專利名稱：一種鋁電解槽燃氣焙燒的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋁電解工藝技術領域，尤其是涉及一種鋁電解槽燃氣焙燒的方法及裝置。
背景技術：
目前鋁電解槽異型陰極的大力推廣，以往常規(guī)焦粒焙燒已不適合異型陰極電解槽的焙燒啟動。燃氣焙燒法以其溫度分布均勻、升溫速度可控、垂直溫度梯度小、啟動過程無焦粒、電流分布均衡等優(yōu)點而得到廣泛的應用，國外大型鋁電解槽所采用燃氣焙燒的技術， 不能在國內應用，不僅僅受其設備及工藝復雜、技術保密等限制，而且結構也不適用于我國的鋁電解槽。因此需要從適合中國電解鋁行業(yè)的國情出發(fā)，設計開發(fā)出適合異型陰極結構的燃氣焙燒方法的燃氣焙燒系統(tǒng)勢在必行。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鋁電解槽燃氣焙燒的方法及裝置，有利于槽膛均勻加熱、減少各區(qū)域的溫差和焙燒過程中炭塊的氧化。為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案
本發(fā)明的一種鋁電解槽燃氣焙燒的方法中，首先，槽膛加熱至900°C，直接灌電解質啟動；其次，在槽膛加熱過程中，將整個電解槽槽堂分為多個區(qū)，在每個區(qū)多點分別設置可控式燃燒器，可控式燃燒器均勻分布并交錯設置在電解槽大面陽極底掌之下，并且在槽堂中縫及槽堂側面多點分別設置可控式排氣煙道以減小各區(qū)域的溫差；最后，在焙燒過程中，控制燃氣和空氣比值小于1:3，以可控式欠氧燃燒的方式避免在焙燒過程中炭塊的氧化。進一步，在槽膛加熱過程中，采用脈沖式間斷燃燒方法，即控制所述的可控式燃燒器間歇性的中斷燃燒一定時間然后繼續(xù)燃燒。進一步，在槽堂加熱升溫的過程中，通過控制可控式燃燒器的燃燒狀態(tài)，使槽堂溫度小于或等于700 °C的中低溫區(qū)升溫速度小于槽堂溫度大于的700 ！的高溫區(qū)升溫速度。本發(fā)明的鋁電解槽燃氣焙燒的裝置包括PLC控制單元、空氣燃氣比例調節(jié)裝置、 空氣支管、燃氣支管、若干與空氣支管和燃氣支管連接的可控式燃燒器；其中，可控式燃燒器在鋁電解槽槽堂的多個分區(qū)多點設置，并且均勻分布并交錯設置在電解槽大面陽極底掌之下；該鋁電解槽燃氣焙燒的裝置還包括在槽堂中縫及槽堂側面多點設置的可控式排氣煙道；所述的可控式燃燒器采用異形燃燒器，所謂的異性燃燒器是指燃燒器的燃燒嘴彎曲成弧型。本發(fā)明的有益效果是
與現(xiàn)有技術相比，采用均勻分布并交錯排列的可控式燃燒器，利用高速煙氣的攪動作用，均勻槽膛溫度分布；根據(jù)槽膛結構，中縫及邊部設置多點可控排氣煙道，利用空氣動力學原理，改變熱氣流分布，調整槽膛溫度場均勻性；采用脈沖式間斷燃燒方法，避免燒嘴位置局部溫度過高。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。


圖1為本發(fā)明裝置的組成示意圖2為圖1中本發(fā)明裝置的異形燃燒器局部放大圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。結合圖1和圖2所示，本發(fā)明的鋁電解槽燃氣焙燒的裝置包括PLC控制單元1、空氣燃氣比例調節(jié)閥2、空氣支管3、燃氣支管4、若干與空氣支管3和燃氣支管4連接的可控式燃燒器5;其中，可控式燃燒器在鋁電解槽槽堂的多個分區(qū)多點設置，并且均勻分布并交錯設置在電解槽大面陽極底掌之下；該鋁電解槽燃氣焙燒的裝置還包括在槽堂中縫及槽堂側面多點設置的可控式排氣煙道；所述的可控式燃燒器采用異形燃燒器，本實施例中的異性燃燒器5是指燃燒器的燃燒嘴6帶有弧型彎曲；普通的燃燒器都是圓柱形的，沒有弧度和拐角，而在本發(fā)明的裝置中，限于電解槽形狀的原因，陽極低掌與陰極凸臺處距離僅為3 5cm，因此燃燒器必須制作為異形，才能保證火焰與陰極表面為平行燃燒，從而避免高溫火焰直接直射，而普通的燃燒器無法達到使用效果，本發(fā)明的經(jīng)過改良的異形燃燒器在縮短普通燃燒器燒嘴長度的基礎上，將原本的直條形燒嘴改為帶弧度的燒嘴6，通過改變空氣和燃氣的輸送路徑，實現(xiàn)了火焰可以拐彎的想法。采用所述的本發(fā)明的鋁電解槽燃氣焙燒裝置，結合本發(fā)明的如下方法可以使槽膛均勻加熱、減少各區(qū)域的溫差和焙燒過程中炭塊的氧化，本發(fā)明的方法是首先，槽膛加熱至900°C，直接灌電解質啟動；其次，在槽膛加熱過程中，將整個電解槽槽堂分為多個區(qū)， 在每個區(qū)多點分別設置可控式燃燒器，可控式燃燒器均勻分布并交錯設置在電解槽大面陽極底掌之下，并且在槽堂中縫及槽堂側面多點分別設置可控式排氣煙道以減小各區(qū)域的溫差；最后，在焙燒過程中，控制燃氣和空氣比值小于1:3，以可控式欠氧燃燒的方式避免在焙燒過程中炭塊的氧化。