一种电解铝用炭阳极双炉预热系统及使用方法_2

文档序号:9196270阅读:来源:国知局
加压风机的烟气抽入流量,并保证预热室内的压力维持在5?15pa之间。
[0023]所述烟气生成炉内的高温烟气在进入调温室时的温度为1000?1200°C,调温室内的混合烟气在离开调温室后、进入预热室之前的温度为450?500°C,混合烟气在进入预热室时的温度为400?450°C,热烟气喷口的出口压力为30?50Kpa,热烟气喷口的出口烟气流速为80?150m/s。
[0024]本发明的有益效果:
[0025]本发明克服了传统工艺的不足,即组装好的炭阳极不经预热便直接安装到电解槽上,使阳极炭块出现裂纹或破裂的几率增高,而本发明为炭阳极上电解槽前进行预热提供了可能,经过预热后的炭阳极再安装到电解槽后,可使阳极炭块的裂纹发生率降低到0.2%以下,从而提高了电解铝生产的安全性。
[0026]本发明的预热炉所排出的废气并没有直接排向大气,而是排入调温室中进行回收,并将废气中的余热进行重复利用,从而使本发明具有了降低成本和节能减排的效果。
[0027]本发明调温室中的废气与高温烟气混合形成混合烟气后,在混合烟气中几乎不含氧气,因此通过混合烟气对炭阳极进行热交换预热时,可有效避免阳极炭块表面发生氧化现象。
[0028]本发明可以通过调整废气与高温烟气在调温室内的混合比例,实现对调温室内混合烟气温度的调节,从而实现对炭阳极的预热温度的精确控制。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的一种电解铝用炭阳极双炉预热系统结构示意图;
[0030]图中,I一烟气生成炉,2—预热炉,3—燃烧器的出烟口,4一烟气出口,5—燃烧器,6—空气进口,7—燃气进口,8—鼓风机,9一预热室,10—废气室,11 一热烟气喷口,12—运输辊道,13—驱动电机,14一废气出口,15—废气抽排风机,16—排烟加压风机,17—烟囱,18—调温室,19—炭阳极。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0032]如图1所示,一种电解铝用炭阳极双炉预热系统,包括烟气生成炉I和预热炉2,在所述烟气生成炉I上分别设置有燃烧器5和烟气出口 4,所述燃烧器5安装在烟气出口 4对面的烟气生成炉I炉墙上,燃烧器5的出烟口 3与烟气生成炉I的炉膛相连通;在所述预热炉2内分别设置有预热室9和废气室10,所述预热室9与废气室10之间通过缝隙相连通;在所述预热室9的炉墙上设置有热烟气喷口 11,热烟气喷口 11与烟气生成炉I的烟气出口4相连通;在所述预热室9的炉底设置有运输辊道12,运输辊道12通过驱动电机13进行驱动,运输辊道12上用于放置炭阳极19 ;所述运输辊道12入口端对应的预热炉2上设有炭阳极19入料口,运输辊道12出料端对应的预热炉2上设有炭阳极19出料口 ;在所述废气室10的炉墙上设置有废气出口 14,废气出口 14与烟囱17相连通。
[0033]在所述燃烧器5上分别设置有空气进口 6和燃气进口 7,所述空气进口 6外接鼓风机8,所述燃气进口 7外接燃气源。
[0034]在所述烟气出口 4与热烟气喷口 11之间设置有调温室18,在调温室18与热烟气喷口 11之间设置有排烟加压风机16。
[0035]在所述废气出口 14与烟囱17之间设置有废气抽排风机15,废气抽排风机15的出风口一路与烟囱17相连通,废气抽排风机15的出风口另一路与调温室18相连通。
[0036]所述热烟气喷口 11数量若干且均匀分布在预热室9的炉墙上,热烟气喷口 11采用圆形喷口或环形喷口,其流通面积为300?500mm2,相邻的热烟气喷口 11之间的中心距为300?500mm,最外侧的热烟气喷口 11与相邻炉墙内表面距离为200?300mm。
