铝电解槽双端节能理论及工业应用_梁学民.pdf

第33卷第3期Volume 33 Number 32023 年 3 月March 2023中国有色金属学报The Chinese Journal of Nonferrous Metals铝电解槽双端节能理论及工业应用梁学民1，冯冰2，曹志成2，孔亚鹏1，陈昱冉1，何季麟1(1.郑州大学 材料科学与工程学院，郑州 450001；2.郑州轻冶科技股份有限公司，郑州 450001)摘 要：介绍了铝电解槽双端节能理论深度研究与开发试验成果，通过对工业条件下热控制模型的研究，建立和构建了双端节能的基本理论和系统架构，分析了炉帮特性与电解质热特性的变化规律，开发了双端节能工业系统(HORRS)，并在4台400 kA铝电解槽上开展了工业化运行测试。对比HORRS系统运行前后电解槽槽电压及电流效率变化，对其运行效果与经济社会效益进行评价，通过电解槽能量流的有效聚集和调控，同时实现了“输入端”与“输出端”的节能目标。有望使电解铝工业实现“柔性生产”和对电网的蓄能调峰，同时为可再生能源开发利用、降低CO2排放发挥支撑作用。关键词：铝电解槽；热特性；热稳定性；能量流优化；双端节能文章编号：1004-0609(2023)-03-0850-12 中图分类号：TF821 文献标志码：A引文格式：梁学民,冯冰,曹志成,等.铝电解槽双端节能理论及工业应用J.中国有色金属学报,2023,33(3):850861.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2023-36728LIANG Xue-min,FENG Bing,CAO Zhi-cheng,et al.Aluminum electrolytic cell double-ports energy-saving theory and industrial applicationJ.The Chinese Journal of Nonferrous Metals,2023,33(3):850861.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2023-36728 目前，电解铝的生产仍以大量的电能消耗为前提，吨铝平均直流电耗高达 13000 kWh12。并且，电解过程的能量利用率只有50%左右，能量严重浪费，电解铝的节能一直是本领域科学研究的主要目标34。在当前“碳达峰碳中和”的历史大背景下，电解铝工业节能降耗仍然是铝冶金科技创新的重要课题5。电解反应的能量平衡是影响电化学反应过程最重要的基础条件6。通过电解槽在运行过程中热特性的动态优化，维持良好的热稳定性是电解槽“输入端节能”技术研究的核心任务。但一方面“输入端节能”领域的研究受到技术瓶颈制约：1)由于电解质的腐蚀性问题，无法实现热特性参数的在线检测，很难对热特性做到及时准确的判断；2)由于现行的热控制模型与电磁稳定性的优化运行目标的相互耦合，在理论上难以建立使工业电解槽获得理想热特性的热控制模型。另一方面，电解生产过程中消耗的能量大部分以热的形式散发至环境当中78，这些逸散热能的捕集、回收及利用是电解槽“输出端节能”的关键。尽管最近二十年来，全球范围内对“输出端节能”投入了大量研究，但受到电解过程的热影响机理、安全性、热回收和利用效率等难题的制约，余热利用的工业化应用停滞不前。输入端节能与输出端节能(双端节能)基本概念DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2023-36728基金项目：河南省重大科技专项(221100320100)；郑州市协同创新重大专项(19XTZX10012)收稿日期：2021-12-20；修订日期：2022-12-20通信作者：梁学民，教授，博士；电话：[phone]；E-mail：lxm_何季麟，教授，博士；电话：[phone]；E-mail：的提出，以及双端节能基本模型、工业系统(HORRS)的开发，为双端节能技术的工业化应用奠定了基础，开辟了电解铝工业节能新的研究领域4。本文对铝电解槽“双端节能”理论进行了深入研究，从实验室和工业层面探讨了电解槽热特性控制机理及节能潜力。1铝电解槽双端节能理论由于电解槽热特性与热稳定性控制问题的制约，“输入端节能”效果的进一步提高受到挑战，电 流 效 率 难 以 突 破 94%，能 量 利 用 率 低 于50%910。通过电解槽槽体输出端，多余的能量全部散失在环境中，而这部分能量的利用几乎没有得到利用。铝电解生产过程中的能量平衡如图1所示，电解槽多余热能与外界热交换形成输出端能量损失。电解质层的欧姆压降是系统富余能量的主要来源，这些能量通过电解槽底部、侧部及上部散失在环境中，以 电 解 槽 上 侧 部 散 热 窗 口 为 主 要 散 热通道1112。