[实用新型]铝电解热残阳极冷却系统

说明书

本实用新型公开了一种铝电解热残阳极冷却系统，所述冷却系统包括粉料贮仓、粉料贮仓加料装置、高位料箱、高位料箱加料装置、粉料贮仓排料装置、冷却料箱、冷却料箱加料装置、冷却料箱卸料装置及多功能天车，使用常温粉料替换经热交换后的过热粉料，过热粉料返回粉料贮仓，经自然冷却后循环使用，经循环使用后的降温粉料可以作为电解铝生产所需的生产原料。本实用新型可以加速热残阳极的冷却速度，隔绝热残阳极与环境空气中氧气的直接接触，快速终止热残阳极的燃烧，减少热残阳极冷却期间的燃烧损失，有效控制热残阳极冷却期间带来的一系列污染物排放，使用降温粉料替代环境空气与热残阳极实现热交换，完成热残阳极冷却过程。

技术领域

本实用新型属于热残阳极冷却技术领域，涉及一种吸附、覆盖、降低污染物温度和减少污染物排放的系统。特别涉及使用常温粉态介质吸附热残阳极冷却过程中的有害烟气、压制热残阳极冷却过程中的粉尘飞扬污染、隔绝热残阳极与环境空气中的氧分子的表面接触快速终止燃烧、完成常温粉态介质与热残阳极的热交换，实现热残阳极快速熄灭、降温冷却的系统。

背景技术

电解铝工业使用的炭素阳极在高温腐蚀环境下使用不断消耗，受阳极材料特性的局限，需要依据阳极使用周期不断的更新阳极来实现电解铝生产的平衡。热残阳极取出时温度高，目视热残阳极为红色燃烧状态，环境空气中热残阳极持续燃烧60min以上，热残阳极取出时表面覆盖有少量的氧化铝粉料、氟化铝粉料、电解质结壳等，高温条件下取出的热残阳极会释出大量的烟尘等有害物质，热残阳极冷却过程中会持续不断的释放有害烟尘，常规条件下热残阳极取出的60min内释放全部冷却过程污染物排放的～50％烟气量，该过程随残阳极燃烧的终止和温度的降低，烟气排放量逐渐降低。热残阳极冷却过程污染作业环境，并造成电解车间边界污染。热残阳极冷却过程释出污染物占比电解生产总污染物排放总量高，目前主要的处理方法有如下几种：

(1)自然冷却法：

将取出热残阳极放置在热残阳极托盘中，热残阳极托盘放置于电解车间出铝端操作面，自然冷却至热残阳极燃烧熄灭降温至300℃以下，热残阳极冷却过程耗时长，热残阳极冷却期间污染物持续释放到环境空气中，污染物通过厂房门窗等直接排入大气，热残阳极自然冷却法致环保排放超标。

(2)阳极冷却间密闭冷却法：

将热残阳极集中转运至电解车间通廊一侧的热残阳极冷却间，热残阳极冷却间封闭并配置有引风系统，引风系统将热残阳极冷却期间释放的烟尘引入电解烟气净化系统，由于冷却间环境封闭，空气流动性差，热残阳极缺少环境空气中氧气的参与，残阳极相对自然冷却法燃烧终止快，但是由于缺少环境空气作为冷媒的热残阳极熄灭后的冷却速度相对降低，高温状态下热残阳极虽然终止燃烧，但是高温热残阳极仍然持续释放污染物。热残阳极冷却间集中冷却的方法，由于电解槽布局分散，取出的热残阳极至冷却间的转运距离长，转运过程耗时长，热残阳极取出的15min内将释放全部冷却周期内30％污染物排放量，热残阳极在取出的初期由于长距离转运原因污染物大量排放，无法回收处理。热残阳极冷却间由于引风系统和热残阳极进出作业频繁，很难做到冷却间的在热阳极冷却期间的密闭。热残阳极冷却速度慢，热残阳极长时间占用残阳极冷却间空间，致冷却间空间不足。由于上述因素多数企业目前已经弃用热残阳极冷却间降温方式。

(3)排烟罩引风降温法：

在电解槽出铝端作业面设置排烟罩，使用专用设备将热残阳极转运至排烟罩内，将热残阳极烟尘通过烟道导入电解铝烟气净化系统。受电解铝烟气净化负压引风系统作用，增加了作为冷却介质环境空气的流动性，参与降温的冷媒空气总量增加，环境空气中的氧参与降温的同时也起到助燃的作用，由于氧的参与加速了热残阳极的表面燃烧，增加热残阳极冷却期间的燃烧损失，污染物的排放总量增加。排烟罩引风降温法可以解决热残阳极冷却过程中污染物有组织排放问题，但是由于助燃空气的介入，污染物排放总量增加，相对增加了电解铝烟气净化工艺段的工作负荷。由于排烟罩降温方式可以解决热残阳极冷却过程中烟尘的有组织排放问题，为应对企业的环保压力，目前该方法被部分电解铝厂所接受，但从氧气燃烧角度考虑，该方式存在原理性的弊端。