[0037]所述废气出口 14数量若干且均匀分布在废气室10的炉墙上,废气出口 14采用圆形出口,其内径为100?200mm,相邻的废气出口 14之间的中心距为500?1000mm,最外侧的废气出口 14与相邻炉墙内表面距离< 300mm。
[0038]所述烟气生成炉I的炉膛可为正方体、长方体、圆柱体或椭圆柱体,所述预热炉2的预热室9及废气室10内腔可为正方体或长方体,所述调温室18的内腔可为圆柱体或椭圆柱体。
[0039]所述的电解铝用炭阳极双炉预热系统的使用方法,包括如下步骤:
[0040]步骤一:启动燃烧器5,通过燃烧器5生成高温烟气并排入烟气生成炉I内;
[0041]步骤二:启动排烟加压风机16,通过排烟加压风机16先将烟气生成炉I内的高温烟气抽入调温室18内,再将高温烟气从调温室18抽入预热炉2内,而高温烟气会通过热烟气喷口 11进入预热室9内;
[0042]步骤三:将待预热的炭阳极19吊装到运输辊道12入口端,启动驱动电机13,炭阳极19 一块紧挨一块的通过运输辊道12被运送至预热炉2内进行预热,炭阳极19在预热炉2内不断前移的过程中温度逐渐升高,每块炭阳极19的预热时间为3?3.5h ;
[0043]步骤四:炭阳极19移动到运输辊道12出口端时,距炭阳极19表面200mm深处的最终预热温度要达到250?300°C,通过运输辊道12将预热好的炭阳极19连续不断运至预热炉2外,然后将预热好的炭阳极19吊起并安装到电解槽上;
[0044]步骤五:预热室9内的高温烟气完成与炭阳极19的热交换后温度降低成为废气,废气通过预热室9与废气室10之间缝隙进入废气室10内,然后启动废气抽排风机15,通过废气抽排风机15将废气室10内的废气送入调温室18内,使废气与预热室9内的高温烟气混合形成混合烟气;
[0045]步骤六:调整调温室18内废气的输入量,多余的废气通过烟囱17排出,调温室18内混合烟气温度通过调整废气与高温烟气的混合比例进行调节,再将调节好的混合烟气排入预热室9内,并利用混合烟气来预热炭阳极19。
[0046]所述废气抽排风机15的废气抽排流量要小于排烟加压风机16的烟气抽入流量,并保证预热室9内的压力维持在5?15pa之间。
[0047]所述烟气生成炉I内的高温烟气在进入调温室18时的温度为1000?1200°C,调温室18内的混合烟气在离开调温室18后、进入预热室9之前的温度为450?500°C,混合烟气在进入预热室9时的温度为400?450°C,热烟气喷口 11的出口压力为30?50Kpa,热烟气喷口 11的出口烟气流速为80?150m/s。
[0048]实施例一
[0049]本实施例中,铝电解槽的炭阳极采用的是预焙阳极,炭阳极更换周期为24天,阳极炭块尺寸为600mmX 400mmX 400mm(长X宽X高),阳极炭块上留有两个直径为160mm、深度为80mm的炭碗,在炭阳极组装时,每两块阳极炭块为一组,阳极导杆的长度为2000、钢爪为4爪头,钢爪与阳极导杆之间采用铝钢爆炸焊块进行连接,炭阳极上电解槽前,需要通过本发明进行预热处理。
[0050]本实施例中,烟气生成炉I的炉膛为长方体,并由粘土砖砌筑而成,炉膛的有效尺寸为1200mmX 1200mmX 4000mm,燃烧器5采用亚高速烧嘴,且燃烧器5与炉膛的中心线相重合,燃烧器5的燃气采用天然气,燃烧能力为1200Nm3/h。预热炉2的预热室9的垂直截面尺寸为100mmX 1200mm,预热炉2的废气室1
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