專利名稱：一種電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)和方法，尤其涉及一種應(yīng) 用低溫余熱回收技術(shù)，并通過換熱器和熱泵吸收煙氣余熱以提供可利用冷量和 熱量的電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
目前，鋁工業(yè)中的電解槽在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的煙氣，同時電解槽操作 方式引起煙氣系統(tǒng)的密封性不好，漏風系統(tǒng)大且不穩(wěn)定。因此，電解煙氣具有 一些顯著特點粉塵含量高且可繼續(xù)作為原料利用；流量大且波動大；溫度低 且變化范圍大；低品位余熱總量大。現(xiàn)有工藝將電解槽產(chǎn)生的煙氣直接送入電 除塵器，經(jīng)過收塵后排空，收集的粉塵作為原料返回，工藝生產(chǎn)中沒有對此低 品位煙氣的佘熱資源加以利用。其次；鋁廠型材加工時；氧化槽和電泳槽主要 需要冷量來降低槽體的溫度，而熱純水洗槽需要用熱來克服槽體散熱、清洗型 材熱損、補充水加熱三方面的熱量需求，以維持槽體溫度恒定在8CTC?，F(xiàn)有 工藝系統(tǒng)主要采用冷水機組制冷、燃油鍋爐供熱，全都利用高品位電能、柴油 獲得，浪費嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述中存在的問題與缺陷，本發(fā)明提供了一種電解槽低溫煙氣余熱 利用的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本發(fā)明所涉及的一種電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括供 熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、收塵裝置及排煙裝置，所述制冷系統(tǒng)主要包括換熱器(3)、熱泵機組(4)與冷用戶(5)，且所述熱泵機組4的一端連接于換熱器(3)，另一端 連接于冷用戶(5)，熱泵機組(4)根據(jù)吸收的換熱器(3)中液體的熱能制取 冷量，并將其制取的冷量傳輸給冷用戶(5);所述供熱系統(tǒng)主要包括換熱器(l) 與熱用戶(2)，且所述換熱器(1)與熱用戶(2)之間互相連接，并將吸收煙 氣的余熱進行轉(zhuǎn)換后輸送到熱用戶(2);所述換熱器(1)和(3)還通過收塵 裝置(6)連接于排煙裝置(7)，所述換熱器(1)的兩端還連接有旁路煙道(11 )， 并且在該旁路煙道(11)上設(shè)置有煙道調(diào)門(10)。
該系統(tǒng)包括供熱系統(tǒng)或制冷系統(tǒng)、收塵裝置及排煙裝置，所述供熱系統(tǒng)或 制冷系統(tǒng)通過收塵裝置連接于排煙裝置。
所述熱泵機組(4)為熱水或蒸汽驅(qū)動型溴化鋰吸收式熱泵機組。所述換 熱器包括一臺(1)或(3)、兩臺(1)和(3)或兩臺以上，其中，兩臺或兩臺以上的 換熱器采用串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接。所述兩臺換熱器(1)和(3)或兩臺以上 的換熱器采用相同或不同的換熱器。所述兩臺(l)和(3)或兩臺以上不同換熱 器的位置關(guān)系根據(jù)熱源的品位進行確定。
本發(fā)明還包括一種電解槽低溫煙氣余熱利用的方法，該方法主要包括
將第一換熱器吸收的電解槽低溫煙氣余熱產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)換成熱液體，并將 該熱液體輸送給熱用戶；
由第二換熱器接收第一換熱器出口輸出的煙氣，并將所吸收到的煙氣的余 熱轉(zhuǎn)化為液體的熱能；
通過液體的熱能驅(qū)動吸收式熱泵機組，并由該熱泵機組制取冷量；
將制取的冷量輸送到冷用戶；
通過收塵裝置對放熱降溫后的煙氣進行收塵，并將收塵后的煙氣通過排煙 裝置進行排空。
所述電解槽低溫煙氣的余熱通過第一或第二換熱器時，由第一或第二換熱 器吸收煙氣中的熱量，并將所吸收的熱量轉(zhuǎn)換為液體或蒸汽后，再進行利用。
5所述連接于熱用戶的第一或第二換熱器中的熱流體與熱用戶之間采用開式或 閉式的循環(huán)。所述第一換熱器與第二換熱器采用相同或不同的換熱器，并且所 述兩換熱器之間通過并聯(lián)或串聯(lián)的方式連接。 本發(fā)明提供的技術(shù)方案的優(yōu)點有
通過回收利用電解槽的低品位余熱，既不影響電解槽主工藝的生產(chǎn)，也提 高了收塵器的工作效率，同時將回收的余熱資源給以充分利用，既提供冷量， 又提供熱量，不僅滿足生產(chǎn)、生活需求，滿足冷用戶和熱用戶的兩種不同需求 而且節(jié)省了能量、減少了煙氣的排放并降低了設(shè)備的成本。


圖l是本發(fā)明第一實施例原理結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明第二實施例原理結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本發(fā)明第三實施例原理結(jié)構(gòu)圖； 圖4是本發(fā)明第四實施例原理結(jié)構(gòu)圖； 圖5是本發(fā)明的萬法流程圖o
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明 實施方式作進一步地詳細描述
