烟气余热干燥电解铝原料装置的制作方法

1.本实用新型属于电解铝技术领域，涉及一种烟气余热干燥电解铝原料装置。


背景技术：

2.电解铝就是通过电解得到的铝。电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，通入强大的直流电后，在950℃
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970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。
3.生产电解铝的原料为氧化铝，氧化铝具有易吸潮而不潮解的特性，所以氧化铝可以作为干燥剂使用；而在电解铝生产过程中需要对氧化铝进行烘干、干燥。
4.基于氧化铝不易干燥的特性，干燥时往往烘干的时间较长，烘干需要大量的能源；而在电解时电解槽中排出的烟气具有较高的温度，其主烟管道的烟气温度高达100-200℃，直接排放造成很大的能源浪费。因此，需要开发一种烟气余热干燥电解铝原料装置。


技术实现要素：

5.为了克服背景技术中的不足，本实用新型提供一种烟气余热干燥电解铝原料装置，目的在于，利用电解铝的主烟管道中的热量，设置热交换器，将热交换器采集的热量传递给干燥室，用来干燥电解铝的原料，从而起到节约能源的作用。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种烟气余热干燥电解铝原料装置，包括干燥室、第一热交换器、循环泵和导热液管路；
8.所述导热液管路设置在干燥室内部和外部，分为室外管路和室内管路，室外管路依次串联第一热交换器、室内管路、循环泵后，再与第一热交换器连通形成循环管路，所述循环管路用于通过液体在其内部循环流动，将第一热交换器收集的热量传递给干燥室的室内管路；
9.所述循环泵用于驱动所述循环管路内的液体流动；
10.所述室内管路设置在干燥室内，用于通过其管壁散热，加热干燥室内的空气；
11.所述干燥室用于容纳待干燥的电解铝原料，其侧壁开设有供空气进出的进气口和出气口，用于通过空气的流动，干燥所述电解铝原料；
12.所述第一热交换器设置在高温的烟气管道中，其内部设有第一热交换管道，第一热交换管道串联在所述循环管路中，用于通过与高温烟气热交换，加热所述循环管路内的液体。
13.进一步地，还包括第二热交换器；所述第二热交换器设在高温的烟气管道中，其内部设有第二热交换管道；第二热交换管道串联在所述循环管路中，其两端分别连通室内管路和循环泵，用于通过与高温烟气热交换，加热从室内管路出来的管道中的液体。
14.进一步地，还包括第三热交换器；所述第三热交换器设在干燥室的进气管道中，其内部设有第三热交换管道；第三热交换管道串联在所述循环管路中，其两端分别连通第二
热交换管道和循环泵，用于通过与待进入干燥室的空气进行热交换，将第三热交换器的热量传递给进入干燥室的空气。
15.进一步地，所述第一热交换管道在第一热交换器中呈曲折蜿蜒状，用于增大热交换面积；其进液口和出液口均伸出第一热交换器外，用于第一热交换管道在第一热交换器的外部连接所述循环管路。
16.进一步地，所述室内管路包括进液管、出液管和水平管；
17.所述出液管和进液管分别贴靠在干燥室的左右侧壁下部，纵向平行排布，分别用于所述循环管路中的液体进入和流出干燥室；
18.所述水平管有多个，每个水平管均贴靠在干燥室的顶部，其两端分别连通进液管和出液管，用于通过多个水平管并联排布，增大室内管路的热交换面积。
19.进一步地，所述导热液管路中流动的液体为水或油。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
21.本实用新型利用电解铝的主烟管道中的热量，设置热交换器，将热交换器采集的热量传递给干燥室，用来干燥电解铝的原料，从而起到节约能源的作用；通过热交换器进行传热，避免了烟气污染，从而起到清洁环保的作用。
附图说明
22.图1为本实用新型的实施例1的管路连接结构示意图；
23.图2为本实用新型的实施例1的干燥室剖面结构示意图；
24.图3为本实用新型的实施例1的第一热交换器内部结构示意图；
25.图4为本实用新型的实施例2的管路连接结构示意图。
26.图中：1干燥室、11干燥室进气口、12干燥室出气口、2第一热交换器、 211进液口、212出液口、3第二热交换器、4第三热交换器、5循环泵、6导热液管路、61室外管路、62室内管路、621进液管、622出液管、623水平管、 63液体流动方向、7主烟气管道、71烟气流动方向。
具体实施方式
27.下面结合本实用新型的附图，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优选实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.实施例1：请参阅图1-3；
29.本实用新型提供如下技术方案：一种烟气余热干燥电解铝原料装置，包括干燥室1、第一热交换器2、循环泵5和导热液管路6；
30.所述导热液管路6设置在干燥室1内部和外部，分为室外管路61和室内管路62，室
