专利名称：炼铝用电解槽的冷却方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用火法电解(熔盐电解)、尤其是用霍尔-埃鲁电解法生产铝，以及实施该工业生产方法的设备。更准确地说，本发明涉及电解池的热通量的控制和能够得到这种控制的冷却装置。
背景技术：
金属铝在工业上是用火法电解进行生产，即通过在熔融冰晶石为主要成分的电解熔体中溶解的氧化铝的电解，特别是通过众所周知的霍尔-埃鲁(Hall-Heroult)电解法。电解熔体容纳在电解槽中，电解槽包括一个里面覆盖耐火材料和/或绝缘材料的钢制箱，以及一个位于电解槽底部的阴极装置。阳极局部浸入在电解熔体中。电解池一般指包括一个电解槽和一个或多个阳极的装置。
电解电流通过阳极和阴极件在电解熔体和液态铝层中流动，可以达到大于500kA的电流强度，使氧化铝进行还原反应，也可以通过焦耳效应使电解熔体保持在约950℃的温度。电解池定期供给氧化铝，以补偿电解反应导致的氧化铝的消耗。
电解池一般导向成处于热平衡状态，也就是说，电解池耗散的热量总的来说由电解池中产生的热量加以补偿，所述热量基本来自电解电流。一般来说，不仅从技术观点来看，而且从经济观点来看，热平衡点选择成达到最有利的工作条件。特别是，由于电流效率(或法拉第效率)保持在很高的值，在竞争力最强的工厂大于95％，因此，可以保持最佳规定温度，大大节约铝的生产成本。
热平衡条件取决于电解池的物理参数(例如结构材料的大小和性质或者电解池的电阻)以及电解池的工作条件(例如电解熔体的温度或电解电流的强度)。电解池常常构成和安排成在电解槽侧壁上形成固化电解熔体坡面，这样，尤其可以抑制液态冰晶石对所述壁的涂覆层的腐蚀。
为了在有限的电解槽容积中达到很高的电解电流强度，公知的是，电解池配有专门装置，以便排放和分散电解池产生的热量，可选地是有控制地进行排放和分散。
尤其是，更准确地说，为了有助于形成固化电解熔体坡面，根据美国专利US4087345，公知的是使用一个箱，所述箱配有加强筋和加固骨架，有助于通过周围空气的自然对流冷却电解槽的侧面。这些静态装置不适合于精确控制热通量。
另外，文献EP0047227提出，加强电解槽的绝热，使之配有热管(caloducs)，热管配有热交换器。热管贯穿箱和隔热材料，安装在碳化部分、例如边缘板上。该解决办法实施起来相当复杂，成本也高，电解槽要进行相当重要的改进。
法国专利申请FR2777574(相应于美国专利US6251237)提出一种通过围绕箱局部鼓风冷却电解池的冷却装置。但是，由于冷却剂的固有热容，这种装置很高的效率是有限的。
因为没有足以令人满意的公知的解决方案，所以本申请人旨在提出有效的和适应性强的装置，用于排放和分散电解池产生的热量，这种装置易于安装，不必对电解池尤其是箱进行重大改进，也不必对基础结构进行重大改进，也不必追加工作费用。从现有的工厂和新工厂的使用情况来看，本申请人尤其是研究了可以改变电解池功率的装置，更易适应于不同类型的电解池或者同一类型的电解池的不同工作方式，适合于具有大量串联电解池的工业装置。
发明内容
本发明涉及一种用于生产铝的火法电解池的冷却方法，其中，载热(caloporteur)流体通过与电解池的电解槽接触的全部或部分所述流体的相变吸收所述电解池的热量。
确切地说，在本发明方法中，产生一种“分离载热流体”，例如载热流体液滴，使全部或部分所述载热流体液滴与电解槽的箱相接触，使之全部或部分蒸发。
与箱进行接触的全部或部分所述载热流体液滴蒸发形成的载热流体蒸汽，可以通过自然通风(例如对流)、鼓风或抽吸予以排出。
蒸发从电解池提取热量，这种热量然后与载热流体的蒸气一起排出。载热流体的分离形状可以保持流体蒸发的潜热，直至其与电解槽的箱进行接触。载热流体液滴与箱进行接触变热，至少部分地蒸发，如此产生的蒸气带走一定量的热能，其很大部分相当于流体蒸发的潜热。
