng)制傳熱型鋁電解槽
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁電解生產(chǎn)技術(shù)，具體說(shuō)是涉及一種強(qiáng)制傳熱(節(jié)能)型鋁電解槽。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁是以熔鹽電解氧化鋁的方法生產(chǎn)的，鋁的熔鹽電解過(guò)程需要消耗大量電能，根據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì):2012年我國(guó)電解鋁產(chǎn)量1968萬(wàn)噸，全國(guó)平均鋁錠綜合交流電耗約14000kffh/t.Al,目前我國(guó)的鋁電解工業(yè)所消耗的電能占整個(gè)有色金屬工業(yè)能耗的86%，占全國(guó)電力總消耗的5.5%。因此降低鋁電解生產(chǎn)的電能消耗具有重要的節(jié)能意義，符合國(guó)家節(jié)能降耗的產(chǎn)業(yè)政策。
[0003]近20多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外鋁電解生產(chǎn)技術(shù)有了非常大的進(jìn)步，電解槽的容量從上世紀(jì)的60~200kA發(fā)展到現(xiàn)在的300~400kA，目前正在做500kA電解槽的試驗(yàn)，設(shè)計(jì)技術(shù)和計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化控制水平都有了質(zhì)的飛躍，但鋁電解生產(chǎn)的直流電耗一直徘徊在12000~13000kffh/t.Al之間，理論電能效率只有50%左右。因此，電解鋁工業(yè)大幅度節(jié)能減排技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外鋁行業(yè)技術(shù)工作者的重點(diǎn)主攻目標(biāo)和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。
[0004]如果目前我國(guó)鋁電解生產(chǎn)在現(xiàn)有電耗基礎(chǔ)上降低1000 kWh/t.Al，按目前我國(guó)鋁電解鋁的生產(chǎn)現(xiàn)狀，則年可節(jié)省200億kWh的電能。換算成由煤發(fā)電產(chǎn)生的能耗，按IkWh需要350g標(biāo)準(zhǔn)煤耗計(jì)算，相當(dāng)于可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤700萬(wàn)噸/年。為此大幅度地降低鋁電解生產(chǎn)的電能消耗，實(shí)現(xiàn)我國(guó)節(jié)能減排目標(biāo)，保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展大有必要，其意義和作用重大。
[0005]噸鋁電解理論電能消耗大約為6330kWh，在目前的技術(shù)水平下，鋁電解的電能利用率只有大約50%，其余的能量均通過(guò)散熱損失掉了。而與此同時(shí)，由于鋁電解槽的大型化，單位散熱面積的發(fā)熱量越來(lái)越大，如何將更多的熱量散發(fā)出去，已經(jīng)成為電解槽熱平衡設(shè)計(jì)的重要課題。這就存在一個(gè)悖論，一方面電解槽的能量利用率很低，大量能量都散發(fā)損失掉了，另一方面，又不能通過(guò)加強(qiáng)保溫來(lái)減少能量的散失，反而還要加強(qiáng)散熱以維持電解槽的熱平衡。出現(xiàn)這一問(wèn)題的根本原因在于，電解槽自身的電阻較大，電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的壓降較高，發(fā)熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際加熱物料所需能量。
[0006]電解鋁單位電能消耗化可以用下述公式表示:
【權(quán)利要求】
1.一種強(qiáng)制傳熱型鋁電解槽，包括電解槽本體，其特征在于:在所述電解槽本體的外殼體外設(shè)置有以導(dǎo)熱油為換熱介質(zhì)的換熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)制傳熱型鋁電解槽，其特征在于:所述換熱器是由包覆在電解槽鋼殼外的夾套結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且換熱器與外接管路之間以法蘭連接，連接處設(shè)置有用于使換熱器與外接管路絕緣的絕緣部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)制傳熱型鋁電解槽，其特征在于:所述的換熱器包括槽沿?fù)Q熱器、槽底換熱器、以及側(cè)壁換熱器構(gòu)成；所述導(dǎo)熱油的出口溫度控制在200-300°C。
【文檔編號(hào)】C25C3/20GK103469253SQ201310469292
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】楊昇, 劉忠俠, 王明星, 蔡斌, 劉志勇, 宋天福, 李靜, 邱躍武 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)