外管路61依次串联第一热交换器2、室内管路62、循环泵5后，再与第一热交换器2连通形成循环管路，所述循环管路用于通过液体在其内部循环流动，将第一热交换器2收集的热量传递给干燥室1的室内管路62；
31.所述循环泵5用于驱动所述循环管路内的液体流动；
32.所述室内管路62设置在干燥室内，用于通过其管壁散热，加热干燥室1 内的空气，包括进液管621、出液管622和水平管623；
33.所述出液管622和进液管621分别贴靠在干燥室1的左右侧壁下部，纵向平行排布，分别用于所述循环管路中的液体进入和流出干燥室1；所述水平管 623有多个，每个水平管623间隔300mm，并列平行的贴靠在干燥室1的顶部，其两端分别连通进液管621和出液管622，用于通过多个水平管623并联排布，增大室内管路62的热交换面积。
34.所述干燥室1用于容纳待干燥的电解铝原料，其侧壁开设有供空气进出的进气口11和出气口12，用于通过空气的流动，干燥所述电解铝原料；
35.所述第一热交换器2设置在高温的烟气管道中，其内部设有第一热交换管道，第一热交换管道在第一热交换器2中呈曲折蜿蜒状，用于增大热交换面积，其进液口211和出液口212均伸出第一热交换器2外，串联在所述循环管路，用于通过与高温烟气热交换，加热所述循环管路内的液体。
36.所述导热液管路6中流动的液体为水。
37.本实施例工作原理为，第一热交换器2在高温的烟气管道中，其曲折蜿蜒的第一热交换管道被气流吹过，通过其管壁与气流进行热交换，加热第一热交换管道中的水；通过所述循环管路将热水输送至干燥室1的室内管路62，经过室内管路62中的多个并联水平管623散热，将热量传递给干燥室1的空气，提高干燥室1的温度，温度上升导致湿品(氧化铝)水分蒸发，从而进行干燥作业；水从出液管622流出后温度下降，再经循环泵5驱动重新流入第一热交换器2，使得水呈循环流动，从而连续、不间断的进行干燥作业。
38.使用时，启动循环泵5，驱使水在所述循环管路中循环流动，通过水的流动，将第一热交换器2从高温的烟气管道中采集的热量传递给室内管路62的多个并联水平管623，多个水平管623通过管壁散热，加热干燥室1进行干燥作业。
39.需要说明的是：
40.1.热液管路6上自带有多个阀门，阀门能够切断循环管路中的水的流动或恢复流动，并保持水流动的压力均衡，使得水的循环流动是可控的。
41.2.第一热交换器2通过高温的烟气加热后的温度，取决于第一热交换器2 的位置；主烟管道的温度在100-200℃，越靠近电解槽的烟气温度越高，越远离电解槽的烟气温度越低，因此，第一热交换器2设置在靠近电解槽的烟气管道中，则温度较高，反之温度低。本实施例的第一热交换器2设置在距离电解槽较远的位置，主烟管道的温度在100℃左右，因此导热液管路6中流动的液体为水，加热后的水不会导致水蒸发产生蒸汽。
42.本实施例优点在于：
43.1.高温烟气、循环管路中的水、干燥室1的空气三者互不接触，通过导热液管路6的集热和散热进行热传递，避免了烟气的污染，使得干燥室1处于清洁生产状态。
44.2.本实施例的热介质是水，安全清洁，节能且经济。
45.3.由于本实施例的热能采用电解铝的烟气余热，不增加新的能耗，使得干燥电解
铝的原料(氧化铝)作业可以长时间进行，能源消耗较少，因此，不仅能够加热干燥室1，其另一种实施方式是将所述室内管路62设置在储存产品、原料的仓库，使得仓库保持高温状态，从而减小空气湿度，保持产品、原料的干燥存放。
46.因此，本实施例利用电解铝的主烟管道中的热量，设置热交换器，将热交换器采集的热量传递给干燥室，用来干燥电解铝的原料，不仅节省能耗，还非常清洁环保。
47.实施例2：请参阅图4；
48.一种烟气余热干燥电解铝原料装置，与实施例1不同之处在于：
49.还包括第二热交换器3和第三热交换器4；
50.所述第二热交换器3设在高温的烟气管道中，其内部设有第二热交换管道；第二热交换管道串联在所述循环管路中，其两端分别连通室内管路62和第三热交换管道，用于通过与高温烟气热交换，加热从室内管路62出来的管道中的液体，并将热量传递给第三热交换器4；
51.所述第三热交换器4设在干燥室1的进气管道中，其内部设有第三热交换管道；第三热交换管道串联在所述循环管路中，其两端分别连通第二热交换管道和循环泵5，用于通过与待进入干燥室1的空气进行热交换，将第三热交换器4的热量传递给进入干燥室1的空气。
52.所述导热液管路6中流动的液体为油。
53.使用时，与实施例1不同之处在于：流经室内管路62的油进入第二热交换器3的第二热交换管道再次加热，导致第三热交换器4的温度较高，能够加热进入干燥室1的空气，然后流经第三热交换器4的油被降温后经循环泵5驱动，流向第一热交换器2，再次被加热后进入干燥室1，本实施例两次次采集主烟气管道的热量，两次向干燥室1传热，使得比实施例1的余热利用更好，采集的热量更多；还由于热介质为油，沸点更高，能够承载更多的热量，使得本实施例的干燥室1温度更高，更有利于烘干湿品(氧化铝)。
54.本实用新型未详述部分为现有技术；对于本领域的普通技术人员而言，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。