因此，本申请人的想法有利于提供与载热流体液滴的蒸发关系密切的热量的很强的吸收能力，以显著增大载热流体的冷却能力。尤其是，在一种气体中分离形状下载热流体的形成，可以获得导热率、大量热量以及比单一气体高的潜热。本申请人还提出，不同的载热流体液滴的分裂也可以产生一种基本均匀的但是不连续的载热流体，尤其是中断载热流体的电连续性，完全保持载热流体的高热容。
在本发明的一个优选实施例中，电解池配有至少一个密封装置，在由电解槽的至少一个箱壁确定的表面附近形成一个密闭空间，在所述空间中产生载热流体液滴。密封装置可选地与箱进行接触。密封装置可选地固定到箱上，或者与之相连接。
本发明还涉及一种炼铝用火法电解池的冷却系统，其特征在于，这种系统包括至少一个用于最好在电解槽的箱附近产生载热流体液滴的装置，以及一个用于使所述载热流体液滴与箱进行接触的装置，以便载热流体液滴全部或部分蒸发。
本发明冷却系统也可以包括用于排放蒸发的载热流体的装置。
在本发明的一个优选实施例中，冷却系统还包括至少一个密封壳体、至少一个载热流体供给装置和至少一个用于在所述壳体中产生所述载热流体液滴的装置。
密封壳体最好安装在箱的侧壁附近。通常布置成距电解槽的箱的表面有一段确定的距离，便于载热流体液滴与箱的确定的表面进行接触。密封壳体可选地固定到箱壁上或者与之相连接。最好安装在箱的侧壁附近。密封壳体可选地固定到箱壁上或者与之相连接。
所述冷却系统适于使用本发明冷却方法。
本发明还涉及用于通过火法电解炼铝的电解池的调节方法，包括本发明电解池的冷却方法。
本发明还涉及用于通过火法电解炼铝的包括本发明冷却系统的电解池。
本发明还涉及使用本发明冷却方法冷却火法电解炼铝电解池。
本发明还涉及使用本发明冷却系统冷却火法电解炼铝电解池。
本发明尤其适用于通过霍尔-埃鲁法生产铝。
本发明可以减小电解池的电解槽的内部耐火层(或者“坩埚”)、尤其是侧壁的厚度，可以增大适于容纳电解熔体的坩埚的内部容积。
图1是使用碳化材料制预热阳极的典型的炼铝用电解池的横向剖视图。
图2是包括本发明优选实施例的冷却系统的电解池的横剖示意图。
图3是本发明优选实施例中冷却系统的一部分的横剖示意图。
图4是配有本发明优选实施例的冷却系统的电解池的电解槽的侧视示意图。
图5是沿图3中截面AA的示意图，示出配有本发明优选实施例的冷却系统的电解池。
具体实施例方式
如图1所示，用于火法电解炼铝的电解池1通常包括一个电解槽20、阳极7和氧化铝供给装置11。阳极通过支承和固定装置8、9连接到一个阳极框架10上。电解槽20包括一个通常用钢制成的金属箱2、内衬层3、4和阴极件5。内衬层3、4一般是用耐火材料制成的部件，可以全部或部分是绝热材料。阴极件5与通常用钢制成的连接杆(或阴极杆)6成一体，导体固定在其上，用于输送电解电流。
衬层3、4和阴极件5在电解槽内部形成一个用于容纳电解熔体13的坩埚以及当电解池工作时形成液态金属层12，在工作期间，阳极7部分地浸入在电解熔体13中。电解熔体含有溶解的氧化铝，一般来说，以氧化铝为主要成分的表面层14覆盖电解熔体。在某些工作方式中，内侧壁3可以覆盖有一层固化电解熔体15。衬层3、4常常由碳化材料边缘板或者以含碳化合物为主要成分的边缘板、例如以SiC为主要成分的耐火材料和耐火内衬材料构成。
电解电流通过阳极框架10、支承和固定装置8、9、阳极7、阴极件5和阴极杆6通入电解熔体13。
在电解期间产生的金属铝通常积累在电解槽的底部，在液态金属12和以熔融冰晶石13为主要成分的电解熔体之间存在相当明显的界面19。这种电解熔体-金属界面的位置可以随时间而变化随着液态金属聚集在电解槽底部而上升，当液态金属从电解槽提取时就降低。
