一种铝电解高温烟气和铝包组合输送系统的制作方法

本发明属于铝电解技术，具体涉及一种铝电解高温烟气和铝包组合输送系统。

背景技术：

传统电解槽由于在换极的过程中有空气的混入，其烟气温度较低，多为三百多度，其余热利用率极低，大部分铝厂基本未对其进行处理。但是，这些低温烟气确为铝电解槽内热损失最大的一块，经实际测试，铝电解烟气所带走的热量约占电解槽总的能量损失的40～60％，如果能够将这部分热量进行回收，则铝电解的综合能耗可大幅降低。而目前回收利用的最大难题在于现有烟气温度太低，约为300度左右，没有利用空间，实际上，电解槽内的阳极气体在产生的初始阶段温度与电解质温度一致，达到950℃，如果通过可控的密闭体系(如申请号为201610490099.7的中国专利文件公开的一种可控铝电解槽阳极覆盖密封结构)，通过控制适量的空气通入，可将烟气温度控制在600～800℃，则烟气中的热量可回收50～70％，那么电解槽的总能量损失可以降低一半左右，综合铝电解的能耗也能够降低。

与烟气由于低温而无法回收类似，烟气中的污染物也由于其浓度不高，且烟气量巨大而难以处理，造成铝电解污染物的总体排放量是较为惊人的。如果能够控制烟气中的空气含量大幅降低，则污染物浓度可以提升，且烟气量也会大幅度减少(可减少70～80％)，则烟气回收的难度变低，且烟气量大幅减少，处理成本也会大幅降低。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：针对现有的铝电解烟气因温度较低不适合回收处理的缺陷，提供一种新型的铝电解高温烟气和铝包组合输送系统，实现槽内高温烟气与熔融铝液相互保温，以达到减少铝电解能耗，降低出铝及输送的劳动成本的目的。

本发明采用如下技术方案实现：

一种铝电解高温烟气和铝包组合输送系统，包括分别输送管高温烟气和铝包的输送管道，所述输送管道为内外两层管道，其中内管道为铝包输送管道，分别连接铝电解槽和熔铸车间，内管道内设有与铝电解槽下部的出铝口对接的出铝管，其内设有自动出铝包和铝包自动输送组件；外管道套设在内管道外，并与内管道外壁形成用于输送高温烟气的环形截面管腔，铝电解槽集气罩的烟气管与外管道连通，并通过外管道连接至烟气处理系统。

进一步的，所述出铝管上设有电子阀门，所述电子阀门与铝电解槽的控制系统通过信号连接。

进一步的，所述输送管道采用若干节管道拼接，输送管道拼接处密封连接，在输送管道的一端设置可开启的封闭门，另一端连接至熔铸车间。

进一步的，所述外管道和内管道分别采用金属外壳，其中所述外管道的外壁包裹设有保温棉，外管道内壁设有耐火保温材质的铺设的内衬。

进一步的，所述外管道通过若干支架相对内管道固定设置。

在本发明中，所述自动出铝包采用金属外壳，内壁设有耐火保温内衬，所述铝包自动输送组件包括铺设在内管道内部的出铝轨道以及设置在自动出铝包底部的行走机构和定位传感器，所述自动出铝包通过行走机构设置在出铝轨道上。

本发明将铝电解产生的高温烟气与铝包通过内外两层复合结构的管道进行组合输运，内管道完成出铝的自动出铝包由铝包自动输送组件经输运管道的内管道传送至熔铸车间，外管道内充斥的高温烟气，与内管道输送的熔融铝液形成相互保温的作用。其中电解铝产生的烟气可以通过烟气管与铝电解槽上部的集气罩连接，使铝电解槽排出的烟气经过烟气管、外管道排至烟气处理系统，在这排放的过程中，内管道的自动出铝包散发的热量会通过内管道内部传递到烟气中，保持烟气温度不降低，甚至能够对温度低的烟气进行加热，同时，烟气具备一定的温度，隔绝内管道直接与外部的空气接触，起到内管道内的熔融铝液的保温效果。

由上所述，本发明与现有技术相比，实现了铝电解槽高温烟气与铝包组合自动输送，将高温烟气(600～800℃)与熔融铝液(850～950℃)进行相互保温，大幅降低高温烟气和熔融铝液在输运过程中的能量损失，且全自动的出铝及输送过程，大幅减少了劳动工作量，优化了铝电解操作，为铝电解迈向智能化起到了关键性作用。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的输送管道连接铝电解槽和熔铸车间的示意图。

