申请/专利权人：东北大学设计研究院(有限公司)

申请日：2019-03-07

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN109722680B

主分类号：C25C3/22

分类号：C25C3/22;C25C3/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.05.31#实质审查的生效;2019.05.07#公开

摘要：一种电解烟气净化排烟管网及阻力平衡调节方法，包括排烟支管和排烟总管，所述排烟支管包括端法兰Ⅰ、进风管、梯形断面管Ⅰ、调节直管、梯形断面管Ⅱ、出风管和端法兰Ⅱ，所述端法兰Ⅰ一端与进风管一端相连，进风管另一端与梯形断面管Ⅰ一端相连，梯形断面管Ⅰ另一端与调节直管一端相连，调节直管另一端与梯形断面管Ⅱ一端相连，梯形断面管Ⅱ另一端与出风管一端相连，出风管另一端与端法兰Ⅱ一端相连；所述排烟支管进风口与电解槽的出风管相连，排烟支管的出风口与排烟总管进风口相连，排烟总管出风口与除尘器进口相连。通过电解槽出口的负压平衡调节和多级排烟管道集气系统，提高电解槽集气效率、降低排烟管网阻力的不平衡率。

主权项：1.一种电解烟气净化排烟管网，其特征在于，包括排烟支管和排烟总管，所述排烟支管包括端法兰Ⅰ、进风管、梯形断面管Ⅰ、调节管、梯形断面管Ⅱ、出风管和端法兰Ⅱ，所述端法兰Ⅰ一端与进风管一端相连，进风管另一端与梯形断面管Ⅰ一端相连，梯形断面管Ⅰ另一端与调节管一端相连，调节管另一端与梯形断面管Ⅱ一端相连，梯形断面管Ⅱ另一端与出风管一端相连，出风管另一端与端法兰Ⅱ一端相连；所述排烟支管进风口与电解槽的出风管相连，排烟支管的出风口与排烟总管进风口相连，排烟总管出风口与除尘器进口相连；所述进风管的外径与梯形断面管Ⅰ的大端外径相等，梯形断面管Ⅰ的小端外径与调节管的外径相等；所述出风管的外径与梯形断面管Ⅱ的大端外径相等，梯形断面管Ⅱ的小端外径与调节管的外径相等；所述梯形断面管Ⅰ和梯形断面管Ⅱ的腰线与水平面之间的夹角α为90-180°。