多个电解池在电解间一般布置成一排，用连接导体进行串联。确切地说，称为“上游”的电解槽的阴极杆6与称为“下游”的电解槽的阳极7，通常通过连接导体16、17、18以及阳极7的支承和连接装置8、9、10进行电连接。电解池通常布置成形成平行的两列或多列。因此，电解电流从下述电解池串级通过。
阳极7通常用碳化材料制成，也可以全部或者部分地由称为“惰性的”非自耗材料、例如金属材料或者陶瓷/金属合成材料(即“金属陶瓷”)构成。
根据本发明，用于火法电解炼铝的电解池1的冷却方法，所述电解池1包括一个电解槽20，电解槽20具有一个金属箱2，金属箱2具有侧壁21、22和至少一个底壁23，所述电解槽20用于容纳电解熔体13和液态金属层12，其特征在于，这种冷却方法包括—产生载热流体液滴，—使载热流体液滴全部或部分地与箱2接触，以便全部或部分载热流体液滴蒸发。
全部或部分载热流体液滴蒸发，使箱的热量朝载热流体转移，因而从箱提取热量，使之冷却。
最好，使所述载热流体液滴与箱2的一个确定的表面107进行接触，这样，可以在热平面上选择最合适的表面，从而在某些条件下提高电解槽的冷却效率。
与箱2或者与箱的一个确定的表面107的接触是一种热接触，在于通过全部或部分载热流体液滴的蒸发从箱提取热能。
载热流体液滴可以通过不同的方式与箱进行接触，确切地说，与箱的外表面进行接触，例如通过箱附近的密封，通过管道系统，通过喷射，或者这些方法相结合。
根据本发明的一个优选实施例，用于火法电解炼铝的电解池1的冷却方法的特征在于，电解池1还配有至少一个“密封装置”101，用于在箱2的至少一个壁21、22、23、最好是箱2的至少一个侧壁21、22的一个确定的表面107附近形成一个密闭空间102，它包括在所述空间102产生载热流体液滴，使全部或部分所述载热流体液滴与所述表面107进行接触。
所谓“附近”，是指通常小于20厘米、甚至小于10厘米的一段距离。
载热流体液滴密闭在箱的一部分附近的确定的容积中，可以限制和控制所述载热流体液滴的扩散。
通常，同箱2的壁21、22、23之一相距一段确定的距离D产生载热流体液滴，也就是说，一个或多个分离的载热流体的产生区域同所述壁相距一段确定的距离D。载热流体于是通常在液态情况下前进，直至所述确定的距离D。载热流体液滴最好在电解槽臂的箱附近形成，以免在其和所述壁接触蒸发前凝聚(或附聚)，也就是说，确定的距离最好小(最好小于约20厘米，甚至最好小于10厘米)。所述产生区域通常确定在一个或多个密闭壳体101中。
载热流体液滴可以连续产生或断断续续产生。所述载热流体液滴的生产率可以是变化的。冷却方法最好包括对所述载热流体液滴生产率的控制。载热流体液滴的单位体积比因此可以有控制地进行变化。本发明的该实施例可以很好地控制电解池的热量排出。
所述载热流体液滴的大小通常为0.1至5毫米，最好为1至5毫米之间。尺寸小于约0.1毫米的载热流体液滴的缺陷是，在与箱进行接触前容易被周围空气的运动带走，或者被蒸发的载热流体液滴可能的排出流带走。
在本发明的一个有利的实施例中，载热流体液滴形成一种雾，最好是浓密的雾，以便载热流体液滴蒸发，提高冷却效率。
有利的是，通常从液相开始，通过所述载热流体的雾化作用产生所述载热流体液滴。可以使用至少一个喷管进行这种雾化。
载热流体有利的是水，因为这种物质具有很高的蒸发潜热。所述水最好是纯净水，以便减小其导电率，限制在箱壁上的沉积，沉积在箱壁上会降低冷却效率。这种净化最好在上游借助于一个处理塔113进行。净化通常包括一道水的消除电离作用的工序。最好，每升纯净水总计含有小于10微克的离子量(阴离子和阳离子)，甚至最好每升水小于1微克。
