CN201367469Y - 铝电解槽强制吹风冷却设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电解槽的冷却设备，特别是用于铝电解槽的强制吹风冷却设备。铝电解槽强制吹风冷却设备，它是在铝电解槽侧部和端部的两摇篮架之间设置有散热片，在两散热片间隔内或是散热片与摇篮架(8)间隔内或是两摇篮架(8)间隔内设置箱体(12)，箱体(12)内壁至少包括一段槽壳(11)壁面，在箱体(12)上设有进气口和排气口，在电解车间外设风机(19)，每台风机(19)控制多个铝电解槽，风机(19)经进气管路与进气口连接，排气口经出气端管(18)和排风管(14)与大气连接。本套冷却设备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，可切实改善电解车间内的操作环境。

Description

铝电解槽强制吹风冷却设备

技术领域

本实用新型专利涉及一种电解槽的冷却设备，特别是涉及用于铝电解槽的强制吹风冷却设备。

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，用强制通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 6251237B1(相应于FR 2777574)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的另一实用新型专利CN 1665963A(对应于US20060118410A1)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。

实用新型专利200620168327.0在US 6251237B1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。

实用新型内容

本实用新型就是为了解决上述技术问题而提供一种铝电解槽强制吹风冷却设备，它通过强制吹风的方式，破坏和转移槽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，进而达到冷却电解槽的目的，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。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：铝电解槽强制吹风冷却设备，在铝电解槽侧部和端部的两摇篮架之间设置有散热片，在两散热片间隔内或是散热片与摇篮架间隔内或是两摇篮架间隔内设置箱体，箱体内壁至少包括一段槽壳壁面，在箱体上设有进气口和排气口，在电解车间外设风机，每台风机控制多个铝电解槽，风机经进气管路与进气口连接，排气口经出气端管和排风管与大气连接。

所述的箱体外侧壁面为可拆卸式结构。

所述的箱体底部壁面为全封闭式或半封闭式。

所述的箱体内的槽壳壁面上焊接有小块箱内散热片。

所述的风机经过送风总管、各槽的送风管、各槽的进气端管与各箱体的进气口连通。

所述的风机出口设有总调节阀门。

在进每台槽前的送风管上安设风量调节阀。

所述的每台电解槽的槽壳上设有1-10个箱体。

所述的两摇篮架间的出气端管的数量为1～50根.

所述的槽两端部的排风管为2～8根，两侧部的排风管为2～20根。

所述的摇篮架的外侧设置有多个风管支架，送风管和排风管设在风管支架上。

本实用新型的特点和效果如下：一台风机可以控制若干槽，每台槽有一根总送风管，总管上设风量调节阀。在槽侧部和端部的两散热片间或是散热片与摇篮架间或是两摇篮架间用钢板围成(如焊接)密封箱(底部可以敞开)，箱体的外表面钢板可拆卸。在箱内的槽壳壁面上再焊接若干小块钢板。箱体上开设进气口和排气口。设排风管，将高温空气引出电解车间。本实用新型通过在单槽总送风管处安设风量调节阀，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，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，减少耗气量。通过增设排风管，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。冷却设备结构简单，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为本实用新型铝电解槽强制吹风冷却设备侧视结构示意图。

图2为箱体放大结构示意图。

图3为进风管路配置结构示意图。

图4为排风管路配置结构示意图。

图中，1、导杆；2、钢爪；3、覆盖料；4、阳极炭块；5、熔融电解质；6、铝液；7、阴极炭块；8、摇篮架；9、阴极钢棒；10、侧部炭块；11、槽壳；12、箱体；13、送风管；14、排风管；15、箱内散热片；16、风管支架；17、进气端管；18、出气端管；19、风机；20、总调节阀门；21、风量调节阀；22、送风总管。

具体实施方式

以下通过具体实施方式的描述对本实用新型作进一步说明，但这并非是对本实用新型的限制，本领域技术人员根据本实用新型的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本实用新型的基本思想，均在本实用新型的范围之内。

