宋清懿

(中国铝业青海分公司 第一电解厂， 青海 大通 810108)

铝电解槽上部结构料气分离装置的设计

宋清懿

(中国铝业青海分公司 第一电解厂， 青海 大通 810108)

本文设计出一种铝电解槽上部结构料气分离装置，能够有效分离带有料块的气体，避免了由于氧化铝粘度和湿度过大，而造成氧化铝输送过程中流通不畅的现象，减少了电解槽突发阳极效应，取得了很好的节能效果。

料气分离； 阳极效应； 节能

1 设计背景

电解槽在电解生产过程中通入强大的直流电后进行电化学反应，氧化铝是电解槽内不可缺少的重要原料之一。电解槽的氧化铝料粉输送工艺流程为通过超浓相管道将氧化铝输送到电解槽上部的墙壁料箱，然后墙壁料箱与电解槽的风动溜槽用一根φ120的钢管联接，通过风动溜槽给电解槽的前、后两个料箱供料，风动溜槽由气室和料室两部分组成，上部走料、下部走风，风动溜槽的风源来自电解槽打壳气缸尾气的一部分，风动溜槽上设有四个排气罩，排气的目的是在溜槽内产生压差，实现氧化铝的输送，在排风过程中，由于排气罩设在料室顶部，在排风过程中风经过料室，不可避免的带走部分氧化铝料粉，所以在排气罩的法兰处装设有非常细密的砂网以阻止带走过多的氧化铝料粉[1]，该结构见图1。

1.排气罩 2.排气口 3.砂网 4.风动溜槽图1 风动流槽结构示意图

在使用过程中发现由于受到氧化铝料粉湿度和粘度的影响，排气罩在排风过程中砂网被粘度过大的氧化铝堵死，导致水平溜槽内的风无法及时排出，使水平溜槽内无风压存在，造成氧化铝无法流动的被动局面，电解槽内无法给料，电解槽缺料导致突发效应增多[2]，技术条件遭到破坏，电耗增加，严重影响了电解槽的正常安全生产。

2 节能装置的设计与实施

2.1 设计思路

针对排气罩易堵死的问题，可设计一个分离箱，由上下法兰、箱体和中间阻尼板组成。上下法兰的螺孔与电解槽的风动溜槽出料口法兰、排气罩法兰分别相对应，箱体由钢板围成，呈长方体，为了保证箱体的密封性能，箱体接缝在焊接要满焊，中间阻尼板焊接在料箱内部，阻尼板焊接在沿箱体长方形45°方向处，阻尼板两端与箱体留有一定的间距。整个分离装置可分为排气区和分离区两部分，阻尼板下方为分离区，阻尼板上方为排气区[2]。当氧化铝料粉和气缸尾风的混合气体从风动溜槽进入到分离装置时，阻尼板会阻挡混合气体的压力，由于阻尼板的阻挡作用，大多数氧化铝料粉由于受到重力的作用，在分离区分离在下来，有少部分的带有氧化铝的混合气体会沿着阻尼板与箱体的间隙到排气区，此时，风压已经大大降低，排气区内的少部分氧化铝料粉在重力作用下沿着阻尼板的斜面流到分离区，而将气体从排气口排出，装置设计[3]结构见图2、图3。

图2 料气分离装置主视图

图3 料气分离装置俯视图

2.2 料气分离装置的安装

料气分离装置安装不需要改动电解槽上部结构(见图4)，安装时将新料气分离装置的法兰和排气罩用螺栓连接；法兰和排料箱用螺栓连接，需要注意的是在安装料气分离装置时，料气分离装置的排气端与排料箱的出料口方向一致，当风动溜槽工作风压通过气室时，料室上面有流动的氧化铝料粉，料到达排料箱时，料和气的混合气体将沿着风的方向到达料气分离装置。此时，由于阻尼板的作用，大部分氧化铝料粉由于阻尼板阻挡，氧化铝料粉由于重力作用，会沉淀下来，沿着出料口方向流动，而有少部分氧化铝料粉会和气体到达排气区，这时，混合气体的压力较小，这少部分氧化铝在重力作用下沿着阻尼板的斜面流向排料箱内。所以仅有很少一部分氧化铝料粉在气体作用下到达砂网层上，由于到达砂网层上的氧化铝很少，所以砂网层不会被粘度大的氧化铝料粉堵死而造成排料不畅的现象[2]。

1.排气罩 2.螺栓 3.砂网层 4.法兰 5.箱体 6.阻尼板 7.螺栓 8.法兰 9.排料箱 10.料室 11.气室图4 风动流槽料气分离装置安装示意图

3 风动流槽料气分离装置使用效果

风动流槽料气分离装置自设计实现后，在中国铝业青海分公司第一电解厂260台电解槽上进行了全面推广运行，实施效果好，避免了由于氧化铝粘度和湿度过大而造成氧化铝输送过程中流通不畅的现象，减少了电解槽的突发效应，取得了很好的节能效果。据计算机站控制报表统计，未安装分离装置前电解车间平均每月突发效应达171.4个,安装后电解车间每月突发效应为60.3个，按每个突发效应持续3分钟时间、日产量324 t计算，每个突发效应大约耗电234°，吨铝电耗[1]可降低：

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

4 结束语

通过对电解槽上部结构节能料气分离装置的设计与使用，可有效降低电解槽生产电耗，提高了经济效益。同时降低电解工人的劳动强度，解决了原电解槽槽上风动溜槽存在的能耗损失问题，对同类型企业的降本增效工作具有良好推广意义。

[1] 田应甫.大型预焙铝电解槽生产实践[M].长沙：中南工业大学出版社，2003.

[2] 冯乃祥.铝电解[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3] 闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，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，辽宁抚顺人，工程师，大学本科，主要从事机械设备管理工作。

TF815

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1003-8884(2014)05-0035-02