鋁電解槽上部結(jié)構(gòu)料氣分離裝置的設(shè)計(jì)

宋清懿

(中國(guó)鋁業(yè)青海分公司 第一電解廠， 青海 大通 810108)

鋁電解槽上部結(jié)構(gòu)料氣分離裝置的設(shè)計(jì)

宋清懿

(中國(guó)鋁業(yè)青海分公司 第一電解廠， 青海 大通 810108)

本文設(shè)計(jì)出一種鋁電解槽上部結(jié)構(gòu)料氣分離裝置，能夠有效分離帶有料塊的氣體，避免了由于氧化鋁粘度和濕度過(guò)大，而造成氧化鋁輸送過(guò)程中流通不暢的現(xiàn)象，減少了電解槽突發(fā)陽(yáng)極效應(yīng)，取得了很好的節(jié)能效果。

料氣分離； 陽(yáng)極效應(yīng)； 節(jié)能

1 設(shè)計(jì)背景

電解槽在電解生產(chǎn)過(guò)程中通入強(qiáng)大的直流電后進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，氧化鋁是電解槽內(nèi)不可缺少的重要原料之一。電解槽的氧化鋁料粉輸送工藝流程為通過(guò)超濃相管道將氧化鋁輸送到電解槽上部的墻壁料箱，然后墻壁料箱與電解槽的風(fēng)動(dòng)溜槽用一根φ120的鋼管聯(lián)接，通過(guò)風(fēng)動(dòng)溜槽給電解槽的前、后兩個(gè)料箱供料，風(fēng)動(dòng)溜槽由氣室和料室兩部分組成，上部走料、下部走風(fēng)，風(fēng)動(dòng)溜槽的風(fēng)源來(lái)自電解槽打殼氣缸尾氣的一部分，風(fēng)動(dòng)溜槽上設(shè)有四個(gè)排氣罩，排氣的目的是在溜槽內(nèi)產(chǎn)生壓差，實(shí)現(xiàn)氧化鋁的輸送，在排風(fēng)過(guò)程中，由于排氣罩設(shè)在料室頂部，在排風(fēng)過(guò)程中風(fēng)經(jīng)過(guò)料室，不可避免的帶走部分氧化鋁料粉，所以在排氣罩的法蘭處裝設(shè)有非常細(xì)密的砂網(wǎng)以阻止帶走過(guò)多的氧化鋁料粉[1]，該結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

1.排氣罩 2.排氣口 3.砂網(wǎng) 4.風(fēng)動(dòng)溜槽圖1 風(fēng)動(dòng)流槽結(jié)構(gòu)示意圖

在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)由于受到氧化鋁料粉濕度和粘度的影響，排氣罩在排風(fēng)過(guò)程中砂網(wǎng)被粘度過(guò)大的氧化鋁堵死，導(dǎo)致水平溜槽內(nèi)的風(fēng)無(wú)法及時(shí)排出，使水平溜槽內(nèi)無(wú)風(fēng)壓存在，造成氧化鋁無(wú)法流動(dòng)的被動(dòng)局面，電解槽內(nèi)無(wú)法給料，電解槽缺料導(dǎo)致突發(fā)效應(yīng)增多[2]，技術(shù)條件遭到破壞，電耗增加，嚴(yán)重影響了電解槽的正常安全生產(chǎn)。

2 節(jié)能裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)施

2.1 設(shè)計(jì)思路

針對(duì)排氣罩易堵死的問(wèn)題，可設(shè)計(jì)一個(gè)分離箱，由上下法蘭、箱體和中間阻尼板組成。上下法蘭的螺孔與電解槽的風(fēng)動(dòng)溜槽出料口法蘭、排氣罩法蘭分別相對(duì)應(yīng)，箱體由鋼板圍成，呈長(zhǎng)方體，為了保證箱體的密封性能，箱體接縫在焊接要滿(mǎn)焊，中間阻尼板焊接在料箱內(nèi)部，阻尼板焊接在沿箱體長(zhǎng)方形45°方向處，阻尼板兩端與箱體留有一定的間距。整個(gè)分離裝置可分為排氣區(qū)和分離區(qū)兩部分，阻尼板下方為分離區(qū)，阻尼板上方為排氣區(qū)[2]。當(dāng)氧化鋁料粉和氣缸尾風(fēng)的混合氣體從風(fēng)動(dòng)溜槽進(jìn)入到分離裝置時(shí)，阻尼板會(huì)阻擋混合氣體的壓力，由于阻尼板的阻擋作用，大多數(shù)氧化鋁料粉由于受到重力的作用，在分離區(qū)分離在下來(lái)，有少部分的帶有氧化鋁的混合氣體會(huì)沿著阻尼板與箱體的間隙到排氣區(qū)，此時(shí)，風(fēng)壓已經(jīng)大大降低，排氣區(qū)內(nèi)的少部分氧化鋁料粉在重力作用下沿著阻尼板的斜面流到分離區(qū)，而將氣體從排氣口排出，裝置設(shè)計(jì)[3]結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 料氣分離裝置主視圖