如图1所示，铝电解槽是由导杆1、钢爪2、覆盖料3、阳极炭块4、熔融电解质5、铝液6、阴极炭块7、摇篮架8、阴极钢棒9、侧部炭块10和槽壳11等结构构成；本实用新型铝电解槽强制吹风冷却设备结构如下：本实用新型在铝电解槽侧部和端部的两摇篮架之间设置有散热片，在两散热片间隔内或是散热片与摇篮架8间隔内或是两摇篮架8间隔内设置箱体12，其中箱体12可为封闭或是半封闭，箱体12内壁至少包括一段槽壳11壁面，在箱体12上设有进气口和排气口，在电解车间外设风机19，每台风机控制若干槽，风机19经进气管路与进气口连接，排气口经出气端管18和排风管14与大气连接。

如图3和图4所示，其中进气和排气管路的具体结构如下：包括通过槽周铺设的送风管13将气流由风机19经进气端管17引入箱体12内，与箱体12各内壁换热后再经出气端管18进入排风管14中，最后排出电解车间。其中，风机19出口设总调节阀门20，经过送风总管22给每台槽供风；在进每台槽前的送风管13上安设风量调节阀21；两摇篮架8间的进气端管17数量可为1～50根，进气端管17管径可为10～200mm；两摇篮架8间的箱体12数量可为1～10个；如图2所示，箱体12内壁至少包括一段槽壳11壁面，箱体12底部壁面可以不用完全密封，外侧壁面可为拆卸式；箱体12内的槽壳11壁面上可焊接若干小块箱内散热片15；两摇篮架8间的出气端管18的数量可为1～50根；热空气在排风管14内汇总后排出电解车间，槽两端部的排风管14可为2～8根，两侧部的排风管14可为2～20根。摇篮架8的外侧设置有多个风管支架16，送风管13和排风管14设在风管支架16上。每台电解槽的槽壳上设有1-10个箱体12。

Claims (11)

1、铝电解槽强制吹风冷却设备，其特征在于在铝电解槽侧部和端部的两摇篮架之间设置有散热片，在两散热片间隔内或是散热片与摇篮架(8)间隔内或是两摇篮架(8)间隔内设置箱体(12)，箱体(12)内壁至少包括一段槽壳(11)壁面，在箱体(12)上设有进气口和排气口，在电解车间外设风机(19)，每台风机(19)控制多个铝电解槽，风机(19)经进气管路与进气口连接，排气口经出气端管(18)和排风管(14)与大气连接。

2、根据权利要求1所述的铝电解槽强制吹风冷却设备，其特征在于所述的箱体(12)外侧壁面为可拆卸式结构。

3、根据权利要求1或2所述的铝电解槽强制吹风冷却设备，其特征在于所述的箱体(12)底部壁面为全封闭式或半封闭式。

4、根据权利要求1或2所述的铝电解槽强制吹风冷却设备，其特征在于所述的箱体(12)内的槽壳(11)壁面上焊接有小块箱内散热片(15)。

5、根据权利要求1所述的铝电解槽强制吹风冷却设备，其特征在于所述的风机(19)经过送风总管(22)、各槽的送风管(13)、各槽的进气端管(17)与各箱体(12)的进气口连通。

6、根据权利要求1或5所述的铝电解槽强制吹风冷却设备，其特征在于所述的风机(19)出口设有总调节阀门(20)。

7、根据权利要求5所述的铝电解槽强制吹风冷却设备，其特征在于在进每台槽前的送风管(13)上安设风量调节阀(21)。

8、根据权利要求1所述的铝电解槽强制吹风冷却设备，其特征在于所述的每台电解槽的槽壳上设有1-10个箱体(12)。

9、根据权利要求1所述的铝电解槽强制吹风冷却设备，其特征在于所述的两摇篮架(8)间的出气端管(18)的数量为1～50根.

10、根据权利要求1所述的铝电解槽强制吹风冷却设备，其特征在于所述的槽两端部的排风管(14)为2～8根，两侧部的排风管(14)为2～20根。

11、根据权利要求1所述的铝电解槽强制吹风冷却设备，其特征在于所述的摇篮架(8)的外侧设置有多个风管支架(16)，送风管(13)和排风管(14)设在风管支架(16)上。

Images