根据目前国内现有工艺:多级氧化铝分解槽其中有五级,每级均需降温2℃,氧化铝分解槽容积庞大,单个分解槽容积均在3000-5000M3左右,各级分解槽每小时溢流量在1200-1600M3,每小时约有240-330万大卡的热量,需要通过换热设备降温排放,目前氧化铝生产企业采用传统的不锈钢板式换热器进行降温,通过压力泵送物料进入板式换热器,经与循环冷却水换热实现降温。
板式换热器造价昂贵,运行耗能大,以338M2规格为例,每小时运行功率90千瓦,按年90%运行时间估算,每台套年耗电能在70万千瓦/时以上,大、中型氧化铝生产企业,同类设备均在数十台之多,可谓耗能巨大!而且板式换热器设备在运行中易堵塞,操控繁琐,拆装维护频繁,维修费用可观,影响正常生产运行。
为了克服现有技术设备上的不足和弊端,节能降耗,提升生产力和经济效益,本公司研制发明的氧化铝分解槽的(降温装置)热管换热器,可有效可靠地解决上述难题,每年可节省大量电能和维护费用。
本发明是通过以下技术方案来实现的:
在分解槽顶部安装固定框架,在框架上安装热管换热器,热管换热器受热段再与下部固定框架连接,热管换热器的冷却段安装循环冷却水进水接口和出水接口。热管换热器的受热段伸入到分解槽内的料浆中,吸收热量,通过热管换热器内的工作介质蒸发上下循环将热量传导至热管换热器上部冷却段,再经与循环冷却水热交换,将热量带走排放,即实现了为分解槽内的料浆降温。
热管换热器运行可靠,运行无动力损耗,无物料堵塞,无物料粘附(在氧化铝分解槽料浆中不会结疤)。使用寿命在8年至10年以上,因热管换热器单根独立工作,安装便捷,无需检修维护,具有很高的节能效益和应用价值。与板式换热器相比,设备投资可节省50%以上,节省电能100%(以年产100万吨氧化铝计,10台板式换热器年耗电能应在750万度以上),并可节省检修维护费用。
本公司可为客户设计、制造、指导安装、调试。
为了增进用户对该产品的了解,前五家与我公司联系的用户,本公司可免费在用户所需降温的五级分解槽上各安装壹件本产品试用,验证实效。
重力热管工作原理图说明:
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热管受热段吸收废气(或其它物料)热量,并将热量传给工质(液态),工质吸热后以沸腾与蒸发的形式转变为蒸汽,蒸汽在压差作用下上升至放热段,同时凝结成液体放出汽化潜热,热量传给放热段的冷流体(气体或液体),冷凝液依靠重力回流到受热段。
由于热管内腔抽成高度真空,所以工质极易蒸发沸腾,起动迅速热传输效率高,热管单根独立工作,无需借助外部动力,所以热管运行无动力损耗。
安装热管换热器为氧化铝分解槽降温见以下附图和说明。
以下附图主要标记含义为:
1、分解槽 2、分解槽顶板 3、搅拌器 4、槽壁
R、热管换热器 12、进水管接口
13、出水管接口 L、受热段 M、冷却段 14、供水管道
15、供水连接橡胶管 16、排水管道 17、排水连接橡胶管
18、上部安装框架 19、扁包箍 20、排水管道安装支架
21、下部稳定框架 22、驱动装置 23、承重框架
图一.热管换热器安装及供排水示意图

此图为热管换热器安装工作状态示意图,在分解槽顶部切割方孔,将适当数量安装支架放入,焊牢于顶部承重构架之上,然后吊装热管并加以固定,热管换热器下部亦同时固定在下部框架上,具体安装热管换热器数量根据降温需要而定。循环冷却水从热管下部进水口进入带走热量,从上部出水口排出,即可实现为氧化铝分解槽降温。
图二.热管换热器在氧化铝分解槽顶板上的分布状态示意图
按此图可布置热管换热器160件,根据各级分解槽降温要求不同,决定安装数量。

图三.热管换热器的下部稳定框架与槽壁结合状态示意图

根据工况条件不同,氧化铝分解槽安装热管数量见下表:
工况条件一:冷却水供水温度32℃,每件热管换热器额定流量3吨/时。
氧化铝分解槽料浆流量分别为1200、1500、1700 M3/时

工况条件二:冷却水供水温度35℃,每件热管换热器额定流量3吨/时。
氧化铝分解槽料浆流量分别为1500、1700 M3/时

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