1.1双端节能系统结构温度或过热度对电解质物理性质有明显影响，从而影响电化学反应过程，温度的控制是实现输入端节能的关键。本研究根据流程工程学原理，突破克劳修斯“孤立系统”的概念，在耗散结构和自组织理论指导下，把看起来变幻无常的问题转化为动态有序、协同连续的“流”13。据此提出了通过构建铝电解热特性与热流分布之间合理、优化的“流程网络”，实现铝电解开放流程系统温度特性、炉帮调节与电解槽散热/装置调节的非线性“耦合”，从而形成铝电解系统合理的“耗散”结构，使“能量流”在动态有序运行过程中实现耗散“最小化”。同时，解决铝电解槽热稳定性与电解槽电磁稳定性控制的非线性耦合难题，实现铝电解复杂条件下的多变量与目标函数的“解耦”。据此开发了双端节能工业系统(HORRS)，如图2所示。现代铝电解槽一般为“底部保温、侧部散热”结构14。侧部槽壳对流散热约占总散热量的35%，并且温度较高(240350)，相比其他部分散热的回收价值最高。HORRS通过该部位的热能聚集与调节，实现电解槽热特性优化调控的目的。HORRS系统以过热度的调控及热特性优化为核心，达到提高电流效率的目的，并使槽电压保持稳定，以获得平均电压的降低，从而有效降低电解过程的直流电耗。与此同时，HORRS系统将电解槽侧部散热合理聚集并实现高效回收利用，进一步提高铝电解过程的能量利用效率。第 33 卷第 3 期梁学民，等：铝电解槽双端节能理论及工业应用的提出，以及双端节能基本模型、工业系统(HORRS)的开发，为双端节能技术的工业化应用奠定了基础，开辟了电解铝工业节能新的研究领域4。本文对铝电解槽“双端节能”理论进行了深入研究，从实验室和工业层面探讨了电解槽热特性控制机理及节能潜力。1铝电解槽双端节能理论由于电解槽热特性与热稳定性控制问题的制约，“输入端节能”效果的进一步提高受到挑战，电 流 效 率 难 以 突 破 94%，能 量 利 用 率 低 于50%910。通过电解槽槽体输出端，多余的能量全部散失在环境中，而这部分能量的利用几乎没有得到利用。铝电解生产过程中的能量平衡如图1所示，电解槽多余热能与外界热交换形成输出端能量损失。电解质层的欧姆压降是系统富余能量的主要来源，这些能量通过电解槽底部、侧部及上部散失在环境中，以 电 解 槽 上 侧 部 散 热 窗 口 为 主 要 散 热通道1112。1.1双端节能系统结构温度或过热度对电解质物理性质有明显影响，从而影响电化学反应过程，温度的控制是实现输入端节能的关键。本研究根据流程工程学原理，突破克劳修斯“孤立系统”的概念，在耗散结构和自组织理论指导下，把看起来变幻无常的问题转化为动态有序、协同连续的“流”13。据此提出了通过构建铝电解热特性与热流分布之间合理、优化的“流程网络”，实现铝电解开放流程系统温度特性、炉帮调节与电解槽散热/装置调节的非线性“耦合”，从而形成铝电解系统合理的“耗散”结构，使“能量流”在动态有序运行过程中实现耗散“最小化”。同时，解决铝电解槽热稳定性与电解槽电磁稳定性控制的非线性耦合难题，实现铝电解复杂条件下的多变量与目标函数的“解耦”。据此开发了双端节能工业系统(HORRS)，如图2所示。现代铝电解槽一般为“底部保温、侧部散热”结构14。侧部槽壳对流散热约占总散热量的35%，并且温度较高(240350)，相比其他部分散热的回收价值最高。HORRS通过该部位的热能聚集与调节，实现电解槽热特性优化调控的目的。HORRS系统以过热度的调控及热特性优化为核心，达到提高电流效率的目的，并使槽电压保持稳定，以获得平均电压的降低，从而有效降低电解过程的直流电耗。与此同时，HORRS系统将电解槽侧部散热合理聚集并实现高效回收利用，进一步提高铝电解过程的能量利用效率。图1铝电解槽的能量损失分布Fig.1Energy loss distribution of aluminum electrolytic cell851中国有色金属学报2023 年 3 月1.2输入端热控制模型根据工业电解槽电流效率损失动力学模型，电流效率受电解质成分、传质系数、过电压和温度影响。对于一种特定工业铝电解槽而言，除了电解质分子比、氧化铝浓度(电解质成分)，极距、铝液高度(磁流体动力学因素)是传统概念中关键的调控变量，而温度则是受多种因素影响的一个结果。因此，HORRS系统通过铝电解过程中五个实施变量来实现电流效率的最优化，即分子比、氧化铝浓度、极距、铝液高度及电解质过热度(iloss)，如式(1)所表达：iloss=f(CR,KAl2O3,tb,hb,1/hm)(1)式中：CR为电解质分子比；KAl2O3为受Al2O3浓度影响的传质系数；hb电解质高度；hm为铝液高度；tb为代表反应温度条件的电解质过热度。很显然，输入端热控制模型是一个多变量复杂系统。