CN218812147U - 一种大型预焙铝电解槽集气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型预焙铝电解槽集气装置，属于铝电解设备技术领域，一种大型预焙铝电解槽集气装置，包括底板，所述底板上固定连接有第一排烟罩和第二排烟罩，所述第一排烟罩顶部连通有第一烟道，所述第二排烟罩顶部连通有第二烟道，所述第一烟道和第二烟道均与连接筒相连通，还包括：固定连接在底板上的集气罩，所述集气罩顶部连通有连接管；在不破坏现有集气装置的条件下进行集气装置的有效改造，即增加一路集/排气管路，该新增的集气管路结构简单、便于生产制造且易于现场安装施工，符合企业的实际需求。

Description

一种大型预焙铝电解槽集气装置

技术领域

本实用新型涉及铝电解设备技术领域，尤其涉及一种大型预焙铝电解槽集气装置。

背景技术

目前，铝电解槽烟气治理一直是各大铝厂致力于研究的关键性技术问题，铝电解含氟烟气的净化与回收多采用逆向二段干法吸附净化工艺，其工艺流程为：烟气经各电解槽密闭罩及槽上支烟管引出并经厂房外侧干烟管汇入主烟管，主烟道设有输送床式烟道反应段，在该烟道反应段中含氟烟气先后分别与载氟氧化铝和新鲜氧化铝发生吸附反应，反应后的烟气经袋式除尘器予以固气分离。因此，基于此工艺要想减少含氟烟气在槽腔内的无组织排放量、增加烟气进入净化装置中的流量大小，则需要提高电解槽的集气能力。

随着铝电解工业的发展，针对铝电解槽集气装置的研究已经出现了长足的进步，并且运用于近年来新扩容的以500KA为主流的系列铝电解槽。而经过多年生产运行发现，过去建造的铝电解槽的集气装置及其支烟管存在气流分布不均、烟道阻力大、含氟粉尘在管道内沉积、集气效率低等问题，这些问题导致铝电解槽在日常生产操作过程中出现电解烟气无组织排放，将来很难满足日趋严格的环保新要求。

此外，经检索，专利201821883215.2提出了一种铝电解槽新型集气烟道，它均化了槽内负压，提高了电解槽的集气效率；减少了含氟烟气的无组织排量；该结构是一种铝电解槽集气装置的全新设计，可以应用在最新的铝电解槽中并取得良好的集气效果。但是对于电解铝厂使用年限达到大修周期且正面临大修的铝电解槽而言该新结构则不能使用。

鉴于此，需要对铝电解槽上旧有的集气装置进行结构改造，以期达到降低含氟烟气的无组织排放量，使更多的含氟烟气进入到烟气净化系统，增加净化系统对含氟物质的吸收，最终减少电解过程中氟化盐的使用量，起到了降低生产成本及减少环境污染的双重有益效果，所以，需要设计出一种适用于当前的预焙阳极铝电解槽集气装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了，对铝电解槽上旧有的集气装置进行结构改造，以期达到降低含氟烟气的无组织排放量，使更多的含氟烟气进入到烟气净化系统，增加净化系统对含氟物质的吸收，最终减少电解过程中氟化盐的使用量的目的，而提出的一种大型预焙铝电解槽集气装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种大型预焙铝电解槽集气装置，包括底板，所述底板上固定连接有第一排烟罩和第二排烟罩，所述第一排烟罩顶部连通有第一烟道，所述第二排烟罩顶部连通有第二烟道，所述第一烟道和第二烟道均与连接筒相连通，还包括：固定连接在底板上的集气罩，所述集气罩顶部连通有连接管。

优选地，所述集气罩底部为矩形口，所述集气罩顶部为圆形口。

优选地，所述连接管远离集气罩的一端固定连接有第二法兰，所述连接筒上固定连接有第一法兰。

优选地，所述连接管由第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道、第六管道和第七管道组成，且依次固定连接；所述第一管道底部与集气罩顶部相连通，所述第二法兰固定在第七管道上；所述第二管道和第四管道均为45°的弯管，所述第六管道为25°弯管，所述第一管道、第三管道、第五管道和第七管道均为直管。

