CN107677134A - 一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉，包括炉体框架、加热装置、烟气处理装置、集液装置和炉底支撑架；炉体框架包括顶板和底板，顶板上设有烟气出口，底板上设有出液口；加热装置为侧部设有密封胶泥的电磁感应线圈，电磁感应线圈的两端分别与顶板和底板密封连接形成炉膛；烟气处理装置包括烟气处理室和多根硅碳棒，硅碳棒贯穿烟气处理室；集液装置包括设置于底板下方的集液盘和保温套管，炉底支撑架贯穿集液盘和出液口伸入炉膛内用于支撑阳极炭块。本发明用于的热处理炉对浸渍后的阳极炭块进行热处理，能对浸渍剂挥发物进行碳化处理，并能回收滴落的浸渍剂，本发明结构简单、安装容易、造价和运行成本低。

Description

一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉

技术领域

本发明涉及铝电解技术领域，特别地，涉及一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉，用于对浸渍后的阳极炭块进行热处理。

背景技术

随着电解铝技术的不断发展，对铝电解槽用阳极的体积密度及气孔率的要求越来越高，高体密、低气孔率的阳极具有使用寿命长、压降低、抗氧化性能强等优点。为此，以提高阳极体密、降低气孔率的阳极浸渍工艺应运而生，但铝电解槽用阳极炭块经过浸渍后，其孔隙中充满了浸渍剂(沥青)，若将浸渍后的阳极炭块直接上槽，电解槽的高温会使浸渍剂软化滴落，从而污染电解槽中的电解质，同时浸渍剂受热发生炭化反应会生成大量CmHn(碳氢化合物)可燃物，这些CmHn可燃物会从电解槽中逸出而污染电解车间的坏境，且析出的CmHn可燃物在电解槽的上部受冷会重新变成固体凝结在排烟罩管壁上，造成排烟管堵塞。因此，需要在上槽前对浸渍后的阳极炭块进行加热处理，使浸渍剂完成初步炭化，并排出挥发分。

传统的热传导方式例如电加热采用的导热，或者燃烧加热采用的辐射及对流混合方式，加热速度慢、热效率低，加工产量低不能满足电解车间大批量的阳极需求量。

中国专利ZL201310021517.4公开了一种电解铝设备的阳极碳块加热炉，其包括下端的炉底、四周的炉体以及顶端的炉顶，炉底上间隔凸设有放置阳极碳块的凸台，炉顶的内侧固定布设有用于夹持阳极碳块的阳极导杆的夹具，夹具与凸台一一对应，阳极碳块加热炉还设置有加热装置，阳极碳块加热炉内的加热温度为700～800度；加热装置为炉体上布设的伸入阳极碳块加热炉内的燃烧器，燃烧器上连接有天然气供气管。但上述专利不适于对浸渍后的阳极炭块进行处理。

因此，有必要提供一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉以解决上述技术问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种用于对浸渍后的阳极炭块进行热处理，能对浸渍剂挥发物进行碳化处理，并能回收滴落的浸渍剂的铝电解槽用阳极炭块热处理炉。

为实现上述目的，本发明提供了一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉，其包括炉体框架、加热装置、烟气处理装置、集液装置和炉底支撑架；

所述炉体框架包括顶板和底板，所述顶板上设有烟气出口，所述底板上设有出液口；

所述加热装置为用于加热所述阳极炭块的电磁感应线圈，所述电磁感应线圈的侧部设有密封件，所述电磁感应线圈的上下两端分别与所述顶板和所述底板密封连接，以形成用于容纳所述阳极炭块的炉膛；

所述烟气处理装置包括设置于所述顶板上的烟气处理室和多根硅碳棒，所述烟气处理室中的烟道通过所述烟气出口与所述炉膛连通；所述硅碳棒贯与所述烟气室连接并用于给所述烟道内的烟气提供热量；

所述集液装置包括集液盘和保温套管，所述集液盘设置于所述底板下方并通过所述出液口与所述炉膛密封连通，所述保温套管的一端与所述集液盘相连；

所述炉底支撑架贯穿所述集液盘和所述出液口伸入所述炉膛内用于支撑所述阳极炭块。

优选的，所述顶板和底板均为耐火石棉板；所述顶板设置于所述炉体框架的顶端，所述底板设置于所述炉体框架的底部；所述烟气出口和所述出液口分别设置于所述顶板和所述底板的中心部位。

优选的，所述加热装置的额定功率为100～250kW。

优选的，所述烟气处理室的侧壁采用耐火砖砌筑而成，两个相对设置的所述侧壁上均设有多个供所述硅碳棒插入的安装通孔，所述硅碳棒的两端分别插设在所述烟气处理室的所述安装通孔内，且所述硅碳棒与所述安装通孔的孔壁间隙配合。