在该模型中，分子比、氧化铝浓度的研究和工业过程的控制已经建立了可靠的系统，因此，获得最佳电化学反应效果的关键在于其余三个变量的平衡。HORRS系统中过热度(温度)在极距和铝液高度相对稳定的情况下，可作为独立变量进行调控，主要受电解槽散热强度的影响。建立在这一热控制模型的基础上，本文开展一系列的工业试验，获得HORRS系统运行数据。2实验与系统测试2.1热特性对炉帮形成影响的研究铝电解槽内的侧部炉帮由凝固电解质组成，炉帮形状通过对电解槽内的热、电及磁流体动力学特性的影响，显著影响电化学反应过程的进行，而热特性的改变是决定炉帮形成的基本因素15。为研究铝电解槽炉帮的结构与成分分布，探究其熔解/析出机制，设计了一种实验室用铝电解槽炉帮熔/析过程的模拟装置，如图3所示。主要包括模拟装置本体、气冷系统和温控系统，模拟装置本体为石墨材质，呈倒T型结构，包括底座和垂直于底座的冷壁构成，置于带有外加热源的坩埚内熔融电解质中。冷壁内加工有长方体空间，作为冷却空腔。冷却空腔与气冷系统连接，通过通入氮气冷却。实验装置通过构建模拟实际铝电解槽侧壁的散热结构，以氮气作为热传输载体模拟散热过程，通过调节冷却气体流速，控制冷壁温度低于电解质初晶温度，使电解质在冷壁上凝固析出，获得完整的凝结物样品，分析铝电解槽内炉帮的熔/析变化机理。2.2HORRS系统集热器研制及测试HORRS系统的集热器是利用热管原理特殊研制的热聚集器(换热器)，导热介质为高品质有机油。图2电解槽能量平衡和HORRS双端节能理论Fig.2Energy balance of electrolytic cell and HORRS double-ports energy-saving theory852第 33 卷第 3 期梁学民，等：铝电解槽双端节能理论及工业应用经过对25种不同结构设计方案，进行了390多次(样品)实验测试获得了一种高性能的专用集热器。集热器的原理见图4(a)，对经过检验合格的集热器进行实验室测试，获得热管温度与介质温度的对应曲线(见图4(b)。该集热器具有以下优点：1)高效传热，可使电解槽侧部热流实现快速调节；2)温度均匀性好，可保证最小的介质流量和稳定的介质温度；3)采用液态换热介质，载热量高，可最大限度实现回收热源的再利用；4)结构精巧，运行安全、可靠，可在电解槽槽壁450温度下稳定运行。2.3HORRS系统结构及工作原理HORRS 系统总体结构示意图如图 5 所示。HORRS系统通过在铝电解槽侧壁安装集热器，采用输出端能量流调控将槽热特性优化与最大限度的热聚集、利用相结合，不但使电解槽“输入端”节能得到进一步提升，而且在理论上使实现铝电解的“输出端节能”成为可能。热流调控对电解槽热特性影响主要考核热流调控对电解槽过热度的影响情况，包括响应周期和影响程度。试验方案为在电解槽不调整工艺技术的条件下，调高或调低换热介质流量，采集电解槽侧壁温度变化及过热度变化曲线，直至系统进入稳定状态。2.4HORRS系统的工业运行测试400 kA铝电解槽工业系统(HORRS)由多组热循环系统、热输出工作站、热输送管网、补水塔、用户端热转换站(电厂端站和供热站)以及智能控制系统组成，项目选择在河南中孚实业股份有限公司图3实验装置实物照片Fig.3Photos of experimental devices:(a)Experimental setup;(b)Furnace side condenser图4HORRS系统的集热器工作原理及测试结果Fig.4 Working principle and test results of collector of HORRS system:(a)Heat pipe working principle;(b)Oil temperature and heat pipe temperature curve853中国有色金属学报2023 年 3 月400 kA系列电解槽某区4台电解槽上实施。供热端冬季接入巩义市政供热首站，夏季接入电厂发电机组回热系统。热循环系统(站)、除盐水热循环系统泵站布置在厂房外侧。选取与4台试验槽槽龄及槽况相近的2台电解槽为对比槽。通过HORRS系统调控试验槽的热稳定性及能量平衡，并控制试验槽的过热度稳定在612的区间。对比槽保持正常的工作状态。工业运行测试的周期为3个月，期间定期采集电解槽的生产运行数据。HORRS系统实物照片如图6所示。3结果与讨论3.1炉帮形状研究结果换热介质流量调整后，炉帮形状的变化规律如图7所示。在保持HORRS系统其它技术参数不变条件下，换热强度调整到3 m3/h并运行6 h后，炉帮最薄处开始增厚。调整25 h后进行测量，炉帮增长稳定，厚度约2.5 cm。换热强度调整至5 m3/h并运行8 h后，炉帮最薄处开始继续增厚。