本實施例提供了一種電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)，如圖1所示，該系 統(tǒng)主要包括供熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、收塵裝置及排煙裝置；其中，制冷系統(tǒng)主要 包括換熱器1和3、熱泵機組4與冷用戶5，且所述熱泵機組4的一端連接于換熱 器3，另一端連接于冷用戶5，熱泵機組4根據(jù)吸收的換熱器中液體的熱能制取 冷量，并將其制取的冷量傳輸給冷用戶5;供熱系統(tǒng)主要包括換熱器l與熱用戶 2，且所述換熱器1與熱用戶2之間互相連接，并將吸收煙氣的余熱進行轉(zhuǎn)換后 輸送到熱用戶2;所述換熱器3還通過收塵裝置6連接于排煙裝置7，且在換熱器的兩端還連接有旁路煙道ll，并且在該旁路煙道上設(shè)置有煙道調(diào)門io (此旁路
煙道也可以不設(shè)置)。
系統(tǒng)運行時打開煙道調(diào)門8和9，關(guān)閉煙道調(diào)門IO，換熱器l吸收煙氣的余
熱，將熱量轉(zhuǎn)換成熱液體，然后直接供應(yīng)熱用戶2;換熱器l出口的煙氣進入換
熱器3，吸收煙氣的余熱并轉(zhuǎn)化為液體的熱能，然后使用熱的液體去驅(qū)動吸收
式熱泵機組4制取冷量，然后將制取的冷量輸送給冷用戶5;放熱降溫后的煙氣
進入收塵裝置6中進行收塵，然后進入排煙裝置7排空。在余熱回收裝置中出現(xiàn) 故障或需要檢修時，首先關(guān)閉煙道調(diào)門8和9，打開煙道調(diào)門10煙氣從旁路煙道 11進入收塵裝置6收塵，然后進入排煙裝置7排空。其中，換熱器中的熱流體與 熱用戶之間可以是開式或者閉式的循環(huán)；所述熱泵機組為熱水或蒸汽驅(qū)動型溴 化鋰吸收式熱泵機組。
所述電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)中可以同時包括供熱系統(tǒng)與制冷系 統(tǒng)，但也可以只包括供熱系統(tǒng)或制冷系統(tǒng)；在供熱系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)中都包括換 熱器，該換熱器可以是兩臺相同的換熱器，.也可以是兩臺不相同的換熱器，如， 管式換熱器(列管換熱器、熱管換熱器、套管換熱器、蛇管式換熱器等)與板 式換熱器(夾套式換熱器、螺旋板式換熱器、平板式換熱器等)，如果其中一 個換熱器是熱管式換熱器，則另一個可以是熱管式換熱器或列管式換熱器，也 可以是其它類型的換熱器；如果系統(tǒng)中包含兩臺或兩臺不同的換熱器時，則兩 臺或兩臺不同的換熱器采用并聯(lián)或串聯(lián)方式進行連接，且不同換熱器的位置是 根據(jù)熱源的品位及生活中實際的需要來確定的。
如圖2所示，電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)中將圖1中的熱用戶2改變?yōu)?換熱器14，并且在換熱器的另一端連接有熱用戶12與熱用戶13，其中換熱器l 與換熱器14中的流體采用閉式循環(huán)，換熱器14對接收到的換熱器1中的流體進 行加熱，并把加熱后的流體輸送給熱用戶12與熱用戶13，熱用戶12與熱用戶13 之間的流體可以是開式、閉式或兩者的混合循環(huán)方式。其中，換熱器l也可以直接與熱用戶12相連接(如圖3所示)，而不用換熱器14，這樣不僅減少了設(shè)備的 成本，而且簡化了系統(tǒng)。
如圖4所示，電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)將圖2中的換熱器1和換熱器3 改變?yōu)橐粋€換熱15，電解槽煙氣直接進入該換熱器15中，換熱器15吸收煙氣中 的余熱并將吸收的部分余熱轉(zhuǎn)化為液體的熱能輸送到熱泵機組4，部分煙氣余 熱輸送到換熱器14，并在換熱器15中轉(zhuǎn)化為液體的熱能輸送到熱用戶12與熱用 戶13中。由原來的兩個換熱器改變?yōu)橐粋€換熱器既降低了設(shè)備的成本也簡化了 系統(tǒng)。
本實施例提供了一種電解槽低溫煙氣余熱利用的方法，如圖5所示，該方 法主要包括以下步驟
步驟IO將第一換熱器吸收的電解槽低溫煙氣余熱產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)換成熱液 體，并將該熱液體輸送給熱用戶。
步驟20由第二換熱器接收第一換熱器出口輸出的煙氣，并將所吸收到的 煙氣的余熱轉(zhuǎn)化為液體的熱能。
歩驟30通過液體的熱能驅(qū)動吸收式熱泵機組，并由該熱泵機組制取冷量。
步驟40將制取的冷量輸送到冷用戶。
步驟50通過收塵裝置對放熱降溫后的煙氣進行收塵，并將收塵后的煙氣 通過排煙裝置進行排空。
所述電解槽低溫煙氣的余熱通過換熱器時，由換熱器吸收煙氣中的熱量， 并將所吸收的熱量轉(zhuǎn)換為液體或蒸汽后，再進行利用；所述連接于熱用戶的換 熱器中的熱流體與熱用戶之間采用開式或閉式的循環(huán)。
所述換熱器可以包括一臺，也可以包兩臺或兩臺以上，如果包括兩臺或兩 臺以上時，所述的兩臺或兩臺以上的換熱器可以是相同的換熱器也可以是不同 的換熱器(即上述第一換熱器與第二換熱器可以是相同的也可以是不相同的)； 所述兩臺或兩臺以上的換熱器之間通過并聯(lián)或串聯(lián)的方式連接。