优选的，所述烟道的横截面和所述烟气出口二者的大小、形状相匹配。

优选的，所述集液盘顶部开口的形状与所述阳极炭块的横截面形状相适配，且所述集液盘顶部开口大于所述阳极炭块的横截面尺寸。

优选的，所述阳极炭块为长方体结构，所述阳极炭块竖向设置于所述炉膛内，且所述阳极炭块与炉膛壁之间设有间隙。

优选的，所述烟气出口和出液口均为长方形的开口，所述烟气出口小于所述阳极炭块的横截面尺寸，所述出液口大于所述阳极炭块的横截面尺寸。

优选的，所述密封件由密封胶泥制成。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉，包括炉体框架、加热装置、烟气处理装置、集液装置和炉底支撑架；炉体框架包括顶板和底板，顶板上设有烟气出口，底板上设有出液口；加热装置为用于加热阳极炭块的电磁感应线圈，电磁感应线圈的侧部设有密封件，电磁感应线圈的上下两端分别与顶板和底板密封连接，以形成用于容纳阳极炭块的炉膛；烟气处理装置包括设置于顶板上的烟气处理室和多根硅碳棒，烟气处理室的烟道通过烟气出口与炉膛连通，烟气处理室的顶部设有排烟通道；硅碳棒贯穿烟气处理室，且硅碳棒的两端分别插设在烟气处理室的两个相对设置的侧壁上；集液装置包括集液盘和保温套管，集液盘设置于底板下方并通过出液口与炉膛密封连通，保温套管的一端与集液盘；炉底支撑架贯穿集液盘内和出液口伸入炉膛内用于支撑阳极炭块。本发明中，利用电磁感应加热对阳极炭块进行热处理，升温速度快、加热效率高、可满足浸渍后阳极炭块热处理要求；烟气处理装置可有效捕集和处理炭块析出的烟气，减少环境污染；集液装置可回收滴落的浸渍剂，降低工艺成本。

(2)本发明的一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉，加热装置的加热功率为100～250kW；该结构设置中阳极炭块的升温速度可由电磁感应线圈的功率进行调节，阳极炭块的升温速度最高可达8℃/min。

(3)本发明的一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉，结构简单、安装容易、造价和运行成本低。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉的主视结构示意图；

图2是图1中铝电解槽用阳极炭块热处理炉的纵向剖面示意图；

图3是本发明一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉的侧视结构示意图；

其中，1、炉体框架，11、顶板，11a、烟气出口，12、底板，12a、出液口，2、加热装置，3、烟气处理装置，31、烟气处理室，31a、烟道，31b、侧壁，32、硅碳棒，4、集液装置，41、集液盘，42、保温套管，5、炉底支撑架，6、阳极炭块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1至图3，本发明的一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉，用于加热浸渍后的长方体结构的阳极炭块6，铝电解槽用阳极炭块热处理炉包括炉体框架1、加热装置2、烟气处理装置3、集液装置4和炉底支撑架5。

炉体框架1包括顶板11和底板12，顶板11和底板12均为耐火石棉板；顶板11设置于炉体框架1的顶端，底板12设置于炉体框架1的底部；顶板的中心部位设有烟气出口11a，底板11的中心部位设有出液口12a，烟气出口11a和出液口12a均为长方形的开口。烟气出口小于阳极炭块的横截面尺寸，出液口大于阳极炭块的横截面尺寸10mm。

加热装置2为侧部设有密封胶泥的电磁感应线圈，电磁感应线圈的上下两端分别与顶板11和底板12密封连接，以形成用于容纳和加热阳极炭块的炉膛；该结构设置中在电磁感应线圈的周围抹上搅拌均匀成型的密封胶泥形成密封件，且电磁感应线圈的上下两端与石棉板紧密连接，这使得炉膛空间封闭，浸渍剂受热发生炭化生成的烟气不会向四周逸出。

烟气处理装置3包括设置于顶板上的烟气处理室31和多根硅碳棒32，烟气处理室的烟道31a通过烟气出口11a与炉膛连通，烟道31a的横截面和烟气出口11a二者的大小、形状相匹配；浸渍剂受热发生炭化生成的烟气通过烟气出口进入烟气室内。硅碳棒与烟气室连接并用于给烟道内的烟气提供热量；烟气处理室的侧壁31b采用耐火砖砌筑而成，两个相对设置的侧壁31b上均设有多个供硅碳棒32插入的安装通孔；多个安装通孔横向设置成一排均匀分布在烟气处理室的侧壁上，或者上下设置成多排均匀分布在烟气处理室的侧壁上。硅碳棒的两端分别插设在烟气处理室的安装通孔内，且硅碳棒与安装通孔的孔壁间隙配合，一定量的氧气通过硅碳棒与安装孔孔壁间隙进入烟道中。硅碳棒32的两端与电源连接，硅碳棒位于烟道内的一端为热端、插设在侧壁31c内的两端为冷端。运行时烟气从炉膛流向是向上走，烟气从炉膛进入烟道内，这些烟气中的CmHn可燃物会在硅碳棒热端的加热作用下与从硅碳棒安装孔间隙进入的氧气在硅碳棒附近发生燃烧反应，从而去除烟气中的污染物，去除完可燃物的烟气可直接排向大气。