图2为实施例中的输送管道内部结构示意图。

图中标号：21-烟气管，3-自动出铝包，31-出铝管，32-出铝轨道，4-输送管道，41-内管道，42-外管道，100-铝电解槽，101-熔铸车间。

具体实施方式

实施例

参见图1和图2，图示中的输送管道为本发明的一种优选方案，提供了一种铝电解高温烟气和铝包组合输送方案，包括用于输送铝包和高温烟气的输送管道4以及自动出铝包3、出铝管31、出铝轨道32，其中，输运管道4为两层复合结构，包括内外套装的内管道41和外管道42，其中内管道41内部用于铝包输送的管道，分别连接铝电解槽100和熔铸车间101，内部设有铝包自送输送组件，实现自动出铝包将铝电解槽100中的熔融铝液自动输送至熔铸车间101，外管道42套设在内管道41外，与内管道外壁之间形成用于输送高温烟气的环形截面管腔。

关于输送管道4与电解槽之间的连接关系如下：外管道42与烟气管21相连接，烟气管21与铝电解槽上部的集气罩相连接，用于将铝电解槽内部的高温烟气输送至外管道42和内管道41之间的环形管腔；内管道41与出铝管31相连接，出铝管31一端与铝电解槽下部的出铝口相连接，另一端延伸至出内管道内部，内管道41内设有若干自动出铝包3以及用于自动出铝包输送的铝包自动输送组件，自动出铝包3通过铝包自动输送组件移动至出铝管31下方与之对接，电子阀门打开将铝电解槽中的熔融铝液输出到自动出铝包3中，然后自动出铝包3通过铝包自动输送组件移动至熔铸车间实现熔融铝液的转运，在转运过程中，外管道42和内管道41之间充斥的高温烟气与内管道41输送的熔融铝液形成相互保温的作用。

输送管道4的外部通过支架等固定装置设置，以便稳定并固定管道，在输送管道4的外管道42外包裹着一定厚度的保温棉，这样一方面能进一步的减少热损失，另一方面也能很好地保护管道减少人为或自然破坏。输送管道4远离熔铸车间的一端设有封闭门，使内管道和外管道的内部基本上呈封闭状态，封闭门也为检修提供便利，另一端与连至熔铸车间，这样自动出铝包便能直接的将铝液从电解车间运送至熔铸车间，降低了人力人本。

在实际生产中，输送管道4可将多组铝电解槽进行并联，输送管道4可采用多节拼装，每一节输送管道4对应一组铝电解槽，每节输送管道(包括内管道和外管道)的拼接处做好密封处理，防止高温烟气向外泄露或者向内管道内泄露。具体关于管道的拼接及密封处理为常规技术，本实施例在此不做赘述。

具体的，本实施例中的外管道42的壳体采用金属外壳，其管道内部设有由耐火保温材料绕管壁铺设而成的内衬，外管道42与烟气管21相连通，而烟气管21与铝电解槽上部的集气罩连接，这样铝电解槽排出的高温烟气便能对内管道41进行保温作用，另外内衬铺设的耐火保温材料也能减少烟气的热量散失，铝电解产生的高温烟气经过烟气管21、外管道42最后排至烟气处理系统，对烟气进行进一步地处理。烟气处理系统可以是烟气净化排放系统，也可进一步对烟气中的余热进行回收利用的烟气余热回收系统，此均为铝电解技术中的常用技术，本实施例在此不做赘述。

内管道41的壳体同样采用金属外壳，在内管道41与外管道42之间设有一定数量的支架，以对内管道41和外管道42之间进行固定支撑。内管道41的内部设有自动出铝包3、铝包自动输送组件和出铝管31，出铝管31与铝电解槽下部的出铝口相连接，出铝管31的外端设置电子阀门以控制自动出铝，电子阀门与铝电解槽的控制计算机通过信号连接，可根据铝电解槽内部的熔融铝液的液位进行反馈控制。

本实施例中的自动出铝包3为金属外壳，内壁设有由耐火材料制成的内衬，这样可防止高温的熔融铝液对自动出铝包3造成损伤。铝包自动输送组件包括铺设在内管道底部的出铝轨道以及设置在自动出铝包底部的行走机构和定位传感器，可由铝电解槽计算机控制自动完成出铝及铝液输送过程。出铝轨道32沿内管道41的长度方向水平铺设，由铝电解槽所在车间铺至熔铸车间，其主要为自动出铝包3提供运动路径。

本实施例的自动出铝及输送铝液的过程如下：当铝电解槽中的熔融铝液达到一定液位时，铝电解槽的控制计算机控制电子阀门，打开出铝管31，同时铝电解槽的计算机也控制自动出铝包3底部的传动机构，将自动出铝包3运动到相应的出铝管位置进行对接出铝，当铝电解槽铝液液位低于一定液位时，铝电解槽的控制计算机控制电子阀门关闭，出铝结束，然后传动机构将自动出铝包3沿出铝轨道32运至熔铸车间进行进一步加工，自动出铝包3通过定位传感器实现自动定位出铝，关于自动出铝包的行走机构和定位传感器均为常规的铝电解自动出铝控制技术，本实施例在此不做赘述。

以上实施例描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。