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电解铝槽高温废气余热回收技术分析

2017-08-11

  电解铝槽高温废气余热现状

  电解铝槽在生产铝锭的过程中会产生大量的粉尘和余热(未被利用),通过集中的排烟管道至静电除尘器进行除尘处理后向大气中排放,在排放的过程中有一定热量随之排出,通过集中监控室的仪表观测到的温度不是很高,温度为:104℃、114℃、124℃(分段温度),已经没有什么降温回收的余量(温度过低将会凝露腐蚀烟道)。而电解铝槽机坑底部所带有和散出的热量温度很高,为:300-250℃,大量的高温废热向上部传递(电解铝槽地面上部有平面钢板),大量的高温废热存在于电解铝槽下部的基坑里面。不但造成了大量宝贵热能的浪费,还增加了企业生产成本。然而,这部分热能是可以回收再利用的。采用 “热管余热回收换热装置”把这部分空间中的热量予以热能回收利用,提高节能效率。

  热管概述

  “热管”技术是一项高速、高效的热传导技术,最早由美国人R.S.Gaugler于1944年提出,已申请于(美国专利No.2350348),并首次应用于人造卫星的

航天工程上。经过近几十年的研究、发展与实践应用,现已广泛应用在石油、化工、建材、纺织、印染、冶金、动力、电力、电子、食品、干燥等工业生产领域的加热与余热回收,取得了良好的经济效益和社会效益。  “热管”作为一种高效导热元件,通过在全封闭的管内加入传热的“复合介质”后,加热蒸发、传递、散热、冷凝进行热量传递,其导热性能是优良导热材料(铜、铝)的几十倍、几百倍、几千倍,具有“超导热体”之称。  另外,“热管”还具有较高的等温性和热流密度可以随形、随意变换等的重要优点,因此,它在许多领域获得了广泛的应用。

  工艺路线

  在电解铝槽的的地面钢板以下位置(热放散最高温度和最大量的地方)布置安装“热管余热回收换热装置”及附属部件,通过底部高温废气的辐射对流和传导的气流运动特性,废热包围着热管联箱装置,热管吸收废气中的热量,管内导热介质快速吸收废气中的热量,并传递给管内流动的冷水,冷水吸热后温度上升经循环状态流出,通过气-水的交换,产生用户需求的洗浴热水和生活热水及冬季供暖热水。为保证工艺换热后达到所需温度的热水,“热管余热回收换热装置”的单根传热元件采用低温热管传热元件,冷水进水温度保证在:夏季10℃,冬季0℃。

  盘管式热管换热装置将垂直安装在电解铝槽与地面平面的钢板以下的高温区域里,平行于电解铝槽与地面平面的钢板,使用三角形固定架进行固定,盘管式热管换热装置的左侧一端连接冷水系统的供水管道,右侧一端连接热水供水系统的进水管道,通过供水管道系统将热水送往用户地。全部热水供水系统须设置蓄水箱(循环水箱),循环水泵等相关闭、合管道及附件。

  吹灰装置

  为了保证余热回收器的热效率,防止废气中粉尘粘附热管,影响热传导速度与吸热效率,导致回收效率下降;制造的“热管余热回收换热装置”所采用的传热元件为翅片式热管,在使用过程中,可采用高压蒸汽清洗和压缩空气吹扫,(根据电解铝槽生产时产生的粉尘情况定期清洗)。本“热管余热回收换热装置”的设计使用寿命5-8年。

  余热回收装置安装

  安装在电解铝槽下部基坑高温废热气的高热区域内,热管装置水平于地面,“热管余热回收换热装置”一端的进水管与冷水供水系统连接,“热管余热回收换热装置”一端的热水出水与热水供水系统连接,冷水供水主管道和“热管余热回收换热装置”一端的冷水进水管呈纵向水平管线安装连接,热水供水主管道和“热管余热回收换热装置”一端的热水出水管呈纵向水平管线安装连接,最后经热水供水系统送到用户需要的地方。具体可根据现场情况和用户需求确定。



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