在本发明的一个优选实施例中，密闭装置101具有至少一个壳体，也就是说，借助于至少一个壳体101限制载热流体。所述壳体同箱壁相距一段确定的距离加以布置。该实施例可以增大所述载热流体液滴和箱表面最好是箱的确定的表面107之间的物理接触，阻止其在围绕电解槽20的空间中的耗散。密闭壳体101通常具有一个确定的内部空间或容积102，但是它最好是开启的，通常在箱侧开启。可选地是，可以各别地控制每个密闭壳体101中载热流体液滴的形成比率。
密闭装置101可以连接或固定到箱2上，或者与之相连。
最好使所述壳体101配置成跨接电解熔体13和液态金属层12之间的界面19的平均高度，也就是说，位于所述界面的平均高度的两边。
另外，本发明冷却方法可以包括排出由于全部或部分所述载热流体液滴与箱2接触尤其是与所述确定的表面107相接触而蒸发所形成的载热流体的全部或部分蒸气。这种排出可以通过自然通风、抽吸、鼓风或者这些方法的结合来进行。载热流体的蒸气通常连续排出。
蒸发的载热流体最好通常通过抽吸或鼓风引向一个远离电解槽的地方，可以是同一工作间或者工作间之外的地方，或者载热流体可以冷却，使载热流体的蒸气冷凝，再引入冷却系统。
有利的是，当本发明方法包括排出载热流体的蒸气时，载热流体液滴与载体气体混合，以便排出蒸发的载热流体，并便于蒸发可能产生的载热流体的冷凝液。载体气体可以附加到所述载热流体液滴。载体气体最好用于通过雾化产生载热流体液滴。为此，载体气体可以在压缩状态下前送。载体气体通常是空气，但是在本发明范围内可以使用其它气体或者气体混合物。
在本发明的一个优选实施例中，所述方法包括使载热流体在一个开启或封闭的回路中流通，所述回路具有—一个第一部分，用于供给载热流体，即用于提供通常处于液态的载热流体并使之朝载热流体液滴的一个或多个产生区域进行输送；—一个第二部分，用于通常在所述密闭空间形成载热流体液滴，并用于使分离的载热流体与箱接触，以便全部或部分地进行蒸发；—一个第三部分，用于排出蒸发的载热流体。
实际上，排出的载热流体通常包括蒸气和一些未蒸发的细小载热流体液滴。可以含有同箱相距一定距离进行回收的所述载热流体的冷凝液。
根据本发明，用于火法电解炼铝的电解池1的冷却系统100，所述电解池1包括一个电解槽20，电解槽20具有一个金属箱2，金属箱2具有侧壁21、22和至少一个底壁23，所述电解槽20用于装电解熔体13和液态金属层12，其特征在于，它包括至少一个用于通常在电解池1的箱2附近产生载热流体液滴的装置103，以及一个用于使全部或部分所述载热流体液滴与箱2接触使之全部或部分蒸发的装置101。
在本发明的一个优选实施例中，用于火法电解炼铝的电解池1的冷却系统100，其特征在于，它还包括一至少一个密闭壳体101，与箱2的至少一个壁21、22、23相距一段确定的距离，—载热流体供给装置105、111、112、113、114，
—至少一个用于在所述壳体中产生载热流体液滴的装置103，以便全部或部分所述载热流体液滴与箱2进行接触。
密闭壳体101通常位于箱2的壁21、22、23附近，或者与箱2进行接触。它们最好布置在所述箱2的至少一个侧壁21、22附近，或者与之进行接触。所谓“附近”，是指通常小于20厘米、甚至小于10厘米的一段确定的距离。
密闭壳体101可以连接或固定到箱2上，或者与之相连。
每个密闭壳体101形成一个通常为确定的内部容积的密闭空间102。密闭壳体101最好通常在箱2一侧是开启的，以便在箱和载热流体液滴之间进行热交换。密闭壳体101尤其是可以在其上部101a和/或其下部101b是开启的。
所述系统有利地具有多个密闭壳体101，这些密闭壳体围绕箱2分布，最好分布在箱2的侧壁21、22上。每个密闭壳体101最好布置成跨接电解熔体13和液态金属层12之间的界面19的平均高度。在这种情况下，每个壳体通常布置成基本对称于界面的平均高度(平均高度19以上的高度H1和平均高度19以下的高度H2因此基本相等)。