眾所周知，燃燒在沒有氧氣的情況下是無法進行的。本發(fā)明中，鋁電解槽槽體外部保溫密封措施很好，基本上不會有空氣交換，故槽膛內基本上是處于缺氧狀態(tài)，以避免陰極表面氧化。此時為保證燃燒的進行，本發(fā)明通過空氣燃氣比例調節(jié)閥2和空氣支管3在PLC控制單元1的控制下供給一定量的氧氣，保證燃燒的處于欠氧燃燒的方式?？梢酝ㄟ^觀察燃燒火焰顏色看是否為欠氧燃燒狀態(tài)，如果顏色為淡藍色，則燃燒充分， 不欠氧，如果火焰顏色為紅色或者黃色，則為欠氧燃燒；也可以通過壓力檢測儀表檢測燃氣空氣比值來確定氧氣是否充足，當充分燃燒時，燃氣和空氣比值為1:3，當儀表檢測出的比例小于這個值時，表明氧氣含量少，為欠氧燃燒。另外本發(fā)明的方法中，在槽膛加熱過程中，采用脈沖式間斷燃燒方法，根據(jù)工藝和程序的設定，每個燃燒器燃燒足夠的時間后自動熄火，到達了設定的間斷時間后自己再次燃燒。這樣不僅保證了燃燒室內燒嘴位置局部過熱，同時也節(jié)省了能源，達到了節(jié)能減排的效果。在槽堂溫度小于或等于700 V的低溫、中溫區(qū)小梯度控制溫升，在槽堂溫度大于的 700 °C高溫區(qū)大梯度控制溫升。所謂的小梯度控制是指在長時間內溫度增加的慢，曲線比較平穩(wěn)；而大梯度控制則正好相反，在短時間內溫度增加速度快曲線梯度比較大。這樣的作用有兩個。第一，前期確保炭塊均勻升溫，減小上下表面溫差；第二，后期有效控制了陰極表面氧化問題。如此焙燒曲線比較合理，為使槽膛加熱均勻，各區(qū)域的溫差小，有助于防止炭塊氧化。 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種鋁電解槽燃氣焙燒的方法，其特征在于首先，槽膛加熱至900°c，直接灌電解質啟動；其次，在槽膛加熱過程中，將整個電解槽槽堂分為多個區(qū)，在每個區(qū)多點分別設置可控式燃燒器，可控式燃燒器均勻分布并交錯設置在電解槽大面陽極底掌之下，并且在槽堂中縫及槽堂側面多點分別設置可控式排氣煙道以減小各區(qū)域的溫差；最后，在焙燒過程中，控制燃氣和空氣比值小于1:3，以可控式欠氧燃燒的方式避免在焙燒過程中炭塊的氧化。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種鋁電解槽燃氣焙燒的方法，其特征在于在槽膛加熱過程中，采用脈沖式間斷燃燒方法，即控制所述的可控式燃燒器間歇性的中斷燃燒一定時間然后繼續(xù)燃燒。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種鋁電解槽燃氣焙燒的方法，其特征在于在槽堂加熱升溫的過程中，通過控制可控式燃燒器的燃燒狀態(tài)，使槽堂溫度小于或等于700 °C的中低溫區(qū)升溫速度小于槽堂溫度大于的700 °C的高溫區(qū)升溫速度。
4.權利要求1所述的鋁電解槽燃氣焙燒裝置，其特征在于包括PLC控制單元、空氣燃氣比例調節(jié)裝置、空氣支管、燃氣支管、若干與空氣支管和燃氣支管連接的可控式燃燒器; 其中，可控式燃燒器在鋁電解槽槽堂的多個分區(qū)多點設置，并且均勻分布并交錯設置在電解槽大面陽極底掌之下；該鋁電解槽燃氣焙燒的裝置還包括在槽堂中縫及槽堂側面多點設置的可控式排氣煙道；所述的可控式燃燒器采用異形燃燒器，所謂的異性燃燒器是指燃燒器的燃燒嘴彎曲成弧型。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解槽燃氣焙燒的方法及裝置，該發(fā)明方法中，槽膛加熱至900℃，直接灌電解質啟動；在槽膛加熱過程中，將整個電解槽槽膛分為多個區(qū)，在每個區(qū)多點分別設置可控式燃燒器，可控式燃燒器均勻分布并交錯設置在電解槽大面陽極底掌之下，并且在槽膛中縫及槽膛側面多點分別設置可控式排氣煙道以減小各區(qū)域的溫差；在焙燒過程中，控制燃氣和空氣比值小于1:3，以可控式欠氧燃燒的方式避免在焙燒過程中炭塊的氧化；該發(fā)明裝置包括均勻分布并交錯設置在電解槽大面陽極底掌之下的若干可控式異形燃燒器、在槽膛中縫及槽膛側面多點設置的可控式排氣煙道；本發(fā)明有利于槽膛均勻加熱、減少各區(qū)域的溫差和焙燒過程中炭塊的氧化。
文檔編號C25C3/08GK102199780SQ20111009519
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權日2011年4月15日
發(fā)明者張?zhí)短? 李君 , 杜天章, 白云飛, 辛朋輝 申請人:鄭州中實賽爾科技有限公司