圖3 料氣分離裝置俯視圖

2.2 料氣分離裝置的安裝

料氣分離裝置安裝不需要改動(dòng)電解槽上部結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4)，安裝時(shí)將新料氣分離裝置的法蘭和排氣罩用螺栓連接；法蘭和排料箱用螺栓連接，需要注意的是在安裝料氣分離裝置時(shí)，料氣分離裝置的排氣端與排料箱的出料口方向一致，當(dāng)風(fēng)動(dòng)溜槽工作風(fēng)壓通過(guò)氣室時(shí)，料室上面有流動(dòng)的氧化鋁料粉，料到達(dá)排料箱時(shí)，料和氣的混合氣體將沿著風(fēng)的方向到達(dá)料氣分離裝置。此時(shí)，由于阻尼板的作用，大部分氧化鋁料粉由于阻尼板阻擋，氧化鋁料粉由于重力作用，會(huì)沉淀下來(lái)，沿著出料口方向流動(dòng)，而有少部分氧化鋁料粉會(huì)和氣體到達(dá)排氣區(qū)，這時(shí)，混合氣體的壓力較小，這少部分氧化鋁在重力作用下沿著阻尼板的斜面流向排料箱內(nèi)。所以?xún)H有很少一部分氧化鋁料粉在氣體作用下到達(dá)砂網(wǎng)層上，由于到達(dá)砂網(wǎng)層上的氧化鋁很少，所以砂網(wǎng)層不會(huì)被粘度大的氧化鋁料粉堵死而造成排料不暢的現(xiàn)象[2]。

1.排氣罩 2.螺栓 3.砂網(wǎng)層 4.法蘭 5.箱體 6.阻尼板 7.螺栓 8.法蘭 9.排料箱 10.料室 11.氣室圖4 風(fēng)動(dòng)流槽料氣分離裝置安裝示意圖

3 風(fēng)動(dòng)流槽料氣分離裝置使用效果

風(fēng)動(dòng)流槽料氣分離裝置自設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)后，在中國(guó)鋁業(yè)青海分公司第一電解廠260臺(tái)電解槽上進(jìn)行了全面推廣運(yùn)行，實(shí)施效果好，避免了由于氧化鋁粘度和濕度過(guò)大而造成氧化鋁輸送過(guò)程中流通不暢的現(xiàn)象，減少了電解槽的突發(fā)效應(yīng)，取得了很好的節(jié)能效果。據(jù)計(jì)算機(jī)站控制報(bào)表統(tǒng)計(jì)，未安裝分離裝置前電解車(chē)間平均每月突發(fā)效應(yīng)達(dá)171.4個(gè),安裝后電解車(chē)間每月突發(fā)效應(yīng)為60.3個(gè)，按每個(gè)突發(fā)效應(yīng)持續(xù)3分鐘時(shí)間、日產(chǎn)量324 t計(jì)算，每個(gè)突發(fā)效應(yīng)大約耗電234°，噸鋁電耗[1]可降低：

(171.4-60.3)×234÷324÷30=2.7(kW·h/t-Al)

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電解槽上部結(jié)構(gòu)節(jié)能料氣分離裝置的設(shè)計(jì)與使用，可有效降低電解槽生產(chǎn)電耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)降低電解工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，解決了原電解槽槽上風(fēng)動(dòng)溜槽存在的能耗損失問(wèn)題，對(duì)同類(lèi)型企業(yè)的降本增效工作具有良好推廣意義。

[1] 田應(yīng)甫.大型預(yù)焙鋁電解槽生產(chǎn)實(shí)踐[M].長(zhǎng)沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，2003.

[2] 馮乃祥.鋁電解[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[3] 聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

Separation Device Design of Feed and Gas in Aluminium Electrolytic Cell Upper Structure

SONG Qing-yi

(The 1st Electrolysis Plant, China Aluminum Qinghai Branch, Xining 810108, China)

This paper designs a separation device used to separate feed and air in aluminum electrolytic cell upper structure, it can effectively separate material feed from gas, effectively avoid poor circulation phenomenon in alumina conveying process due to the high viscosity and humidity, reduce the anode effect, achieve good energy saving effect.

feed gas separation；anode effect；energy saving

2014-08-20

宋清懿(1982-)，男，遼寧撫順人，工程師，大學(xué)本科，主要從事機(jī)械設(shè)備管理工作。

TF815

B

1003-8884(2014)05-0035-02