全文数据：一种电解烟气净化排烟管网及阻力平衡调节方法技术领域本发明专利涉及电解铝烟气治理技术领域，特别是一种电解烟气净化排烟管网及阻力平衡调节方法。背景技术目前，国内系列化投入运营的NEUI600kA级大容量铝电解槽技术具有显著的技术和经济优势。为充分发挥铝电解槽大型化带来的优势，配套设施如烟气净化排烟管网也需要随之大型化。但是烟气净化排烟管网的大型化，会给电解槽出口的负压平衡和整个排烟管网的阻力平衡带来新的不利影响。目前，国内铝电解槽出口排烟支管阻力平衡是通过调节安装在排烟支管上阀门和优化设计排烟总管网的阻力平衡相结合来实现的。在传统排烟管网阻力平衡调节模式下，受阀体定位机构的限制，不仅排烟支管阻力的平衡率难以保证，而且投产后阻力平衡调节工作量大；另外，架空排烟管道上的阀门调节工作需要经常性的高空作业，存在安全隐患。当排烟支管上阀门调节失效时，会导致整个排烟管网阻力失衡，使电解槽内风量、风压失衡，进而导致电解槽有大量的有害烟气逸散到电解车间内，污染电解车间内作业环境，不利于劳动者的身体健康。因此，如何提高电解槽出口负压平衡和整个排烟管网的阻力平衡是铝行业重点关注的课题之一。发明内容针对上述现有技术的不足，本发明专利提供了一种电解烟气净化排烟管网及阻力平衡调节方法。铝电解生产时，从电解槽中会产生大量的烟气，在引风机的作用下，电解烟气首先被电解槽内集气排烟系统收集，随后依次进入排烟支管、排烟总管网，最后经除尘器净化处理后达标排放。为提高电解槽集气的效率和降低排烟管网阻力的不平衡率，本专利通过电解槽出口的负压平衡预设调节和多级排烟管道集气，实现了整个电解烟气净化排烟管网的阻力平衡。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电解烟气净化排烟管网，包括排烟支管和排烟总管，所述排烟支管包括端法兰Ⅰ、进风管、梯形断面管Ⅰ、调节管、梯形断面管Ⅱ、出风管和端法兰Ⅱ，所述端法兰Ⅰ一端与进风管一端相连，进风管另一端与梯形断面管Ⅰ一端相连，梯形断面管Ⅰ另一端与调节管一端相连，调节管另一端与梯形断面管Ⅱ一端相连，梯形断面管Ⅱ另一端与出风管一端相连，出风管另一端与端法兰Ⅱ一端相连；所述排烟支管进风口与电解槽的出风管相连，排烟支管的出风口与排烟总管进风口相连，排烟总管出风口与除尘器进口相连。所述进风管的外径与梯形断面管Ⅰ的大端外径相等，梯形断面管Ⅰ的小端外径与调节管的外径相等。所述出风管的外径与梯形断面管Ⅱ的大端外径相等，梯形断面管Ⅱ的小端外径与调节管的外径相等。所述梯形断面管Ⅰ和梯形断面管Ⅱ的腰线与水平面之间的夹角α为90-180°。所述排烟支管均由Q235钢板制成，且排烟支管内表面和外表面均涂有防锈高温油漆。排烟总管包括四个一级排烟管、两个二级排烟管和一个三级排烟管，四个一级排烟管分别为一级排烟管Ⅰ，一级排烟管Ⅱ，一级排烟管Ⅲ和一级排烟管Ⅳ，两个二级排烟管分别为二级排烟管Ⅰ和二级排烟管Ⅱ，所述一级排烟管Ⅰ和一级排烟管Ⅱ进口与若干排烟支管出口相连，一级排烟管Ⅰ和一级排烟管Ⅱ出口与二级排烟管Ⅰ进口相连，所述一级排烟管Ⅲ和一级排烟管Ⅳ进口与若干排烟支管出口相连，一级排烟管Ⅲ和一级排烟管Ⅳ出口与二级排烟管Ⅱ进口相连，所述二级排烟管Ⅰ和二级排烟管Ⅱ出口均与三级排烟管进口相连，所述四个排烟总管组成排烟总管网。一种电解烟气净化排烟管网的阻力平衡调节方法，采用一种电解烟净化排烟管网，包括以下步骤：步骤1，将排烟支管的进风管进风口处的端法兰Ⅰ通过螺栓与电解槽出风管上的法兰固定安装，将排烟支管的出风管出风口的端法兰Ⅱ通过螺栓与排烟总管进风口上的法兰固定安装，最后将排烟总管的出风口与除尘器进风口相连；步骤2，铝电解生产时，从电解槽中会产生大量的烟气，在引风机的作用下，电解烟气首先被电解槽内集气排烟系统收集，随后经过电解槽的出风管进入排烟支管的进风管，进入排烟支管的烟气，经过排烟支管的梯形断面管Ⅰ、调节管和梯形断面管Ⅱ，完成烟气均匀收集，减少无组织排放，通过电解槽出口的负压平衡预设调节和多单元排烟管道集气，实现了整个电解烟气净化排烟管网系统的阻力平衡，排烟支管内的烟气经过排烟支管的出口，进入到排烟总管内，流经排烟总管的烟气进入除尘器内，经过除尘器处理达标后排放。本发明的有益效果为：1、本发明一种电解烟气净化排烟管网阻力平衡调节的方法，通过电解槽出口的负压平衡预设调节和多级排烟管道集气系统，提高铝电解槽集气效率、降低排烟管网阻力的不平衡率。2、本发明一种电解烟气净化排烟管网阻力平衡调节的方法，通过电解槽出口的圆型支烟管上设置不同梯形断面来调节支烟管段阻力，实现并联排烟支管间的阻力平衡。3、本发明排烟支管，实现电解槽烟气均匀收集，提高电解槽的集气效率，减少烟气的无组织排放。