调整25 h后进行测量，炉帮增长稳定，增加厚度约1 cm并图5HORRS系统结构示意图Fig.5Schematic diagram of HORRS system图6试验项目4台400 kA电解槽 HORSS系统(厂房外部)Fig.6HORSS system for four sets of 400 kA electrolytic cells of pilot project(outside plant)854第 33 卷第 3 期梁学民，等：铝电解槽双端节能理论及工业应用且伸腿处有增厚趋势，整个炉帮形状的测试过程总厚度增加3.5 cm。研究结果表明，HORRS系统对于电解槽炉帮形状具有较大的影响，增大换热介质流量将导致电解槽炉帮增厚，有利于电解槽的保温。同时，换热介质流量调整后，炉帮形状需要约24 h才能达到稳定。3.2炉帮特性研究结果图8所示为在氮气流速为30 L/min、过热度为11.5 的条件下保持2 h使系统达到热平衡后获得的样品。由图8可以看出，在冷壁上析出的电解质凝结物(炉帮)厚度不一，上部厚度较大，底部较薄，炉帮形状整体呈T型。进一步通过调节加热源功率，使熔盐电解质的过热度分别维持在2、7、9、11.5、13和14.5，同时调节冷却气体的流量，使冷壁与电解质的温差稳定在20左右，待测试系统达到热平衡后分析凝固炉帮厚度的变化趋势(见图9)。由图9所示的炉帮厚度变化趋势可以看到，随着过热度的升高，炉帮厚度呈近似线性减小的趋势，而且获得的炉帮与工业电解槽炉帮厚度变化趋势相似。图10所示为在过热度为11.5的条件下获得样品截面的SEM像。由图10可以看出，炉帮截面出现了分层，可分为：1)柱状晶体层(C、D)，该层析出的固态电解质结构密实，附着在冷壁表面；2)多孔晶体层(B)，该层固体结构疏松，孔隙率较高；3)炉帮/熔盐界面层(A)，其表面由覆盖多孔晶体层图8实验室模拟获得的炉帮样品图(过热度：11.5)Fig.8Photos of furnace side samples obtained from laboratory simulation(superheat:11.5)图7换热介质流量调整至3 m3/h和5 m3/h后炉帮的形状变化Fig.7Shape change of furnace side after heat exchange medium flow adjusted to 3 m3/h(a)and 5 m3/h(b)855中国有色金属学报2023 年 3 月的固体电解质组成。分析各层的物相与成分发现，附着于冷壁表面的柱状晶体层物质XRD谱(见图11(a)，主相为冰晶石(Na3AlF6)，还含有一些亚冰晶石(Na5Al3F14)成分。多孔结晶层物质XRD谱(见图11(b)显示该层物质的主相为亚冰晶石，冰晶石的含量较少。炉帮/熔盐界面层物质的成分则与熔融电解质的成分相同。这表明炉帮/熔盐界面的融析过程与实际电解槽一致，其融析特性决定炉帮厚度变化和电解质熔体的热稳定性。3.3热特性研究结果图12所示为电解槽槽壁温度随换热介质流量变化。由图12可看出，当换热介质流量由2.5 m3/h调大至5.0 m3/h后，电解槽槽壁温度变化响应较快，30 min后，电解槽侧壁温度从253 降低至234，并在812 h作用达到稳定。当换热介质流量3.2 m3/h调小至2.2 m3/h后，槽壁温度急速上升，30 min后侧壁温度从223 升高至238，并在8 h后升高至242。该研究结果表面，HORRS系统可通过调整换热介质的流量对电解槽的侧部温度进行快速调节，实现电解槽侧部的快速保温或散热。图13所示为换热介质流量调整后过热度变化趋势。由图13可看出，当换热介质流量从5 m3/h调整至2.1 m3/h并运行26 h后，电解质过热度从9 增长至14。当换热介质流量从2.1 m3/h调整至5 m3/h并运行26 h后，电解质过热度从14 降低至9。换热介质流量的调节对电解质过热度的影响明显，在热流调节后第68 h后开始响应，响应过程在2628 h趋于稳态，与炉帮形状的变化相对应。研究结果表明，电解质过热度随侧壁换热强度的改图10炉帮样品的SEM像(过热度：11.5)Fig.10SEM images of furnace side samples(Superheat:11.5)图9不同过热度下炉侧中部厚度变化趋势Fig.9 Trend of thickness change in middle of furnace side under different superheat degrees856第 33 卷第 3 期梁学民，等：铝电解槽双端节能理论及工业应用变呈现出规律性的变化，且由于受炉帮形状、电解质相变、槽状态等复杂过程影响，过热度响应时间存在明显的滞后现象。3.4HORRS系统工业运行结果表1所示为HORRS系统工业运行前后电解槽的热特性发生变化。