CN101748437A - 铝电解槽强制抽风冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电解槽的冷却系统，特别是用于大型铝电解槽强制抽风冷却系统。包括电解槽，分别设在槽侧部和端部的两个摇篮架，在两个摇篮架之间设有至少两个散热片，在槽侧部和端部的槽壳上设有用钢板围成下开口的密封箱，密封箱设在摇篮架内，在密封箱的上部设有抽风管，抽风管穿过摇篮架与排风管连接，排风管与排风总管连接，排风总管与设在电解车间外的引风机连接。在单槽排风总管上设有单槽风量调节阀，便于控制槽壳温度。此冷却系统可切实改善电解车间内的操作环境，能有效降低槽壳温度及其温度梯度，保护槽壳及槽内衬，延长槽寿命，还可收集排出电解车间的高温空气再利用，提高能源的利用率。

Description

铝电解槽强制抽风冷却系统

技术领域

本发明专利涉及一种电解槽的冷却系统，特别是涉及一种用于大型铝电解槽强制抽风冷却系统。

背景技术

在用霍尔-埃鲁特法电解生产铝的过程中，通过焦耳效应使铝液和电解质熔体温度大约稳定在950℃，热量再通过内衬和覆盖料层散失出去，进而使得整个电解槽体处于热平衡状态。但随着铝电解槽电流的不断增大，其阴极槽壳的单位面积散热量也越大，这必将导致槽帮厚度的减薄、槽壳温度的升高和外部钢板的变形，从而影响电解槽的热平衡、稳定性和槽寿命。因此，必须采取有效的散热措施，来提高槽壳的散热能力。

旨在加强电解槽侧部散热的方法及申请的专利有很多，大致可分为自然对流、修改槽侧部内衬结构和强制对流三种。

第一种自然对流冷却即为通过优化槽周围的相关部件来规整槽周围的气流，使之流通更加顺畅，或是增大散热面积，进而带走更多的热量。自然对流冷却方法比较简单，但效果不是很明显，尤其在环境温度较高的情况下。

第二种修改槽侧部内衬结构的大致思路是在侧部内衬中预埋管件，通过供风冷却电解槽。但这就导致内衬结构过于复杂，可实施性较差。

第三种为强制通风冷却。主要是沿槽铺设通风管，用强制吹风的办法冷却电解槽。此方法的设备结构简单，冷却效果较好。

例如由Pechiney公司申请的专利US 6 251 237B1(相应于FR 2 777 574)提出一种通过围绕槽壳鼓风冷却电解槽的非密封型冷却装置。但此方法将大量的热吹入电解车间，使槽周围的温度上升，恶化了电解车间内的操作环境。

Pechiney的另一发明专利CN 1665963A(对应于US 20060118410A1)提出了另一种冷却方法，即将对应于熔体区域的电解槽外部槽壳密封，并开设两个入口，一个喷嘴鼓入空气，另一个则是冷却剂，例如蒸馏水。将冷却剂雾化，使之与槽壳表面形成对流换热，借助汽化潜热贮存槽壳的散热，最后通过强制空气流动将其带走。同时，该专利还为此研制了一套完整的循环冷却系统，将冷却剂冷凝再循环利用。此密闭系统具有较高的冷却效率，但电解槽对此系统的依赖性太强，一经运行就不能停止；且此冷却系统结构较复杂，并额外添加了冷凝器、雾化装置等设备，增加了运行成本。

中国发明专利200620168327.0在US 6 251 237B1的基础上添加了一个半密封的箱体，且在箱体外表面钢板处安设了一个导流板。但此冷却系统仍然将热空气排往电解车间，恶化了操作环境。

针对铝电解槽侧部的散热问题，上述专利均存在一定的缺陷，所以本申请人旨在提出一种简单易行且低成本的设备和系统，用于大型铝电解槽槽壳的冷却。

发明内容

为解决上述技术问题本发明提供一种铝电解槽强制抽风冷却系统，目的是通过强制抽风，转移槽壳高温壁面附近的高温空气层，加剧近壁面的空气流动，强化对流换热，使电解槽冷却。

为达上述目的本发明是这样实现的：铝电解槽强制抽风冷却系统，包括电解槽，分别设在槽侧部和端部的两个摇篮架，在两个摇篮架之间设有至少两个散热片，在槽侧部和端部的槽壳上设有用钢板围成下开口的密封箱，密封箱设在摇篮架内，在密封箱的上部设有抽风管，抽风管穿过摇篮架与排风管连接，排风管与排风总管连接，排风总管与设在电解车间外的引风机连接。

