[发明专利]一种可控式电解铝槽散热窗口余热回收装置

说明书

本发明属于热量回收与节能技术领域，涉及一种可控式电解铝槽散热窗口余热回收装置，包括循环水泵调节控制线、补充水加压泵、引射器、循环水泵、供液母管、分液支管、第一分支流量调节阀、第一个取热单元、第二个取热单元、第n个取热单元、两相流支路管、循环水管、加压泵调节控制线、分液头、第二分支流量调节阀、两相流母管、气液分离器、液位计、水位信号线、中央控制器、安全阀、蒸汽温度压力信号线、取热单元温度信号线、供气管、第m分支流量调节阀、取热支路、进水管、出水管、取热单元、下钢板；合理回收利用散热窗口余热，改善车间工作环境，有效控制电解铝槽内温度分布，降低生产成本，其整体结构设计简单，原理科学，应用环境友好。

技术领域：

本发明属于热量回收与节能技术领域，涉及一种将电解铝槽散热窗口的余热进行合理回收利用，为用户提供一定压力的饱和蒸汽，并有效控制每个窗口的散热量，以保证电解铝槽内形成均匀稳定温度的可控式余热回收系统。

背景技术：

电解铝就是通过电解得到铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法，该方法采用熔融冰晶石作为溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应。

电解铝生产工艺要求在均匀稳定的工作温度下进行，为保证形成均匀稳定的温度分布，在每个电解铝槽四周都布置有几十个散热窗口，这些散热窗口形状为凹形，最内侧壁面温度高达300℃-350℃，并以辐射和自然对流的形式向生产车间内部散发热量，由于壁面温度较高导致向外散热量较大，使生产车间工作环境恶劣，夏季两电解铝槽间过道的温度常常在60℃以上,工作人员在这样的环境中工作效率低，散热窗口散发的余热不能合理利用，造成能源浪费。若将电解铝槽散热窗口作为热源，合理回收利用该部分余热，既能够降低能耗、实现节能减排，还能够有效改善车间工作环境，提高人员工作效率；但由于散热窗口数量多，高温壁面又处于散热窗口凹形的最内侧，使余热回收利用难度很大；另外，从电解铝生产工艺角度讲，散热窗口的散热量并非越多越好，必须合理控制每个窗口的散热量，以保证电解铝槽内形成均匀稳定的温度分布；目前国内仍没有一种能够合理解决这一问题的系统。近年来，尽管国外有研究提出：利用一个个独立模块微通道热管技术对每个电解铝槽散热窗口进行余热回收，并通过导热油将每个独立模块热管获得的热量收集起来，最终获得200℃-250℃的导热油的系统，该系统不仅存在制造成本高、系统复杂等问题，而且一旦有某个独立模块微通道热管单元出现问题，该窗口将无法有效散热，会严重影响电解铝槽内的温度分布。因此，寻求设计一种可控式电解铝槽散热窗口余热回收装置，将供水、取热单元、气液收集分离、顶紧及隔热、中央控制五个子系统连接为一体，合理回收利用散热窗口余热，控制电解槽内温度分布，改善车间工作环境温度，降低成本，提高工作人员工作效率。

发明内容：

本发明的发明目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种可控式电解铝槽散热窗口余热回收装置，以解决电解铝槽壁面温度较高、不利于电解反应的问题，解决壁面向外散热较大、生产车间工作环境恶劣的问题，克服能源浪费的缺陷，解决电解铝槽内温度不可控制的问题，解决系统复杂、维护不便、生产成本高的问题。

为了实现上述发明目的，本发明涉及的可控式电解铝槽散热窗口余热回收装置，其主体结构包括：循环水泵调节控制线、补充水加压泵、引射器、循环水泵、供液母管、分液支管、第一分支流量调节阀、第一个取热单元、第二个取热单元、第n个取热单元、两相流支路管、循环水管、加压泵调节控制线、分液头、第二分支流量调节阀、两相流母管、气液分离器、液位计、水位信号线、中央控制器、安全阀、蒸汽温度压力信号线、取热单元温度信号线、供汽管、第m分支流量调节阀、连接弯头、固定框架、导轨、隔热板、输入管、取热单元护板、顶紧装置、输出管、散热窗口的高温壁面、取热单元、下钢板、上钢板和垂直板,第二个取热单元和第n个取热单元之间为第3至第n-1个取热单元；主体结构按功能划分为供水、取热单元、气液收集分离、顶紧及隔热、中央控制五个子系统。本实施例的n的数值为5-50，m的数值为2-20。