试验槽最低温度为940.9，最高温度为951.4。从测定结果看，试验槽的电解温度较高，而且在所测试时间段内，槽温稳定。试验槽电解质初晶温度的最低值为930.8，最高为942.1。4台试验槽的过热度控制稳定在8.610.8 之间，2台对比槽定过热度控制稳定在7.914.5 之间。该结果表明，经 HORRS 系统调控后，电解槽的过热度区间变小。表2所示为HORRS系统工业运行前后电解槽平均电压及电流效率变化。由表2可看出，HORRS系统工业运行前后电解槽平均电压显著降低，平均电流效率显著升高。所测定的4台试验电解槽电压总和分别在3.8583.937 V之间，平均值为3.898 V。图11炉帮析出物质的XRD谱Fig.11XRD patterns of condensed material in furnace side:(a)Columnar crystal layer;(b)Porous crystalline layer图12电解槽槽壁温度随换热介质流量变化Fig.12 Temperature of cell wall of electrolytic cell changes with flow rate of heat exchange medium:(a)Increasing flow rate;(b)Decreasing flow rate图13过热度随换热介质流量变化趋势Fig.13Change trend of superheat with heat media flow857中国有色金属学报2023 年 3 月对比槽槽电压分别为4.001 V、3.966 V，平均值为3.984 V。试验槽槽电压比对比槽平均低68 mV，4台试验槽的平均电流效率为 92.67%，相比之下，对照槽的平均电流效率为90.81%。试验槽比对比槽的电流效率高1.86%，表明HORRS系统提高了电解槽的电流效率。3.5输出端能量回收与利用尽管HORRS系统已经充分考虑了回收热源的温度，但对于最高温度仅达200 的低温热源而言，热能利用效率仍然是需要解决的主要问题。为此，采用了两种利用途径的组合设计方案(见图14)：冬季采暖季节(4个月)用于居民采暖，水温可表1HORRS系统工业运行后电解槽热特性变化Table 1Change in thermal characteristics of electrolytic cell after industrial operation of HORRS systemCellTest cell 1Test cell 2Test cell 3Test cell 4Contrast cell 1Contrast cell 2Electrolysis temperature/940.9940.6951.4947.9950.4945.4Liquidus temperature/932.3930.8942.1937.1935.9937.5Superheat temperature/8.69.89.310.814.57.9表2HORRS系统工业运行前后电解槽平均电压及电流效率变化Table 2Changes of average voltage and current efficiency of electrolytic cell before and after industrial operation of HORRS systemCell No.Test cell 1Test cell 2Test cell 3Test cell 4Contrast cell 1Contrast cell 2Average voltage before operation/V3.9404.0024.0223.991Average voltage after operation/V3.8583.9373.8673.9314.0013.966Average current efficiency before operation/%90.0091.1091.1088.4Average current efficiency after operation/%93.4092.3292.5492.4290.4091.22图14HORRS系统中孚工业示范项目热利用方案Fig.14Thermal utilization scheme of demonstration project in Zhongfu Industrial using HORRS system858第 33 卷第 3 期梁学民，等：铝电解槽双端节能理论及工业应用达120，这是最理想的热利用方式，热利用效率90%；而在非采暖季(8个月)，热源将送至火力发电厂的热循环系统，水温达到147，热利用效率仅15%。综合可回收铝电解热能8%以上。