优选地，所述第五管道底部与第一烟道和第二烟道之间固定有管托。

优选地，所述第五管道的高度略高于第二烟道100mm。

优选地，所述第一排烟罩和第二排烟罩均为三个设计，三个所述第一排烟罩和第二排烟罩相互交错排列。

优选地，所述集气罩位于任意两个第一排烟罩和第二排烟罩之间。

优选地，所述底板上设有排烟口，所述第一排烟罩、第二排烟罩和集气罩均与排烟口相连通。

优选地，所述第一排烟罩和第二排烟罩的外形为不规则的矩形喇叭口，呈现出下大上小的几何形态，喇叭口的大端与排烟口相连通。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种大型预焙铝电解槽集气装置，具备以下有益效果：

1、该大型预焙铝电解槽集气装置，在不破坏现有集气装置的条件下进行集气装置的有效改造，即增加一路集/排气管路，该新增的集气管路结构简单、便于生产制造且易于现场安装施工，符合企业的实际需求。

2、该大型预焙铝电解槽集气装置，改造后的集气装置有效地降低了电解铝生产过程中原材料氟化盐的使用量，不仅降低了物料成本，更是减少了含氟物质的排放量，对提高环保要求具有重大的现实意义。

3、该大型预焙铝电解槽集气装置，新增了集气罩，且为了取得良好的烟气通流能力，采用四段直管和两种角度弯管组合的形式使管道满足管的长度短及变向角度小的两个需求，旨在降低烟气流动中的沿程压力损失和局部压力损失，使烟气流动效果好、流量高。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种大型预焙铝电解槽集气装置的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种大型预焙铝电解槽集气装置的主视图；

图3为本实用新型提出的一种大型预焙铝电解槽集气装置的仰视图；

图4为本实用新型提出的一种大型预焙铝电解槽集气装置管托的结构示意图；

图5为本实用新型提出的一种大型预焙铝电解槽集气装置连接管的主视图；

图6为本实用新型提出的一种大型预焙铝电解槽集气装置集气罩的结构示意图；

图7为本实用新型提出的一种大型预焙铝电解槽集气装置集气罩的仰视图；

图8为现有技术的一种大型预焙铝电解槽集气装置的结构示意图。

图中：1、底板；101、第一排烟罩；102、第一烟道；103、第二排烟罩；104、第二烟道；2、连接筒；201、第一法兰；3、集气罩；301、矩形口；302、圆形口；4、连接管；401、第一管道；402、第二管道；403、第三管道；404、第四管道；405、第五管道；406、第六管道；407、第七管道；5、第二法兰；501、管托。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例：

如图1，一种大型预焙铝电解槽集气装置，为本集气装置的现有产品，具体为包括底板1，底板1上固定连接有第一排烟罩101和第二排烟罩103，第一排烟罩101和第二排烟罩103与底板1底部相连通，第一排烟罩101顶部连通有第一烟道102，第二排烟罩103顶部连通有第二烟道104，第一烟道102和第二烟道104为并排设计，第一烟道102和第二烟道104均与连接筒2相连通。

连接筒2内安装有吸气的引风机，在第一排烟罩101和第二排烟罩103内产生负压，进行集气，气体通过第一排烟罩101进入第一烟道102内，通过第二排烟罩103进入第二烟道104内，然后通过连接筒2排出。

以上即为现有大容量铝电解槽的集气装置，可以看出，该集气装置结构较为简单、集气排烟效果可靠，符合当时的设计及应用水平。但随着铝电解槽的持续工作而呈现出动态老化的状态，集气装置的集气和排烟效果逐渐变差，且较难满足现在日益严峻的环保要求。

与此同时，随着电解槽使用年限的增加，槽腔的密封性逐渐变差，即槽腔的内部空间与外界直接连通到一起进行气体的交换，那么就会降低槽腔内的负压值，集气装置对槽腔内烟尘的抽吸能力减弱，则大大增加了含氟烟气扩散出槽腔的质量，形成无组织排放；此外，当工人打开槽门或者侧围板时，槽膛内的烟尘亦会出现向外界大量的扩散；为了解决以上问题，有人提出增大烟道末端引风机的功率，以提高排烟口处的气体流量，减少槽腔内烟尘的无组织排放量。该法确实可以起到一定的效果，但排烟量增大导致以下问题，一是引风机功率大，以年产45万吨的铝电解系列为例，三套烟气净化装置，共9个700KW的风机，能耗大；二是氟化氢气体混入空气后浓度大大的降低，浓度降低后致使在净化过滤时对氟化氢气体的吸收难道相应的增大。

基于此，在铝电解设备定期大修期间，对现有的大容量铝电解槽集气装置进行适当的改造，以期提高集气装置的集气能力、减少含氟烟气的无组织排放量，继而增加含氟物质的回收量，起到降低氟盐物料的使用量以及较少含氟物质排放量的双重有益效果。

