[发明专利]一种节能型铝电解槽

说明书

本发明公开了一种节能型铝电解槽，包含槽壳、槽壳围板、槽罩板、端面角板和炉门，槽壳四周的槽壳围板上设有围板散热孔，包含横向围板散热孔和纵向围板散热孔，端面角板设于炉门所在的平面上，槽罩板将横向围板散热孔罩于槽内空间，端面角板将纵向围板散热孔罩于槽内空间，侧部自然冷却，空气通过围板散热孔后进入槽罩板内部，与槽内经过反应产生的气体一同进入烟气净化系统。该电解槽可以将侧部散热的部分热量转移至槽内炉面，克服大量冷空气带走热量，确保电解槽在低电压下能有一定过热度，生产运行平稳，实现大幅度节能目的，吨铝综合用电节约500‑1000kWh，可以在新设计电解槽上应用，也可以在原有电解槽上通过开围板散热孔，改变槽罩大小方式应用实现。

技术领域

本发明属于电解铝设备技术领域，具体涉及一种铝电解槽，尤其涉及一种节能型铝电解槽。

背景技术

2018年全球原铝产量6433.6万吨，其中我国估计3650万吨左右，而单位产量能耗达到13000kWh/t左右，我国电解铝年用电量占全国发电量的6％-8％，因此电解铝节能一直是铝行业共同努力的技术方向之一。电解铝较高的能耗中约有一半的能量以热的形式损失掉了，对于一台500KA电解槽而言，意味着热损失速度为1000kW/h左右。作为电化学冶金炉的电解槽，散热区域很多，从槽底、槽侧壁、槽上部及烟气，到通电直流母线等，均有不同份额热量散失，其中侧壁和上部烟气散失热量占到总散热量的50％-70％。一定的过热度(工作温度与熔盐初晶温度差)作为传热动力，通过炉帮及槽侧部内衬和侧部钢板将25％-35％的散热量传导至钢板，以辐射和对流方式将热量传到空气中。现代化电解槽均安装有收集烟气装置，集气效率很高，通常经过进入槽内大量冷空气实现高负压进行操作，对电解槽产生相当大的冷却作用，特别是进入到槽面烟罩内的空气温度非常低时更是如此，冷却后的烟气带走散热量的20％-30％。现代电解槽在磁场设计合理、有一定降低极距(即降低工作电压)潜力的情况下，往往在低电压运行时由于热平衡维持不住，散热量相对过大，没有足够的过热度而满足不了正常生产，即能量效率不能进一步提高。

CN105220177B将电解槽的槽壳、摇篮架和槽沿板组成强制通风密封箱，在密封箱的槽壳上焊接散热板，密封箱上设进风管，进风管与送风机连接，槽沿板上开排气孔，排气孔与水平收集排气管道相通，水平收集排气管道设在槽壳的外侧，水平收集排气管道收集密封箱排出的强制通风尾气，并将尾气排进槽膛内。该专利将强制通风从槽下部吸收的热量转移到电解槽上部加热槽膛，有助于电解槽在低电压槽况下建立良好热平衡，实现节能目标，但是需要强制通风，且收集排气管及强制通风烟道设计与工程较为复杂。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种节能型电解槽，将侧部散热的部分热量转移至槽内炉面，克服大量冷空气带走热量，确保电解槽在低电压下能有一定过热度，生产运行平稳，实现大幅度节能。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种节能型铝电解槽，包含槽壳、槽壳围板、槽罩板、端面角板和炉门，槽壳四周的槽壳围板上设有若干个围板散热孔，包含横向围板散热孔和纵向围板散热孔，端面角板设于炉门所在的平面上，槽罩板将横向围板散热孔罩于槽内空间，端面角板将纵向围板散热孔罩于槽内空间，侧部自然冷却，空气通过围板散热孔后进入槽罩板内部，与槽内经过反应产生的气体一同进入烟气净化系统。

作为优选的，所述围板散热孔为圆形散热孔或长孔形散热孔。

进一步优选的，所述圆形散热孔的直径为5-20cm，长孔形散热孔的半径为2.5-10cm，中心长度为5-30cm。

作为优选的，每1-2个所述横向围板散热孔对应一组阴极。

作为优选的，所述槽罩板的底部位置可设在槽壳围板上，或者设在槽壳围板外5-20cm处。

进一步优选的，所述槽罩板的底部位置设在槽壳围板外5-20cm时，槽壳上设有罩板支撑装置。