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目前，吨铝的直流电能消耗为13000～14000kW·h，而理论上吨铝电耗值不过6320kW·h，有一半以上的电能以热能的形式散发到环境中的，其中电解槽的侧部散热40％以上。随着大容量铝电解槽的开发，槽散热损失也在逐渐增加。为了降低铝电解行业的能耗，通过在侧部添加换热器回收侧部能量。 在工业铝电解槽上，内衬材料占有很重要的地位。内衬材料的导热系数是计算热平衡的重要数据之一，尤其是侧部电解质结壳的导热系数。本文设计做出了测量导热系数的装置，通过测量已知硅酸钙板的导热系数验证测量装置的准确性。通过对电解质结壳的测量得到其导热系数和温度的关系λ=0.923+0.02×10-3T(密度3.004g/cm3，显孔隙率3.097％)。 铝电解槽中电热场的分布状况直接影响到电解槽的稳定性及电流效率和能量消耗，因此对于电热场场分布状况的深入研究具有重要意义。本文采用通用有限元软件ANSYS对实验室余热回收铝电解槽进行了电热场的模拟仿真。利用APDL建立了参数化的模型，通过该模型对槽内的电、热场进行仿真计算。其结果与该槽的实测值吻合较好，验证了该模型的准确性。 为了进一步了解侧部余热回收对整个电解槽的电热场的影响情况，本文在所建立模型的基础上，对比分析了余热回收前后的电解槽的电、热场。研究结果表明侧部余热回收可以使碳化硅处温度由之前较高的500～700℃降低为300～400℃，这种情况下，有利于槽帮结壳的形成，规整了槽膛内形，进而提高电流效率。同时也导致阴极炭块等温线的上移，以阴极底部中心为例温度由余热回收前的843.3℃降为810.9℃，但不会低于799℃。另外，对整个电解槽的电压降没有明显改变。在模型中只考虑各部分的欧姆电压降，整个电解槽的欧姆电压降为2.218V，其中阳极炭块欧姆压降0.284V，熔融电解质欧姆压降为1.606V，阴极炭块欧姆压降为0.297V，阴极钢棒欧姆为0.031V。熔融电解质的电阻比较大，在阳极投影下边电解质中的电流密度基本一致，电流的方向垂直向下。阳极侧部电解质中电流密度较小，并随着到阳极边缘的距离增加而迅速减小。