目前，部分铝厂中已经投入使用近10年的大容量铝电解槽正面临着定期的大修。然而，为了持续的减少含氟烟气的排放量满足环保要求，同时改善生产车间的作业环境以及减少氟化盐的使用量降低物料成本，遂对旧有的铝电解槽施行集气装置结构上的改造，一是减少氟在大气中的排放量，二是回收的氟化物可再次用于电解铝的生产，可有效节约原材料氟化盐的使用量，产生了可观的经济效益和社会效益。

基于以上分析，增加含氟烟气在集气装置中排放的流量大小，从而在槽腔内始终形成一定的负压区，则会降低烟尘在槽腔内的无组织排放量。因此，在末端引风机功率大小不变、槽腔封闭效果良好的条件下，基于现有的电解槽集气装置增加槽腔的排气通道，即可相应地提高烟尘的排放流量大小。

因此，在现有的铝电解槽集气装置上，对其结构进行优化改造，增加一处集排气烟道装置，具体如下：

如图1-图7本实施例公开的一种大型预焙铝电解槽集气装置还包括：固定连接在底板1上的集气罩3，集气罩3顶部连通有连接管4，连接管4从第一烟道102和第二烟道104中间穿过。

连接管4内也设有一个引风机。

烟气在通过连接筒2排走时，也会同步通过集气罩3和连接管4排走。

集气罩3底部为矩形口301，集气罩3顶部为圆形口302。

底板1上设有排烟口，排烟口个数与第一排烟罩101、第二排烟罩103和集气罩3的个数总和相同，第一排烟罩101、第二排烟罩103和集气罩3均与各自的排烟口相连通。

集气罩用于汇集从排烟口进入的烟气然后将烟气送入排烟管道，底部为矩形口301，尺寸略大于排烟口，与排烟口采用焊接的方式固连在一起。集气罩在其纵向上向内收缩为圆形口302，该圆形口302与排烟烟道相连接，需要考虑到圆形口302的直径受限于两个横置烟道间的剩余距离。集气罩一般采用壁厚为3mm的Q235钢板加工制作，具有良好的焊接性能及耐高温能力。

如图1-图5，连接管4远离集气罩3的一端固定连接有第二法兰5，第二法兰5焊接在连接管4上，连接筒2上固定连接有第一法兰201，第一法兰201焊接在连接筒2上。

通过第二法兰5和第一法兰201，便于方便其他输气管道分别相连接，将烟气排出。

如图5，连接管4为支烟管，用于输送电解铝所产生的烟气，要求其具有良好的密封性和较小的烟道阻力，使烟气能够顺畅地在烟道内进行流动。结构上，该烟道为分段式，连接管4共有7段，由第一管道401、第二管道402、第三管道403、第四管道404、第五管道405、第六管道406和第七管道407组成，且依次固定连接；第一管道401底部与集气罩3顶部相连通，第二法兰5固定在第七管道407上；第二管道402和第四管道404均为45°的弯管，第六管道406为25°弯管，第一管道401、第三管道403、第五管道405和第七管道407均为直管。

如图5，7段管道的长度需要依据所改造的电解槽集气装置尺寸进行合理的设计，其次要求新增的烟道不应与现有的结构相干涉；采用弯管与直管配合使用的方法，可改变烟道的走向，使其满足在现有结构的约束下达到管道长度短、烟气流动阻力小、现场易施工的目标；各个相邻的管道首尾进行焊接，要求焊接部位具有良好的密封性。姿态上，第一管道401垂直布置、第三管道403与水平面呈45°夹角、第五管道405水平布置、第七管道407与水平面呈25°夹角，该夹角需要依据现有的排气管道角度进行确定。管道采用此连接方式及角度，可以在管道长度较短的情况下使管道的变向角度小，从而实现烟气流动阻力小的需求，提高烟气的流量大小；连接管4的壁厚为3mm，其管径受制于现有两个横置烟道之间的剩余距离，要求在满足该剩余距离的情况下，新增烟道的管径尽可能做的比较大，以提高烟道的通流能力。

采用以上结构，可满足电解槽集气装置在空间上的约束并有效地降低烟气在管道内流通时的沿程压力损失和局部压力损失，提高烟气净化系统对槽腔内烟气的吸取量，从而减少烟气的无组织排放量。