密闭壳体101的平均深度P通常小于20厘米。在表面107一侧到壳体的高度通常为20至100厘米之间，甚至为20至80厘米之间。密闭壳体101的宽度L小于或等于加强筋25在之间的间隔E；它们也可以与所述加强筋合成一体或纳入所述加强筋。由壳体覆盖的确定的表面107通常为0.2至1平方米之间，更典型地为0.3至0.5平方米之间。
用于产生载热流体液滴的装置103有利地是一个雾化装置。该装置通常具有至少一个喷管，例如雾化喷管。
密闭壳体可以包括一个或多个用于产生载热流体液滴的装置103。
所述一个或多个雾化装置103和金属浴界面的平均高度190之间的偏差ΔH可以为正、零或负，也就是说，喷嘴可以位于界面的液面之上或之下，或者与所述界面相同的高度。
载热流体供给装置105、111、112、113、114通常包括输送装置105、111、112、114、例如导管和一个处理塔113。输送装置通常包括一个分配管111、一个电绝缘管112和一个载热流体供给管114。
本发明系统还有利地包括至少一个向每个密闭壳体101供给载体气体可以是压缩载体气体的装置104、110、例如导管。本发明系统最好还具有一个用于借助于所述载体气体产生所述载热流体液滴的装置108、例如混合器。
本发明冷却系统有利地具有至少一个用于控制载热流体液滴生产率的装置109。
本发明冷却系统有利地包括用于排放与箱2进行接触的全部或部分蒸发的载热流体的装置106、120、121、122、123、124。排放装置可以排放由于全部或部分所述载热流体液滴和所述表面107接触而蒸发所形成的载热流体的蒸气。
排放装置106、120、121、122、123、124通常包括管道装置，适于在全部或部分所述载热流体液滴与箱2接触蒸发以后排放全部或部分载热流体的蒸气。尤其是，所述排放装置通常包括排放导管106、120、121、124和一个抽吸或鼓风装置123。排放导管通常包括一个集流管120、一个电绝缘管121和一个出口管124。抽吸或鼓风装置123通常是一个通风机。这些装置也可以包括一个用于使悬浮的载热流体液滴冷凝的冷凝器122。这种冷凝尤其可以回收载热流体，使之再引入到冷却系统中。冷凝器最好包括冷凝的载热流体的冷却装置，以便能够以确定的温度再引入到冷却系统中，所述确定的温度一般明显低于蒸发温度。最好在某些排放导管中(尤其是在集流管120中)配置便于可能产生的载热流体冷凝液流动和排放的装置、例如斜坡装置。排放导管可以包括一个集流管106，集流管106可以布置在壳体的上部101a或下部101b。
本申请人估算，一个350kA的电解槽所需的密闭壳体的数量在约30至60之间。提供给每个壳体的液态载热流体的量通常为25至125升/小时。与箱接触而有效蒸发的载热流体液滴的百分率为20％至60％之间。排出的热功率通常在5至25kW/m2之间。本申请人还估计，如果使用载体气体，则每个壳体的载体气体流量有利地在25Nm3/h至150Nm3/h之间。
数字标号1电解池2箱3侧面内衬层4底部内衬层5阴极件6连接杆或阴极杆7阳极8阳极支承装置(通常为多脚)9阳极支承和固定装置(杆)10 阳极框架11 氧化铝供给装置12 液态金属层13 电解熔体14 氧化铝表面层(或外层)15 固化熔体层16 连接导体(上升)17 连接导体(集流)18 连接导体19 液态金属层和电解熔体之间的界面20 电解槽21 箱的侧壁22 箱的端部侧壁23 箱的底壁
25箱的加强筋100 冷却系统101 密闭壳体101a 密闭壳体的上部101b 密闭壳体的下部102 密闭空间103 用于产生载热流体液滴的装置104 导管105 导管106 集流管107 冷却表面108 混合器109 载热流体液滴生产率的控制装置110 载体气体供给导管111 分配导管112 绝缘导管113 处理塔114 载热流体供给导管120 集流管121 绝缘导管122 冷凝器123 抽吸或鼓风装置124 出口管
权利要求
