[发明专利]利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法及装置

说明书

本发明提供了一种利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法及装置，将铝电解槽排放的烟气余热换热后的热量用于预热铝电解阳极，以实现能源的综合利用，同时降低铝电解烟气净化系统的处理烟气体积，节约烟气净化系统投资成本及占地面积，以解决目前铝电解槽排烟造成较大的热量浪费，烟气温度高造成电解烟气干法净化系统实际投资成本高、占地面积大和容易对滤料寿命不良影响，烟气温度高造成电解烟气脱硫系统的水耗过高，电解槽更换常温新阳极热冲击造成容易掉渣和能耗高等一些列问题。属于节能和烟气净化技术领域。

技术领域

本发明具体涉及一种利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法及装置，属于节能和烟气净化领域。

背景技术

目前大型铝电解槽生产产生的烟气温度约为200℃(电解槽出口)，且烟气量大，以当前500KA年产50万吨铝电解项目为例，其净化系统每小时排烟总量超过420万Nm³，烟气净化系统入口的烟气温度在南方地区夏季超过140℃，冬季超过120℃，铝电解槽每小时外排的热量按照电解槽出口排烟温度140℃保守计算约为：1.28x10⁹KJ，折合电耗为每小时消耗36万千瓦时，烟气带走的热量约占电解铝生产总能耗的48％，热量损失十分惊人。

烟气温度高除了带来热量的损失外还造成净化系统处理的烟气量增加，还以500KA年产50万吨铝电解项目为例，每小时排烟总量420万Nm³，烟气净化系统入口的烟气温度140℃计算，净化系统实际处理烟气量为635万m³/h，净化系统为保证其净化效率根据实际工况烟气量配置净化除尘器就造成净化系统的投资成本和占地面积增加，此外，若净化系统入口的烟气温度超过150℃会对滤袋的使用寿命造成严重影响。

烟气温度高给净化系统带来的另外一个影响就是对脱硫系统的影响，目前新建的铝电解净化系统基本均配置烟气脱硫系统，无论是湿法还是半干法净化技术，烟气温度的将直接影响脱硫系统的水耗。还以500KA年产50万吨铝电解项目为例，每小时排烟总量420万Nm³，烟气净化系统入口的烟气温度140℃计算，若烟气温度降低1℃将会使脱硫系统的水耗量降低超过2吨/h，烟气温度对脱硫水耗产生的影响十分巨大。

现阶段铝电解生产更换阳极时均是采用将热残极利用天车吊出，然后更换新的冷阳极，由于铝电解槽内温度超过900℃，其热量的维持全部依靠电耗，每块阳极由常温加热至槽温消耗电能约为400KW。其更为严重的问题是常温阳极加入高温铝电解槽中由于温度的剧烈变化导致了阳极表面热膨胀而容易产生裂纹和造成阳极剥落在铝液中形成碳渣，影响滤液品质。

鉴于上述情况，本发明基于节能、降低净化系统投资运行成本和提高铝电解工艺生产品质等因素综合考虑而开发。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法及装置，以解决目前铝电解槽排烟造成较大的热量浪费，烟气温度高造成电解烟气干法净化系统实际投资成本高、占地面积大和容易对滤料寿命不良影响，烟气温度高造成电解烟气脱硫系统的水耗过高，电解槽更换常温新阳极热冲击造成容易掉渣和能耗高等一些列问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种利用铝电解槽烟气降温节水及余热预热阳极的方法，该方法是将铝电解槽排放的烟气余热换热后的热量用于预热铝电解阳极，以实现能源的综合利用，同时降低铝电解烟气净化系统的处理烟气体积，节约烟气净化系统投资成本及占地面积。

前述方法中，将铝电解槽产生的烟气余热进行热回收，余热回收位置在铝电解烟气烟气净化系统进口前的排烟管道上。

前述方法中，回收铝电解槽烟气余热的方式为气—气或气—水间接换热方式，将烟气余热通过换热器产生的热空气或热水为媒介。

前述方法中，将铝电解槽产生的烟气余热回收后用于加热铝电解槽生产用阳极，加热媒介为换热器产生的热空气或热水。