集液装置4包括集液盘41和保温套管42，集液盘41设置于底板12下方并通过出液口12a与炉膛密封连通，保温套管42的一端与集液盘41。炉底支撑架5设置底面上，其贯穿集液盘41和出液口12a伸入炉膛内用于支撑阳极炭块6。该结构设置中，集液盘为与出液口相连的方形结构，其顶部开口的面积要大于阳极炭块的底部面积，且炉底支撑架5与阳极炭块底部的部分位置相接处，使得阳极炭块的底部是部分悬空的，因受热而从阳极炭块上滴落的浸渍剂就会进入集液盘中；保温套管与集液盘的底部连通，用于输送过剩的浸渍剂，并保持浸渍剂不凝固。

在本发明中，电磁感应线圈的加热功率是可调的，其额定功率为100～250kW。根据阳极炭块的传热性质以及实际的操作经验，炭块的升温速度可达8℃/min。

采用本发明的铝电解槽用阳极炭块热处理炉对浸渍后的阳极炭块进行加热，先将待加热的阳极炭块放置在炉膛内，炉膛尺寸略大于所加热的阳极炭块尺寸，电磁感应线圈的侧部用密封胶泥密封固定，再在其顶部和底部用中间开口的石棉板紧密盖住，这使得炉膛空间封闭，烟气不会向四周逸出，烟气由炉膛经由石棉板的小口流入烟气处理装置，并且烟气中的可燃物在高温硅碳棒附近燃烧。在本发明中，底板12与炉体框架可拆卸连接，阳极炭块热处理完成后，将炉体框架吊起，即可从炉膛内取出已经过热处理的阳极炭块。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铝电解槽用阳极炭块热处理炉，其特征在于，包括炉体框架(1)、加热装置(2)、烟气处理装置(3)、集液装置(4)和炉底支撑架(5)；

所述炉体框架(1)包括顶板(11)和底板(12)，所述顶板上设有烟气出口(11a)，所述底板(11)上设有出液口(12a)；

所述加热装置(2)为用于加热所述阳极炭块的电磁感应线圈，所述电磁感应线圈的侧部设有密封件，所述电磁感应线圈的上下两端分别与所述顶板(11)和所述底板(12)密封连接，以形成用于容纳所述阳极炭块的炉膛；

所述烟气处理装置(3)包括设置于所述顶板上的烟气处理室(31)和多根硅碳棒(32)，所述烟气处理室中的烟道(31a)通过所述烟气出口(11a)与所述炉膛连通；所述硅碳棒与所述烟气室连接并用于给所述烟道内的烟气提供热量；

所述集液装置(4)包括集液盘(41)和保温套管(42)，所述集液盘(41)设置于所述底板(12)下方并通过所述出液口(12a)与所述炉膛密封连通，所述保温套管(42)的一端与所述集液盘(41)相连；

所述炉底支撑架(5)贯穿所述集液盘(41)和所述出液口(12a)伸入所述炉膛内用于支撑所述阳极炭块(6)。

2.根据权利要求1所述的铝电解槽用阳极炭块热处理炉，其特征在于，所述顶板(11)和底板(12)均为耐火石棉板；所述顶板(11)设置于所述炉体框架(1)的顶端，所述底板(12)设置于所述炉体框架(1)的底部；所述烟气出口(11a)和所述出液口(12a)分别设置于所述顶板和所述底板的中心部位。

3.根据权利要求1所述的铝电解槽用阳极炭块热处理炉，其特征在于，所述加热装置(2)的额定功率为100～250kW。

4.根据权利要求1所述的铝电解槽用阳极炭块热处理炉，其特征在于，所述烟气处理室的侧壁(31b)采用耐火砖砌筑而成，两相对设置的侧壁(31b)上均设有多个供所述硅碳棒(32)插入的安装通孔，所述硅碳棒的两端分别插设在所述烟气处理室的所述安装通孔内，且所述硅碳棒与所述安装通孔的孔壁间隙配合。

5.根据权利要求1所述的铝电解槽用阳极炭块热处理炉，其特征在于，所述烟道(31a)的横截面和所述烟气出口(11a)二者的大小、形状相匹配。

6.根据权利要求1所述的铝电解槽用阳极炭块热处理炉，其特征在于，所述集液盘(41)顶部开口的形状与所述阳极炭块(6)的横截面形状相适配，且所述集液盘(41)顶部开口大于所述阳极炭块(6)的横截面尺寸。

7.根据权利要求6所述的铝电解槽用阳极炭块热处理炉，其特征在于，所述阳极炭块(6)为长方体结构，所述阳极炭块竖向设置于所述炉膛内，且所述阳极炭块(6)与炉膛壁之间设有间隙。

8.根据权利要求7所述的铝电解槽用阳极炭块热处理炉，其特征在于，所述烟气出口(11a)和出液口(12a)均为长方形的开口，所述烟气出口小于所述阳极炭块的横截面尺寸，所述出液口大于所述阳极炭块的横截面尺寸。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的铝电解槽用阳极炭块热处理炉，其特征在于，所述密封件由密封胶泥制成。