1.一种用于火法电解炼铝的电解池(1)的冷却方法，所述电解池(1)包括一个电解槽(20)，电解槽具有一个金属箱(2)，金属箱具有侧壁(21，22)和至少一个底壁(23)，所述电解槽(20)用于容纳一种电解熔体(13)和一个液态金属层(12)，其特征在于，这种冷却方法包括—产生载热流体液滴，—使载热流体液滴全部或部分地与箱(2)接触，以便使全部或部分的载热流体液滴蒸发。
2.根据权利要求1所述的冷却方法，其特征在于，通过箱附近的密闭、通过管道系统、通过喷射或者通过这些方法的结合，使所述载热流体液滴与箱(2)进行接触。
3.根据权利要求1或2所述的冷却方法，其特征在于，使所述载热流体液滴与箱(2)的一个确定表面(107)进行接触。
4.根据权利要求1至3之一所述的冷却方法，其特征在于，电解池(1)配有至少一个密闭装置(101)，用于在箱(2)的至少一个壁(21，22，23)的一个确定的表面(107)附近或者与之相接触地形成一个密闭空间(102)，这种冷却方法包括在所述空间(102)产生载热流体液滴，以便使全部或部分所述载热流体液滴与所述表面(107)进行接触。
5.根据权利要求4所述的冷却方法，其特征在于，密闭装置(101)在箱(2)的至少一个侧壁(21，22)的一个确定表面(107)的附近、或者与之进行接触地形成一个密闭空间(102)。
6.根据权利要求4或5所述的冷却方法，其特征在于，密闭装置(101)连接或固定到箱(2)上，或者与之相连。
7.根据权利要求1至6之一所述的冷却方法，其特征在于，通过所述载热流体的雾化产生所述载热流体液滴。
8.根据权利要求7所述的冷却方法，其特征在于，使用至少一个喷管进行所述雾化。
9.根据权利要求1至8之一所述的冷却方法，其特征在于，所述载热流体是水。
10.根据权利要求9所述的冷却方法，其特征在于，水是纯净水。
11.根据权利要求1至10之一所述的冷却方法，其特征在于，使所述载热流体液滴与一种载体气体混合。
12.根据权利要求11所述的冷却方法，其特征在于，使用所述载体气体通过雾化产生所述载热流体液滴。
13.根据权利要求11或12所述的冷却方法，其特征在于，所述载体气体是空气。
14.根据权利要求1至13之一所述的冷却方法，其特征在于，它包括控制载热流体液滴的生产率。
15.根据权利要求1至14之一所述的冷却方法，其特征在于，所述载热流体液滴的大小为0.1至5毫米，最好为1至5毫米之间。
16.根据权利要求1至15之一所述的冷却方法，其特征在于，载热流体液滴形成一种雾。
17.根据权利要求1至16之一所述的冷却方法，其特征在于，与箱(2)的一个壁(21，22，23)相距一个确定的距离D产生载热流体液滴，所述距离小于20厘米，以便在所述载热流体液滴与所述壁接触前，限制其凝聚。
18.根据权利要求1至17之一所述的冷却方法，其特征在于，密闭装置(101)具有至少一个壳体。
19.根据权利要求18所述的冷却方法，其特征在于，使所述壳体(101)布置成跨接电解熔体(13)和液态金属层(12)之间的界面(19)的平均高度。
20.根据权利要求1至19之一所述的冷却方法，其特征在于，它还包括排放由于全部或部分所述载热流体液滴与箱(2)接触而蒸发所形成的全部或部分的载热流体蒸气。
21.根据权利要求20所述的冷却方法，其特征在于，通过自然通风、抽吸、鼓风或者这些方法的结合排放所述蒸气。
22.一种用于火法电解炼铝的电解池(1)的冷却系统，所述电解池(1)包括一个电解槽(20)，电解槽(20)具有一个金属箱(2)，金属箱(2)具有侧壁(21，22)和一个底壁(23)，所述电解槽(20)用于容纳电解熔体(13)和液态金属层(12)，其特征在于，它包括至少一个用于产生载热流体液滴的装置(103)、和一个用于使全部或部分所述载热流体液滴与箱(2)进行接触而使之全部或部分蒸发的装置(101)。
