[发明专利]一种铝电解槽烟气余热回收系统

说明书

本发明公开了一种铝电解槽烟气余热回收系统，包括铝电解槽、换热设备、电解烟气净化设备、电解烟气引风机以及烟囱；根据烟气的走向，铝电解槽的高温烟气经排烟管道进入换热设备，电解烟气在换热设备内进行换热，换热后的电解烟气进入电解烟气净化设备，进行粉尘以及污染物的脱除，最后经烟囱排入环境大气；所述换热设备接入燃煤发电系统的给水与电解烟气进行换热。本发明在只是配备换热设备的情况下，将铝电解槽烟气余热和自备燃煤发电系统的耦合，充分利用燃煤发电系统效率高的特点，有效解决电解槽烟气余热品质低的问题，最大程度提高了余热发电效率，可以有效减少从汽轮机中的加热抽气，提高机组出力或者减少投煤量，有效降低能耗。

技术领域

本发明涉及电解铝厂的烟气处理技术，具体是一种铝电解槽烟气余热回收系统。

背景技术

电解铝厂是耗能大户，电解铝工艺采用高电流、低电压，消耗大量的电能。电解铝厂消耗的电能中真正用于电解反应的能量占输入的电能只有不到50%，大部分能量以热能的形式通过烟气、槽壳体散热等方式散失掉，其中烟气带走的热量约占30%。采用合理的节能改造方案，回收利用电解槽出口的这部分烟气余热，对于电解铝行业节能减排，提高经济效益有重要意义。

电解槽产生的烟气通过抽引风机抽出，维持电解槽内负压状态，避免有害物质向环境扩散。现有的电解槽设计过程中往往只考虑电解工艺需求，未考虑烟气余热回收的需求。电解槽壳体往往存在很多漏风处，环境中的大量冷空气进入电解槽后随烟气一起排出，造成电解槽排气热品质较低，只有150℃左右，这限制了余热回收可行的技术途径。现有余热回收方案大都是通过一个换热器加热冷水，满足生活热水的需要。同时受到电解操作工艺的影响，电解铝生产过程中存在更换阳极、出铝等环节，烟气温度和风量波动较大，这也给电解槽烟气余热利用带来了困难。

电解铝厂往往建设有自备燃煤电站。自备燃煤电站配备有锅炉系统，产生高温高压水蒸气。因此，如果能将传统的电解铝厂和自备燃煤电站的设备进行改造，利用自备燃煤电站的热能并将其转化为电能，还同时可以满足氧化铝生产过程中的工艺用热需求，那么就能有效解决现有电解铝厂存在的铝电解槽烟气余热品质低、回收效率不高的技术缺陷，这也是现在该领域势在必行的设计改造方向。

发明内容

本发明的目的是针对铝电解槽烟气余热品质低、回收效率不高的技术难题，提供一种铝电解槽烟气余热回收系统。对于配备自备电站的新建或者已有的电解铝厂，通过合理的方案设计或者系统技术改造，建立铝电解槽烟气余热回收和自备燃煤发电系统的耦合关系，借助燃煤发电系统热源品质高，发电效率高的优势，实现电解槽低品位余热高效回收利用，减少自备电站投煤量，实现节能减排的目标。

本发明的技术方案如下：

一种铝电解槽烟气余热回收系统，其特征在于：包括铝电解槽、换热设备、电解烟气净化设备、电解烟气引风机以及烟囱；根据烟气的走向，依次的连接关系为：铝电解槽的高温烟气经排烟管道进入换热设备，电解烟气在换热设备内进行换热，换热后的电解烟气进入电解烟气净化设备，进行粉尘以及污染物的脱除，最后经烟囱排入环境大气；所述换热设备接入燃煤发电系统的给水或凝结水。

所述铝电解槽可以是单个铝电解槽，也可以是多个铝电解槽并联组成的电解槽组。

所述燃煤发电系统可以包括燃煤锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机低压缸、发电机、凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器等。以上设备通过水及水蒸气管路连接成一个整体，实现一个完整的朗肯循环系统。因此，针对该朗肯循环系统，所述给水可以是给水泵的给水，也可以是凝结水泵的凝结水。

所述燃煤发电系统包括各种型式，可以是各种亚临界燃煤发电系统、超临界燃煤发电机组以及超超临界燃煤发电机组；可以是不带再热的燃煤发电系统、一次再热发电系统以及二次再热发电系统等。

电解烟气余热回收系统和燃煤发电系统汽水系统耦合的方式有两种：