8以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易 想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護 范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1、一種電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)主要包括供熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、收塵裝置及排煙裝置，制冷系統(tǒng)主要包括換熱器(3)、熱泵機組(4)與冷用戶(5)，且所述熱泵機組(4)的一端連接于換熱器(3)，另一端連接于冷用戶(5)，熱泵機組(4)根據(jù)吸收的換熱器(3)中液體的熱能制取冷量，并將其制取的冷量傳輸給冷用戶(5)；供熱系統(tǒng)主要包括換熱器(1)與熱用戶(2)，且所述換熱器(1)與熱用戶(2)之間互相連接，并將吸收煙氣的余熱進行轉(zhuǎn)換后輸送到熱用戶(2)；所述換熱器(1)和(3)還通過收塵裝置(6)連接于排煙裝置(7)，所述換熱器(1)的兩端還連接有旁路煙道(11)，并且在該旁路煙道(11)上設(shè)置有煙道調(diào)門(10)。
2、 一種電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括供熱 系統(tǒng)或制冷系統(tǒng)、收塵裝置及排煙裝置，所述供熱系統(tǒng)或制冷系統(tǒng)通過收塵裝 置連接于排煙裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)，其特征在于， 所述熱泵機組(4)為熱水或蒸汽驅(qū)動型溴化鋰吸收式熱泵機組。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)，其特征在于， 所述換熱器包括一臺(1)或(3)、兩臺(1)和(3)或兩臺以上，其中，兩臺或兩臺 以上的換熱器采用串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)，其特征在于， 所述兩臺換熱器(1)和(3)或兩臺以上的換熱器采用相同或不同的換熱器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)，其特征在 于，所述兩臺(1)和(3)或兩臺以上不同換熱器的位置關(guān)系根據(jù)熱源的品位 進行確定。
7、 一種電解槽低溫煙氣余熱利用的方法，其特征在于，該方法主要包括: 將第一換熱器吸收的電解槽低溫煙氣余熱產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)換成熱液體，并將該熱液體輸送給熱用戶；由第二換熱器接收第一換熱器出口輸出的煙氣，并將所吸收到的煙氣的余 熱轉(zhuǎn)化為液體的熱能；通過液體的熱能驅(qū)動吸收式熱泵機組，并由該熱泵機組制取冷量；將制取的冷量輸送到冷用戶；通過收塵裝置對放熱降溫后的煙氣進行收塵，并將收塵后的煙氣通過排煙 裝置進行排空。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解槽低溫煙氣余熱利用的方法，其特征在于， 所述電解槽低溫煙氣的余熱通過第一或第二換熱器時，由第一或第二換熱器吸 收煙氣中的熱量，并將所吸收的熱量轉(zhuǎn)換為液體或蒸汽后，再進行利用。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解槽低溫煙氣余熱利用的方法，其特征在于， 所述連接于熱用戶的第一或第二換熱器中的熱流體與熱用戶之間采用開式或 閉式的循環(huán)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7、 8或9所述的電解槽低溫煙氣余熱利用的方法，其特 征在于，所述第一換熱器與第二換熱器采用相同或不同的換熱器，并且所述兩 換熱器之間通過并聯(lián)或串聯(lián)的方式連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電解槽低溫煙氣余熱利用的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)主要包括供熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、收塵裝置及排煙裝置，利用能量梯級利用、低溫余熱回收和換熱器從低品位煙氣中分級吸取熱量，用于制冷、供暖及工藝過程用熱。所述方法主要包括所述電解槽低溫煙氣的余熱通過換熱器時，由換熱器吸收煙氣中的熱量，并將所吸收的熱量轉(zhuǎn)換為液體或蒸汽后，再進行利用，并通過收塵裝置對放熱降溫后的煙氣進行收塵，然后將收塵后的煙氣通過排煙裝置進行排空。本發(fā)明解決了電解槽低溫煙氣余熱的利用問題，實現(xiàn)冷熱連供，能提高電解槽收塵系統(tǒng)的效率，節(jié)能、降耗、減排，能擴大余熱利用的途徑，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，有顯著的經(jīng)濟、環(huán)保和社會效益。
文檔編號C25C3/22GK101435089SQ20081023880
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者張恒春, 李冬慶, 征 王, 靜 米, 濤 賈, 趙慶鋒 申請人:北京佰能電氣技術(shù)有限公司