23.根据权利要求22所述的冷却系统(100)，其特征在于，它还包括—至少一个密闭壳体(101)，与箱(2)的至少一个壁(21，22，23)相距一段确定的距离，—载热流体供给装置(105，111，112，113，114)，—至少一个用于在所述壳体中产生载热流体液滴的装置(103)，以便全部或部分所述载热流体液滴与箱(2)进行接触。
24.根据权利要求23所述的冷却系统(100)，其特征在于，所述密闭壳体或每个密闭壳体(101)与箱(2)的至少一个侧壁(21，22)相距小于20cm的一个确定距离。
25.根据权利要求23或24所述的冷却系统(100)，其特征在于，每个密闭壳体(101)布置成跨接电解熔体(13)和液态金属层(12)之间的界面(19)的平均高度。
26.根据权利要求23至25之一所述的冷却系统(100)，其特征在于，它具有多个围绕箱(2)分布的密闭壳体(101)。
27.根据权利要求23至26之一所述的冷却系统(100)，其特征在于，载热流体供给装置(105，111，112，113，114)包括输送装置(105，111，112，114)和一个处理塔(113)。
28.根据权利要求22至27之一所述的冷却系统(100)，其特征在于，所述用于产生载热流体液滴的装置是一个雾化装置。
29.根据权利要求28所述的冷却系统(100)，其特征在于，雾化装置(103)具有至少一个喷管。
30.根据权利要求29所述的冷却系统(100)，其特征在于，所述喷管是一个雾化喷管。
31.根据权利要求22至30之一所述的冷却系统(100)，其特征在于，它还包括至少一个用于向每个密闭壳体(101)供给载体气体的装置(104，110)。
32.根据权利要求31所述的冷却系统(100)，其特征在于，它还具有一个用于借助于所述载体气体产生所述载热流体液滴的装置(108)。
33.根据权利要求22至32之一所述的冷却系统(100)，其特征在于，它具有至少一个用于控制所述载热流体液滴的生产率的装置(109)。
34.根据权利要求22至33之一所述的冷却系统(100)，其特征在于，它包括用于排放全部或部分蒸发的载热流体的装置(106，120，121，122，123，124)。
35.根据权利要求34所述的冷却系统(100)，其特征在于，排放装置(106，120，121，122，123，124)包括排放导管(106，120，121，124)和一个抽吸或鼓风装置(123)。
36.根据权利要求34至35所述的冷却系统(100)，其特征在于，排放装置(106，120，121，122，123，124)包括一个用于使悬浮的载热流体液滴冷凝的冷凝器(122)。
37.根据权利要求1至21之一所述的冷却方法的应用，用于火法电解炼铝的电解池的冷却。
38.根据权利要求22至36之一所述的冷却系统的应用，用于火法电解炼铝的电解池的冷却。
39.用于火法电解炼铝的电解池的调节方法，包括根据权利要求1至21之一所述的所述电解池的冷却方法。
40.用于火法电解炼铝的电解池，它包括根据权利要求22至36之一所述的冷却系统。
全文摘要
本发明涉及用于火法电解炼铝的电解池(1)的冷却方法，在与电解池(1)的电解槽的箱(2)的至少一个壁的一个确定表面相接触的一个密闭容积中产生载热流体液滴，使全部或部分所述载热流体液滴通过与箱(2)接触而蒸发，从所述表面带走热量。本发明还涉及实施冷却方法的冷却系统。本发明通过载热流体液滴的蒸发可获得高效率的冷却。
文档编号F25D1/00GK1665963SQ03816099
公开日2005年9月7日 申请日期2003年7月7日 优先权日2002年7月9日
发明者洛朗·菲奥, 克洛德·旺沃雷恩, 艾里-皮埃尔·拉马兹, 贝尔纳·埃格吕南, 让-吕·巴斯坎 申请人:皮奇尼铝公司