[发明专利]一种电解槽的热平衡调节装置及方法

说明书

本发明提供了一种电解槽的热平衡调节装置，包括滑轨、一个或多个热交换装置、第一烟气支管、空气供给装置以及混合气管道。本发明还提供了一种电解槽的热平衡调节方法。本发明提供的热平衡调节装置和方法能够有效利用电解过程中产生的高温烟气来动态调节电解槽侧部的热平衡，由此保持电解槽槽帮形状的规整性，保障了电解槽安全、稳定地运行，特别适用于酸法氧化铝的电解工艺，装置简单，便于安装和拆卸，易操作，非常适合工业化应用。

技术领域

本发明涉及氧化铝电解领域，具体涉及一种电解槽的热平衡调节装置及方法。

背景技术

我国是世界第一大原铝生产国，产量占全球总产量的1/4以上。作为铝电解生产的重要原料之一的氧化铝，其生产方法包括碱法、酸法、酸碱联合法和热法。目前，工业上广泛使用的是碱法氧化铝。然而，通过碱法生产的氧化铝的原料——铝土矿，我国基础储量23亿吨，仅占全球总储量的6％，铝土矿资源不足严重制约了我国铝工业的进一步发展。

近年来，经研究开发出了“一步酸溶法”粉煤灰提取氧化铝的新工艺，可有效解决我国铝土矿资源紧缺的局面，实现煤炭资源高值化利用。但酸法氧化铝不适用于当前基于碱法氧化铝的电解工艺技术体系，其物理化学性质差异是主要原因。目前，国内以酸法氧化铝为原料的铝电解工艺技术尚处于开发阶段，因此，有必要针对酸法氧化铝电解工艺技术在目前碱法氧化铝电解生产技术的基础上进行综合优化。

传统铝电解槽能量利用率约占总能耗的一半，上部与侧部散热是主要热损失。侧部散热情况与电解槽内部槽帮的形状有密切关系，一般来说，槽帮偏厚，导致伸腿过长，侧部散热偏少；槽帮偏薄，可能导致内衬受损，侧部散热偏大。由此可见，需要开发一种新型技术来解决电解槽内部槽帮的形状缺陷问题。

发明内容

为克服现有的电解槽在电解过程中存在的槽帮不规整等缺陷，本发明的一个目的之一是提供一种电解槽的热平衡调节装置。

本发明的另一目的是提供一种电解槽的热平衡调节方法。

本发明提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述电解槽设置有用于排放电解烟气的主烟气管道，其中，所述热平衡调节装置包括以下结构组成：

滑轨，设置于所述电解槽的外侧壁上；

一个或多个热交换装置，设置于所述滑轨上并能够沿所述滑轨移动；

第一烟气支管，设置于所述主烟气管道上；

空气供给装置；以及

混合气管道，围绕所述电解槽的外侧壁并与所述热交换装置相连，所述混合气管道包括进气端和出气端，所述进气端分别与所述第一烟气支管以及所述空气供给装置相连，所述出气端与所述主烟气管道相连。

本发明提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述第一烟气支管上设置有收尘器。

本发明提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述第一烟气支管上设置有流量调节装置。

本发明提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述混合气管道的进气端设置有三通阀，其分别与所述进气端、所述第一烟气支管以及所述空气供给装置相连。

本发明提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述主烟气管道上设置有第二烟气支管，与所述混合气管道的出气端相连。

本发明提供的电解槽的热平衡调节装置中，按照电解烟气在所述主烟气管道中的流向，所述第一烟气支管设置在所述第二烟气支管的上游。

本发明提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述热交换装置包括导热金属软管以及包围所述导热金属软管的保温层。

本发明提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述滑轨上设置有可移动式卡槽，所述热交换装置设置于所述卡槽中。

本发明提供的电解槽的热平衡调节装置中，所述电解槽为酸法氧化铝电解槽。