4、本发明一种电解烟气净化排烟管网阻力平衡调节的方法，排烟支管上的梯形断面管的设置，使电解槽负压在200-300Pa范围内波动时，阻力平衡率可以控制在10％以内，后期无需大量的阻力平衡调节工作。5、本发明一种电解烟气净化排烟管网阻力平衡调节的方法，通过电解槽出口的圆型排烟支管上预设不同梯形断面管来调节排烟直管段阻力，可以降低末端排烟支管阻力损失15-25Pa，从而降低整个排烟管网的运行能耗。6、本发明排烟支管均为无阀门设计，单个排烟支管的投资费用减少3000-3500元，同时可以防范工人高空作业的安全隐患。可为电解铝行业带来良好的环境效益和社会、经济效益。说明书附图图1为本发明排气支管结构示意图；图2为本发明电解烟气净化排烟管网结构示意图；图3为本发明电解烟气净化排烟管网A处放大示意图；图4为本发明电解烟气净化排烟管网B处放大示意图；1-端法兰Ⅰ，2-进风管，3-梯形断面管Ⅰ，4-调节管，5-梯形断面管Ⅱ，6-出风管，7-端法兰Ⅱ，8-排烟支管，9-电解槽，10-排烟总管，11-除尘器，12-三级排烟管，13-一级排烟管Ⅰ，14-一级排烟管Ⅱ，15-一级排烟管Ⅲ，16-一级排烟管Ⅳ，17-二级排烟管Ⅰ，18-二级排烟管Ⅱ。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。如图1-图4所示，一种电解烟气净化排烟管网，包括排烟支管8和排烟总管10，所述排烟支管8包括端法兰Ⅰ1、进风管2、梯形断面管Ⅰ3、调节管4、梯形断面管Ⅱ5、出风管6和端法兰Ⅱ7，所述端法兰Ⅰ1直管段套设在进风管2外圆面上，且端法兰Ⅰ1与进风管2一端焊接固定，进风管2另一端与梯形断面管Ⅰ3大径端焊接，梯形断面管Ⅰ3小径端与调节管4一端焊接，调节管4另一端与梯形断面管Ⅱ5小径端焊接，梯形断面管Ⅱ5大径端与出风管6一端焊接，出风管6另一端外圆面套设有端法兰Ⅱ7，且出风管6与端法兰Ⅱ7焊接固定；所述排烟支管8进风口与电解槽9的出风管相连，排烟总管10包括四个一级排烟管、两个二级排烟管和一个三级排烟管12，四个一级排烟管分别为一级排烟管Ⅰ13，一级排烟管Ⅱ14，一级排烟管Ⅲ15和一级排烟管Ⅳ16，两个二级排烟管分别为二级排烟管Ⅰ17和二级排烟管Ⅱ18，所述一级排烟管Ⅰ13和一级排烟管Ⅱ14进口与若干排烟支管8出口相连，一级排烟管Ⅰ13和一级排烟管Ⅱ14出口与二级排烟管Ⅰ17进口相连，所述一级排烟管Ⅲ15和一级排烟管Ⅳ16进口与若干排烟支管8出口相连，一级排烟管Ⅲ15和一级排烟管Ⅳ16出口与二级排烟管Ⅱ18进口相连，所述二级排烟管Ⅰ17和二级排烟管Ⅱ18出口均与三级排烟管12进口相连，所述四个排烟总管10组成排烟总管网，电解车间电解槽9、排烟支管8分成十六个处理单元，每个单元负责处理9-10台电解槽9产生的烟气，且电解槽9出口的排烟支管8上设置可变梯形断面来满足调节阻力的需要，提高了处理单元内电解槽9出口间负压和风量的均衡性。十六个处理单元依次汇总成为八单元、四单元和两单元，从而实现对电解槽9烟气的均衡收集，排烟支管8的出风口与排烟总管10的一级排烟管进风口相连，排烟总管10三级排烟管12出风口与除尘器11进口相连。所述进风管2的外径与梯形断面管Ⅰ3的大端外径相等，梯形断面管Ⅰ3的小端外径与调节管4的外径相等。所述出风管6的外径与梯形断面管Ⅱ5的大端外径相等，梯形断面管Ⅱ5的小端外径与调节管4的外径相等。所述梯形断面管Ⅰ3和梯形断面管Ⅱ5的腰线与水平面之间的夹角α为90-180°。所述排烟支管8均由Q235钢板制成，且排烟支管8内表面和外表面均涂有防锈高温油漆。一种电解烟气净化排烟管网的阻力平衡调节方法，采用一种电解烟净化排烟管网，包括以下步骤：步骤1，通过CFD软件对排烟支管8的流场和阻力的分析，并根据流场和阻力对排烟支管8进行优化设计；将排烟支管8的进风管2进风口处的端法兰Ⅰ1通过螺栓与电解槽9出风管上的法兰固定安装，将排烟支管8的出风管6出风口的端法兰Ⅱ7通过螺栓与排烟总管10进风口上的法兰固定安装，最后将排烟总管10的出风口与除尘器11进风口相连；步骤2，铝电解生产时，从电解槽9中会产生大量的烟气，在引风机的作用下，电解烟气首先被电解槽9内集气排烟系统收集，随后经过电解槽9的出风管进入排烟支管8的进风管2，进入排烟支管8的烟气，经过排烟支管8的梯形断面管Ⅰ3、调节管4和梯形断面管Ⅱ5减小排烟支管8的阻力值，完成烟气均匀收集，减少无组织排放，通过电解槽9出口的负压平衡预设调节和多级排烟管道集气，实现了整个电解烟气净化排烟管网系统的阻力平衡，排烟支管8内的烟气经过排烟支管8的出口，进入到排烟总管10内，流经排烟总管10的烟气进入除尘器11内，经过后续除尘器11处理达标后排放。

