铝电解槽低温余热回收利用系统的制作方法

本实用新型涉及余热回收利用系统，尤其涉及铝电解槽低温余热回收利用系统。

背景技术：
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电解铝行业属于高耗能行业，目前电解铝生产能源利用率不到50％，电能除一部分用于电解反应生产出电解铝外，其它一半以上以热散失的形式损失掉。损失的热量通过电解槽的不同部位散发到外围空间，其中一部分以低温烟气形式排放到大气中，所含的余热资源被白白浪费掉，烟气带走的热量大致占整个槽体系支出的15％-30％。虽然电解槽容量不同，但是在一般情况下电解槽的烟气系统基本相同，每台槽子的烟气分别通过槽体系本身的支气烟气管，汇总进入地下烟道，然后送入除尘系统，经过除尘净化后的烟气最后由引风机抽到烟囱后排出，电解铝生产过程中生产的低温烟气温度一般为85℃-140℃，回收利用这部分余热能够开创电解铝行业节能减排工作的新局面，而低温烟气余热技术是一种有效的节能途径。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是为了解决现有铝电解槽生产过程中大量低温烟气被排放到大气中，其中所含的余热资源被白白浪费掉的问题，提供一种铝电解槽低温余热回收利用系统。

本实用新型的目的由如下技术方案实施，铝电解槽低温余热回收利用系统，其包括电解槽地下烟道、收尘装置和排烟装置，所述电解槽地下烟道的烟气出口与所述收尘装置的烟气入口连通，所述收尘装置的烟气出口与所述排烟装置的烟气入口连通；

其还包括吸收式热泵机组、烟气换热器和锅炉；

所述吸收式热泵机组中取热器的烟气入口与所述电解槽地下烟道通过第一烟气支管连通，所述取热器的烟气出口与所述电解槽地下烟道通过第二烟气支管连通，在所述第一烟气支管或所述第二烟气支管上设有循环泵；所述吸收式热泵机组中再热器的热介质出口与热站连接，所述吸收式热泵机组中加热器的进水口与热站回水连接；

所述烟气换热器设于电解槽地下烟道内，所述烟气换热器包括支撑架和固定设于所述支撑架上的蛇形管，所述蛇形管的进水口连接水源，所述蛇形管的出水口分别与所述热站和所述锅炉的进水口连接；在所述支撑架的下方设有行走轮，在所述电解槽地下烟道内设有与所述行走轮对应的轨道，所述行走轮支撑于所述轨道上，并可沿所述轨道行走，方便所述换热器进出所述电解槽地下烟道，便于所述烟气换热器的布置与检修；

所述锅炉的排汽口与所述吸收式热泵机组中浓缩器的驱动热源入口连接。

进一步的，在所述第一烟气支管与所述第二烟气支管之间的所述电解槽地下烟道内设有阀门。

进一步的，所述烟气换热器设置于所述第一烟气支管上游或所述第二烟气支管下游的所述电解槽地下烟道内。

本实用新型的优点：

1、本实用新型利用锅炉蒸汽作为吸收式热泵机组的驱动热源，回收利用来自铝电解槽烟气中的低温余热，并将该热量转换为中温热水，结构简单，设备投资少，回收了低温余热，有效减少了资源浪费；而且进入锅炉内的来水首先经过烟气换热器的换热，提高了烟气的热利用率。

2、本实用新型中烟气换热器结构简单，蛇形管外无壳体包覆，便于清理蛇形管壁上的积灰；烟气换热器可沿轨道滑动，方便了安装于检修。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1铝电解槽低温余热回收利用系统结构示意图；

图2为实施例1中烟气换热器结构示意图；

图3为图2的A-A视图；

图4为实施例1中吸收式热泵机组结构示意图。

图中：电解槽地下烟道1，收尘器2，烟囱3，吸收式热泵机组4，烟气换热器5，锅炉6，取热器7，第一烟气支管8，第二烟气支管9，阀门10，循环泵11，再热器12，加热器13，蛇形管14，行走轮15，轨道16，浓缩器17，热站18，水源19，支撑架20。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

