一种铝电解槽上部氧化铝的预热方法与流程

1.本发明涉及一种氧化铝的预热方法，尤其涉及一种利用铝电解槽上部散热对氧化铝原料进行提前预热的方法，属于铝电解技术领域。


背景技术：

2.铝电解是典型的高耗能行业，氧化铝作为其主要原料消耗巨大。以500ka电解槽为例，每台电解槽每天可消耗大约7000kg氧化铝，将这些氧化铝从加热到电解温度（~950℃）需要大量能量。
3.另一方面电解过程中会生成高温二氧化碳气体，这些气体通过氧化铝下料开口即火眼溢出，带走的热量占全槽散热量的30%以上。
4.如果能有机结合以上两方面的供、需特性，以电解槽的火眼散热、烟气余热对氧化铝进行提前预热，则可大幅度降低溶解氧化铝所需热量，有效提高氧化铝的溶解性能，最终可实现降耗、提效的目的。
5.专利cn102154663a提出将电解槽排出的烟气通过换热器对溜槽和溜槽内的氧化铝进行预热，该专利需要额外安装换热器、且溜槽冷风量巨大，效果有限。专利cn102628170a设计了埋设式氧化铝加料装置，将氧化铝堆积在电解质液面上，希望通过电解质接触和辐射对氧化铝进行加热。但该方法未考虑氧化铝在高温、氟气氛下的变性，氧化铝可能转变成难溶氧化铝而形成沉淀。


技术实现要素：

6.针对以上存在的问题和不足，本发明提出一种铝电解槽上部氧化铝的预热方法，目的是大幅度提高氧化铝原料的温度及其在电解质中的溶解速度，有利于减小下料对电解槽正常生产的热冲击、提高电流效率，实现对电解槽散热进行有效利用，提升电解槽的能量利用率、降低能量消耗的目的。
7.为达上述目的本发明一种铝电解槽上部氧化铝的预热方法，通过在铝电解槽火眼斜上方的氧化铝下料管末端设置预热料斗进行氧化铝提前预热，提前预热包括火眼对预热料斗内的氧化铝进行辐射预热、覆盖料对预热料斗内的氧化铝进行辐射预热和火眼排出的烟气对预热料斗内的氧化铝进行换热。
8.所述的预热料斗内部通过格栅或隔板增加与氧化铝的接触换热面积。
9.所述的预热料斗可兼做定容下料器使用。
10.所述的预热料斗的材质为不锈钢、铜或铝高导热材料。
11.所述的火眼上方设置高温烟气收集罩，高温烟气收集罩通过管路连接氧化铝换热管，氧化铝换热管与氧化铝下料管换热。
12.所述的氧化铝换热管套在氧化铝下料管外，在氧化铝换热管内设有至少一根氧化铝下料管。
13.所述的氧化铝下料管为套管，在套管之间为氧化铝换热管。
14.所述的氧化铝下料管为双层或多层套管，氧化铝换热管为双层或多层换热管。
15.所述的氧化铝下料管与氧化铝换热管交错设置，氧化铝换热管烟气出口连接烟道管路。
16.所述的氧化铝下料管为螺旋管路或阶梯形状管路。
17.本发明的优点效果：本发明结构简单、可实施性强，效果明显，通过对氧化铝下料管中的氧化铝进行换热和预热料斗内的氧化铝进行换热，提高下料氧化铝的温度，使氧化铝进入到电解质中加速溶解，有利于减小下料对电解槽正常生产的热冲击、提高电流效率，实现对电解槽散热进行有效利用，提升电解槽的能量利用率、降低能量消耗。
附图说明
18.图1是本发明实施例1的结构示意图。
19.图2是本发明实施例3的结构示意图。
20.图3是本发明实施例4的结构示意图。
21.图4是本发明实施例6中氧化铝换热管与氧化铝下料管的结构截面示意图。
22.图5是本发明实施例7中氧化铝换热管与氧化铝下料管的结构截面示意图。
23.图中：1、覆盖料；2、预热料斗；3、氧化铝下料管；4、电解槽水平罩板；5、氧化铝料箱；6、锤头；7、火眼；8、高温烟气收集罩；9、氧化铝换热管；10、烟道管路。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明作进一步说明，但本专利的保护范围不受本专利中实施例所限。
25.实施例1如图1所示，本发明一种铝电解槽上部氧化铝的预热方法，覆盖料1上有火眼7，通过在铝电解槽火眼7斜上方的氧化铝下料管3末端设置预热料斗2进行氧化铝提前预热，提前预热包括火眼7对预热料斗2内的氧化铝进行辐射预热、覆盖料1对预热料斗2内的氧化铝进行辐射预热、火眼7排出的烟气对预热料斗2内的氧化铝进行换热。
26.预热料斗2形状为簸箕形状，预热料斗2内部通过格栅增加与氧化铝的接触换热面积。预热料斗2为定容下料器，具有定容下料功能，替代了原氧化铝料箱5内的定容下料器。预热料斗2的材质为不锈钢、铜或铝高导热材料。
27.氧化铝由氧化铝料箱5流入氧化铝下料管3、再进入预热料斗2内，经过一个下料间隔的预热，在锤头6动作打壳后进行氧化铝下料作业。
28.实施例2在实施例1中的预热料斗2仅作预热平台使用，不具备定容功能，氧化铝下料管3为一根，其他如实施例1。
29.实施例3在实施例1中的预热料斗2形状为圆筒形状，如图2所示。火眼7上方设置高温烟气收集罩8，高温烟气收集罩8通过管路连接氧化铝换热管9，氧化铝换热管9与氧化铝下料管3换热。氧化铝换热管9套在氧化铝下料管3外。氧化铝换热管9烟气出口连接烟道管路10。氧化铝下料管3为螺旋管路或阶梯形状管路。其它同实施例1。
30.实施例4在实施例3中的氧化铝换热管9为直套管，如图3所示，其它同实施例3。
31.实施例5实施例4中的氧化铝换热管9和其内的氧化铝下料管3为双层套管，氧化铝下料管与氧化铝换热管交错设置，如图4所示，其它同实施例4。
32.实施例6在实施例4中的氧化铝换热管9内设有5根氧化铝下料管3，如图5所示，其它同实施例4。
33.实施例7氧化铝下料管3为阶梯形状管路。其它同实施例1。
34.实施例8氧化铝换热管9和其内的氧化铝下料管3为三层套管，氧化铝下料管与氧化铝换热管交错设置，其它同实施例4。