权利要求：1.一种电解烟气净化排烟管网，其特征在于，包括排烟支管和排烟总管，所述排烟支管包括端法兰Ⅰ、进风管、梯形断面管Ⅰ、调节管、梯形断面管Ⅱ、出风管和端法兰Ⅱ，所述端法兰Ⅰ一端与进风管一端相连，进风管另一端与梯形断面管Ⅰ一端相连，梯形断面管Ⅰ另一端与调节管一端相连，调节管另一端与梯形断面管Ⅱ一端相连，梯形断面管Ⅱ另一端与出风管一端相连，出风管另一端与端法兰Ⅱ一端相连；所述排烟支管进风口与电解槽的出风管相连，排烟支管的出风口与排烟总管进风口相连，排烟总管出风口与除尘器进口相连。2.根据权利要求1所述的一种电解烟气净化排烟管网，其特征在于：所述进风管的外径与梯形断面管Ⅰ的大端外径相等，梯形断面管Ⅰ的小端外径与调节管的外径相等。3.根据权利要求1所述的一种电解烟气净化排烟管网，其特征在于：所述出风管的外径与梯形断面管Ⅱ的大端外径相等，梯形断面管Ⅱ的小端外径与调节管的外径相等。4.根据权利要求1所述的一种电解烟气净化排烟管网，其特征在于：所述梯形断面管Ⅰ和梯形断面管Ⅱ的腰线与水平面之间的夹角α为90-180°。5.根据权利要求1所述的一种电解烟气净化排烟管网，其特征在于：所述排烟支管均由Q235钢板制成，且排烟支管内表面和外表面均涂有防锈高温油漆。6.根据权利要求1所述的一种电解烟气净化排烟管网，其特征在于：排烟总管包括四个一级排烟管、两个二级排烟管和一个三级排烟管，四个一级排烟管分别为一级排烟管Ⅰ，一级排烟管Ⅱ，一级排烟管Ⅲ和一级排烟管Ⅳ，两个二级排烟管分别为二级排烟管Ⅰ和二级排烟管Ⅱ，所述一级排烟管Ⅰ和一级排烟管Ⅱ进口与若干排烟支管出口相连，一级排烟管Ⅰ和一级排烟管Ⅱ出口与二级排烟管Ⅰ进口相连，所述一级排烟管Ⅲ和一级排烟管Ⅳ进口与若干排烟支管出口相连，一级排烟管Ⅲ和一级排烟管Ⅳ出口与二级排烟管Ⅱ进口相连，所述二级排烟管Ⅰ和二级排烟管Ⅱ出口均与三级排烟管进口相连，所述四个排烟总管组成排烟总管网。7.一种电解烟气净化排烟管网的阻力平衡调节方法，采用权利要求1所述的一种电解烟净化排烟管网，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将排烟支管的进风管进风口处的端法兰Ⅰ通过螺栓与电解槽出风管上的法兰固定安装，将排烟支管的出风管出风口的端法兰Ⅱ通过螺栓与排烟总管进风口上的法兰固定安装，最后将排烟总管的出风口与除尘器进风口相连；步骤2，铝电解生产时，从电解槽中会产生大量的烟气，在引风机的作用下，电解烟气首先被电解槽内集气排烟系统收集，随后经过电解槽的出风管进入排烟支管的进风管，进入排烟支管的烟气，经过排烟支管的梯形断面管Ⅰ、调节管和梯形断面管Ⅱ，完成烟气均匀收集，排烟支管内的烟气经过排烟支管的出口，进入到排烟总管内，流经排烟总管的烟气进入除尘器内，经过除尘器处理达标后排放。

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