4运行效果评价与效益分析经过3个月为周期的工业试验与测试，优化了电解槽磁流体动力学稳定性，电解槽的热特性和热稳定性得到明显改善，电解槽槽体的逸散热能回收效果取得显著效果，体现了HORRS系统对电解槽双端节能的巨大潜力。实验周期内，对4台400 kA工业试验槽采用气体分析法和盘存法，并结合考核期内的实际产铝量计算考核电流效率、电耗。城市热网与发电端计量结果表明，HORRS系统吨铝可节能784.5 kWh(热电合计)以上，实现电解槽综合节能6.03%，具体指标如下：1)通过热特性优化实现了槽电压低于3.9 V(在原有基础上降低80100 mV)；降低过热度45，电流效率提高 0.7%以上，实现输入端吨铝节电379 kWh以上。2)通过输出端热能聚集与回收利用，吨铝回收热能用于城市供热308 kWh，用于发电，吨铝增加发电量97.5 kWh。本项目形成了整套技术与装备，由于其节能效果显著，符合国家的产业政策，企业需求迫切，可广泛应用于国内同类铝电解行业。对电解铝企业节能降耗，降低成本、提高企业竞争力具有深刻的现实意义，具有广阔的发展前景，对当前建设资源节约型企业和进一步推动我国铝行业电解综合技术水平的提高都具有十分重要的意义。项目实施后使电解铝能量利用率在现有基础上提升了5%6%。按照全国范围内推广应用预测，按照吨铝节能784.5 kWh(热电合计)，50万t/a系列年节能39225万kWh，折合标准煤9.518万t，减排CO2排放量减少24.98万t；按全国推广80%计算，年节能234亿kWh，折合CO2减排1490万t，HORRS系统的推广将带来巨大的经济效益和社会效益。5结论1)进一步优化铝电解槽的热特性及其稳定性，并改善磁流体动力学对电解过程的影响，可降低槽电压，提高电流效率，从而使“输入端节能”达到最低的能耗水平，获得吨铝500 kWh以上的节能潜力。2)推动电解铝“输出端节能”，我国电解铝工业整体将可提供1亿m2以上的居民采暖，年净增加余热发电总量近50亿kW，从而使铝电解的能量利用率提高8%10%，实现电解铝能源的跨行并用、生态融合和绿色发展；3)未来的开发计划将利用HORRS技术应对电网的峰谷波动，实现铝电解“柔性生产”，以获得更高的经济效益，并利用其工业“虚拟电池”特性实现对电网的蓄能调峰，为有效利用和消纳新能源电力提供技术支撑，促使电解铝工业为国家电网发展发挥积极作用。REFERENCES1杨健壮,魏致慧.铝电解节能降耗技术研究与应用现状J.甘肃冶金,2020,42(4):4447.YANG Jian-zhuang,WEI Zhi-hui.Research and application status of energy saving technology for aluminum electrolysisJ.Gansu Metallurgy,2020,42(4):4447.2BARZI Y M,ASSADI M,PARHAM K.A waste heat recovery system development and 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energy-saving theory and industrial applicationLIANG Xue-min1,FENG Bing2,CAO Zhi-cheng2,KONG Ya-peng1,CHEN Yu-ran1,HE Ji-lin1(1.School of Material Science and Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,China;2.Zhengzhou Light Metallurgy Technology Company,Xuzhou,Zhengzhou 450001,China)Abstract:This paper presents the in-depth research and experiments results on the theory of double-port energy saving in aluminum electrolytic cells.The basic theory and system architecture of double-port energy saving were established and constructed through laboratory research and thermal control modeling under industrial conditions.The variation law of furnace side characterist