铝电解槽低温余热回收利用系统，其包括电解槽地下烟道1、收尘器2、烟囱3、吸收式热泵机组4、烟气换热器5和锅炉6；电解槽地下烟道1的烟气出口与收尘器2的烟气入口连通，收尘器2的烟气出口与烟囱3的烟气入口连通；

吸收式热泵机组4中取热器7的烟气入口与电解槽地下烟道1通过第一烟气支管8连通，取热器7的烟气出口与电解槽地下烟道1通过第一烟气支管8连通，在第一烟气支管8与第二烟气支管9之间的电解槽地下烟道1内设有阀门10；在第一烟气支管8上设有循环泵11；吸收式热泵机组4中再热器12的热介质出口与热站18连接，吸收式热泵机组4中加热器13的进水口与热站18回水连接；

烟气换热器5设置于第二烟气支管9下游的电解槽地下烟道1内；烟气换热器5包括支撑架20和固定设于支撑架20上的蛇形管14，蛇形管14的进水口连接水源19，蛇形管14的出水口分别与热站18和锅炉6的进水口连接；在支撑架20的下方设有行走轮15，在电解槽地下烟道1内设有与行走轮15对应的轨道16，行走轮15支撑于轨道16上，并可沿轨道16行走，方便换热器进出电解槽地下烟道1，便于烟气换热器5的布置与检修；

锅炉6的排汽口与吸收式热泵机组4中浓缩器17的驱动热源入口连接。

工作原理：

关闭阀门10，烟气换热器5中的供水经换热后，一部分供给热站18，另一部分供给锅炉6产生蒸汽，吸收式换热泵机组以锅炉6蒸汽作为驱动热源，加热器13与浓缩器17中的连通部分填充有溴化锂溶液；

取热器7内一直保持负压状态，利用水在一定的低压环境下，便会低温沸腾、气化的原理，将水变为水蒸气。然后，将水蒸气引入到加热器13，再以溴化锂溶液喷淋，利用溴化锂溶液强大吸水性的特性，其吸收水蒸气会产生大量的热，将加热器13中循环管路的水加热，使其温度升高。

浓缩器17的作用是对吸收水蒸气后的溴化锂稀溶液进行浓缩，重新得到具有强大吸水性的溴化锂浓溶液。

再热器12是利用浓缩器17内蒸汽加热浓缩溴化锂稀溶液变成溴化锂浓溶液而蒸发出来的二次乏汽，对上述循环管路中经过加热器13加热后的热水进行再加热，从而达到更高的温度。

具体的可划分为如下过程：

过程一：余热热量的提取

在负压的取热器7内，利用水在负压状态下沸点降低的原理，来自再热器12的蒸汽凝水喷淋在取热器7内低温蒸发，凝水吸收烟气余热，蒸发汽化产生蒸汽进入加热器13，完成余热热量的提取过程。

过程二：余热热量的转移

在加热器13内，利用溴化锂浓溶液的吸水放热性能，来自浓缩器17的溴化锂浓溶液分布在加热器13换热管外部，吸收来自供暖换热器的水蒸汽，溶液的温度迅速升高，加热换热管内需要提高温度的热媒，实现了低温热源的热量向被加热热媒转移，同时溴化锂溶液由浓变稀，不再具有吸水性，需要浓缩后循环使用。

过程三：工质浓缩

在浓缩器17内，利用驱动热源的热量，对来自加热器13的溴化锂稀溶液进行浓缩，产生的浓溶液继续回到加热器13内继续吸收水蒸汽加热供热水，溶液浓缩产生的高温二次蒸汽去再热器12。

过程四：二次蒸汽再加热

在再热器12内，利用来自浓缩器17的高温二次蒸汽凝结潜热的热量，对来自加热器13的经过一次加热的热媒进行再次加热，最终达到所需温度的热媒，供给热站18；蒸汽凝结成为凝水输送到蒸发器继续进行循环蒸发。

热站18可继续为用户供暖或为电站输送热能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。