高温烟气焙烧技术在75kA预焙槽上的开发应用

论文摘要

铝电解槽焙烧质量对电解槽的槽寿命有很大的影响,目前国内一般采用铝液焙烧法和焦粒焙烧法对电解槽进行焙烧,由于热冲击和加热不均匀等原因,使铝电解槽的寿命大大缩短。本文结合国内外相关领域的研究现状,在75kA预焙铝电解槽上进行了高温烟气焙烧新方法的研究。主要研究工作及内容如下: 1.针对常规焙烧方法的缺点,开发了75kA铝电解槽高温烟气焙烧装置。 2.通过建立数学模型的方法对燃烧装置分配室进行了模拟,根据流场和温度场模拟结果对各个分配口结构进行了优化。 3.结构优化后的燃烧装置进行了实验室试验运行,验证了燃烧装置具有非常好的升温控制能力和温度与能量的平衡能力。 4.将开发的铝电解槽高温烟气焙烧技术和装置应用于山西关铝公司75kA铝电解槽上,取得了较好的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 概述
• 1.2 国内外铝电解槽焙烧技术现状
• 1.2.1 铝液焙烧法
• 1.2.2 炭粒（粉）焙烧法
• 1.2.3 燃料焙烧
• 1.3 本课题要解决的问题
• 1.3.1 75KA铝电解槽高温烟气焙烧用燃烧装置的实验研究
• 1.3.2 高温烟气焙烧的分配室结构研究
• 1.3.3 预焙槽高温烟气焙烧的实验研究
• 1.3.4 高温烟气焙烧铝电解预焙槽的工业实践
• 第二章 75KA铝电解槽高温烟气焙烧用燃烧装置研究
• 2.1 75KA铝电解槽高温烟气焙烧用燃烧器的研究
• 2.1.1 高温烟气焙烧用燃料的选择
• 2.1.2 高温烟气焙烧用燃烧器的结构
• 2.1.3 高温烟气焙烧用燃油燃烧器的喷嘴结构实验
• 2.2 高温烟气焙烧的分配室结构的冷态实验研究
• 2.2.1 实验装置及研究方法
• 2.2.2 各个喷口的速度分布与喷管的流量分配
• 2.2.3 分配室与各个喷管的压力分布
• 2.3 小结
• 第三章 75KA系列槽焙烧的流场与温度场数值模拟研究
• 3.1 研究对象及物理模型
• 3.2 数学模型的建立
• 3.2.1 控制方程
• 3.2.2 边界条件
• 3.2.3 数值计算方法与网格划分
• 3.3 高温烟气焙烧用分配室的流场与温度场
• 3.4 高温烟气焙烧用分配室的结构优化
• 3.4.1 分配室流量和能量分配的影响因素分析
• 3.4.2 分配室结构的优化
• 3.5 小结
• 第四章 模拟电解槽高温烟气焙烧实验研究
• 4.1 实验装置
• 4.1.1 实验台设计
• 4.1.2 实验装置及检测系统
• 4.2 实验内容与方法
• 4.3 实验结果及分析
• 4.3.1 燃烧特性
• 4.3.2 排烟口位置
• 4.3.3 烟气含氧量
• 4.3.4 热态总体实验
• 4.4 小结
• 第五章 75KA铝电解槽高温烟气焙烧的工业应用
• 5.1 铝电解槽高温烟气焙烧系统
• 5.1.1 燃烧装置
• 5.1.2 检测与控制系统
• 5.1.3 燃烧装置的技术指标
• 5.2 高温烟气焙烧技术在75KA预焙槽上的应用
• 5.2.1 75KA系列槽燃油高温烟气焙烧实验
• 5.2.2 75KA系列槽焦粒焙烧
• 5.2.3 75KA系列高温烟气焙烧的效果
• 5.2.4 75KA系列焙烧的费用对比
• 5.3 小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 攻读学位期间的主要研究成果