所述的摇篮架外侧设有风管支架，排风管设在风管支架上。

所述的密封箱内的槽壳上设有散热片。

所述的每台电解槽的槽壳上设有1-10个密封箱和1个排风总管。

所述的密封箱底部为半敞开，外侧壁面可为拆卸式。

所述的每台电解槽上的抽风管数量为1～50根。

所述的每台电解槽上的抽风管与1个排风总管连接。

所述的在每根排风总管上设有单槽风量调节阀。

所述的抽风管管径为10～500mm。

所述的引风机进口设有总调节阀门。

所述的槽两端部的排风管为2～8根，槽两侧部的排风管为2～20根。

本发明的优点效果：有效降低槽壳温度及其温度梯度，保护槽壳及槽内衬，延长槽寿命，可切实改善电解车间内的操作环境。通过在单槽排风总管上设有单槽风量调节阀，可根据现场实际例如季节变化、焙烧启动、强化电流等调节由强制气流从电解槽带走的热量大小，便于控制槽壳温度。在密封箱内的槽壳上焊接小块钢板散热片，起到了增大散热面积和扰动气流的作用，可强化换热效果。通过增设密封箱，可有效提高冷却空气的利用率，减少抽风量。通过抽风管和排风管，可将热空气引出电解车间，有效改善了电解车间内的工作环境，且不影响车间内的正常生产与操作。冷却系统结构简单，成本低廉，拆装、管理和维修方便。本系统能有效冷却电解槽侧部的高温区域，使槽内形成规整炉帮，保护侧部炭块，有利于电解生产和延长槽寿命。可将排出电解车间的高温空气回收再利用，例如余热发电等。

附图说明

图1为本发明冷却系统侧结构示意视图。

图2为密封箱侧视结构示意图。

图3为密封箱俯视结构示意图。

图4为抽风管路结构示意图。

图中：1、槽壳；2、密封箱；3、抽风管；4、排风管；5、散热片；6、风管支架；7、单槽风量调节阀；8、排风总管；9、引风机；10、总调节阀门；11、电解槽；12、摇篮架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图如1至4所示本发明铝电解槽强制抽风冷却系统，包括电解槽11，分别设在槽侧部和端部的两个摇篮架12，在两个摇篮架12之间设有至少两个散热片，在槽侧部和端部的槽壳1上设有用钢板围成下开口的密封箱2，密封箱2设在摇篮架12内，在密封箱2的上部设有抽风管3，抽风管3穿过摇篮架12与排风管4连接，排风管4与排风总管8连接，排风总管8与设在电解车间外的引风机9连接；摇篮架12外侧设有风管支架6，排风管4设在风管支架6上；密封箱12内的槽壳1上设有散热片5，每台电解槽11的槽壳1上设有1-10个密封箱2和1个排风总管8；密封箱2底部为半敞开，外侧壁面可为拆卸式，每台电解槽11上的抽风管3数量为1～50根，每台电解槽11上的抽风管3与1个排风总管8连接，每根排风总管8上设有单槽风量调节阀7，抽风管3管径为10～500mm；引风机9进口设有总调节阀门10；槽两端部的排风管4为2～8根，槽两侧部的排风管4为2～20根。密封箱为一个侧面是槽壳，另一个侧面和顶面为钢板，底面为开口的结构。

Claims (11)

1.铝电解槽强制抽风冷却系统，包括电解槽，分别设在槽侧部和端部的两个摇篮架，其特征在于在两个摇篮架之间设有至少两个散热片，在槽侧部和端部的槽壳上设有用钢板围成下开口的密封箱，密封箱设在摇篮架内，在密封箱的上部设有抽风管，抽风管穿过摇篮架与排风管连接，排风管与排风总管连接，排风总管与设在电解车间外的引风机连接。

2.根据权利要求1所述的铝电解槽强制抽风冷却系统，其特征在于所述的摇篮架外侧设有风管支架，排风管设在风管支架上。

3.根据权利要求1所述的铝电解槽强制抽风冷却系统，其特征在于所述的密封箱内的槽壳上设有散热片。

4.根据权利要求1所述的铝电解槽强制抽风冷却系统，其特征在于所述的每台电解槽的槽壳上设有1-10个密封箱和1个排风总管。

5.根据权利要求1或4所述的铝电解槽强制抽风冷却系统，其特征在于所述的密封箱底部为半敞开，外侧壁面可为拆卸式。

6.根据权利要求1所述的铝电解槽强制抽风冷却系统，其特征在于所述的每台电解槽上的抽风管数量为1～50根。

7.根据权利要求6所述的铝电解槽强制抽风冷却系统，其特征在于所述的每台电解槽上的抽风管与1个排风总管连接。

8.根据权利要求1或6所述的铝电解槽强制抽风冷却系统，其特征在于所述的抽风管管径为10～500mm。

9.根据权利要求1所述的铝电解槽强制抽风冷却系统，其特征在于所述的在每根排风总管上设有单槽风量调节阀。

10.根据权利要求1所述的铝电解槽强制抽风冷却系统，其特征在于所述的引风机其进口设有总调节阀门。

11.根据权利要求1所述的铝电解槽强制抽风冷却系统，其特征在于所述的槽两端部的排风管为2～8根，槽两侧部的排风管为2～20根。

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