铝电解是高能耗产业，然而在现有的工艺技术条件下，其能源利用率不足50％，铝电解生产过程中排放的大量烟气以及铝电解槽侧壁槽壳的散热是造成能源利用率低的主要原因。由于这部分余热品位低，至今没有得到有效利用。有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle，简称ORC）具有蒸发压力和冷凝压力较低、热效率较高等优点，是一种有效的回收低温余热的技术。因此，利用ORC技术回收铝电解槽低温余热对提高铝电解行业的能源利用率具有重要的现实意义。　　本文以提高铝电解行业的能源利用率为目的，在对国内外相关技术领域充分调研的基础上，以国内某电解铝厂的400 kA铝电解槽的低温余热为研究对象，对有机朗肯循环发电技术进行了研究。本文主要完成的工作及相关结论如下:　　1)对ORC发电系统性能进行了热力分析。以R123、R141b和R245fa三种有机工质为例，利用Matlab软件对ORC系统的热力性能进行编程计算，分析了蒸发压力和热源温度对ORC发电系统性能的影响。结果表明:以R123为循环工质的ORC系统的整体性能较好。　　2)搭建了小型ORC发电系统实验台，以热风炉产生的烟气来模拟铝电解槽产生的低温烟气，对ORC系统性能进行了实验研究。结果表明:系统的输出功率、(炯)效率以及热效率随着蒸发压力、热源温度的升高而增大;而工质过热度对系统性能的影响较小。实验得到的膨胀机的最高效率为56％，系统的最大输出功率为645 W。系统的最大(炯)效率和热效率分别为4.4％和8.5％。　　3)设计了一种用于铝电解槽侧壁余热ORC发电系统中的高效换热器，利用Fluent软件对换热器的换热性能和流通性能进行了仿真计算分析。结果表明:工质在换热器出口处的平均温度为89℃，总压力损失为853.1 Pa，满足换热器的设计要求。另外，工质改由换热器的两侧进入后，能够极大的改善换热器的换热性能。最后，研究了换热器基面热流密度、工质进口速度、压力以及温度对换热器性能的影响。