第一排烟罩101和第二排烟罩103均为三个设计，三个第一排烟罩101和第二排烟罩103相互交错排列。

集气罩3位于任意两个第一排烟罩101和第二排烟罩103之间。

如图1，集气罩3位于从连接筒2方向，由近到远看，位于第二个第一第一排烟罩101和第一个第二排烟罩103之间，

排烟口的尺寸为：600*800mm；集气罩3位置为：居于第一排烟罩101和第二排烟罩103的正中间位置且到底板1两侧的距离也相同。

第五管道405底部与第一烟道102和第二烟道104之间固定有管托501。第五管道405的高度略高于第二烟道104100mm，便于在此处设置管托501，用于支撑整个烟道结构，管托501为3个，分别位于第五管道405的两端以及中间。

第二烟道104和第一烟道102高度相同。

第一排烟罩101和第二排烟罩103的外形为不规则的矩形喇叭口，呈现出下大上小的几何形态，喇叭口的大端与排烟口相连通。下大上小的几何形态，便于烟气更好的进入。

该方案，在不破坏现有集气装置的条件下进行集气装置的有效改造，即增加一路集/排气管路，该新增的集气管路结构简单、便于生产制造且易于现场安装施工，符合企业的实际需求；

改造后的集气装置有效地降低了电解铝生产过程中原材料氟化盐的使用量，不仅降低了物料成本，更是减少了含氟物质的排放量，对提高环保要求具有重大的现实意义。

新增了集气罩3，且为了取得良好的烟气通流能力，采用四段直管和两种角度弯管组合的形式使管道满足管的长度短及变向角度小的两个需求，旨在降低烟气流动中的沿程压力损失和局部压力损失，使烟气流动效果好、流量高。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型预焙铝电解槽集气装置，包括底板(1)，所述底板(1)上固定连接有第一排烟罩(101)和第二排烟罩(103)，所述第一排烟罩(101)顶部连通有第一烟道(102)，所述第二排烟罩(103)顶部连通有第二烟道(104)，所述第一烟道(102)和第二烟道(104)均与连接筒(2)相连通，其特征在于，还包括：

固定连接在底板(1)上的集气罩(3)，所述集气罩(3)顶部连通有连接管(4)。

2.根据权利要求1所述的一种大型预焙铝电解槽集气装置，其特征在于，所述集气罩(3)底部为矩形口(301)，所述集气罩(3)顶部为圆形口(302)。

3.根据权利要求1所述的一种大型预焙铝电解槽集气装置，其特征在于，所述连接管(4)远离集气罩(3)的一端固定连接有第二法兰(5)，所述连接筒(2)上固定连接有第一法兰(201)。

4.根据权利要求3所述的一种大型预焙铝电解槽集气装置，其特征在于，所述连接管(4)由第一管道(401)、第二管道(402)、第三管道(403)、第四管道(404)、第五管道(405)、第六管道(406)和第七管道(407)组成，且依次固定连接；

所述第一管道(401)底部与集气罩(3)顶部相连通，所述第二法兰(5)固定在第七管道(407)上；

所述第二管道(402)和第四管道(404)均为45°的弯管，所述第六管道(406)为25°弯管，所述第一管道(401)、第三管道(403)、第五管道(405)和第七管道(407)均为直管。

5.根据权利要求4所述的一种大型预焙铝电解槽集气装置，其特征在于，所述第五管道(405)底部与第一烟道(102)和第二烟道(104)之间固定有管托(501)。

6.根据权利要求5所述的一种大型预焙铝电解槽集气装置，其特征在于，所述第五管道(405)的高度略高于第二烟道(104)100mm。

7.根据权利要求1所述的一种大型预焙铝电解槽集气装置，其特征在于，所述第一排烟罩(101)和第二排烟罩(103)均为三个设计，三个所述第一排烟罩(101)和第二排烟罩(103)相互交错排列。

8.根据权利要求7所述的一种大型预焙铝电解槽集气装置，其特征在于，所述集气罩(3)位于任意两个第一排烟罩(101)和第二排烟罩(103)之间。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种大型预焙铝电解槽集气装置，其特征在于，所述底板(1)上设有排烟口，所述第一排烟罩(101)、第二排烟罩(103)和集气罩(3)均与排烟口相连通。

10.根据权利要求9所述的一种大型预焙铝电解槽集气装置，其特征在于，所述第一排烟罩(101)和第二排烟罩(103)的外形为不规则的矩形喇叭口，呈现出下大上小的几何形态，喇叭口的大端与排烟口相连通。

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