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        鋁電解生產(chǎn)降低能耗途徑的探索

        2013-05-30 04:52:44白茂祿
        關(guān)鍵詞:鋁電解降低

        白茂祿

        【摘 要】本文分析探索工藝技術(shù)條件的優(yōu)化技術(shù),從實(shí)際出發(fā)闡述了鋁電解槽生產(chǎn)所需(電能)能源與熱量收支情況??偨Y(jié)多年生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出,通過提高電流效率和降低槽平均電壓可以有效降低鋁電解生產(chǎn)的電能消耗。

        【關(guān)鍵詞】鋁電解;電能消耗;降低

        1.鋁電解生產(chǎn)的能源

        鋁電解的直流電能。在鋁電解生產(chǎn)中,其能源主要是直流電能,約占整個消耗的97%左右。但在整個世界范圍內(nèi),所有發(fā)電廠輸出的電能均為高壓交流電,要使之變成能用于電解生產(chǎn)的低壓直流電,必須進(jìn)行變壓整流。我國目前各個鋁電解企業(yè)的變壓整流效率大多數(shù)為96.5~97.5%之間。通過整流后的直流電,可直接送入電解槽上用于鋁電解生產(chǎn)。

        3.提高電流效率的探索

        3.1 低氧化鋁濃度的探索

        當(dāng)Al2O3濃度進(jìn)入高濃度敏感區(qū)時,隨著Al2O3濃度升高而槽電壓升高,此時系統(tǒng)誤認(rèn)為是Al2O3濃度在降低而引起的槽電壓升高,系統(tǒng)進(jìn)行過加工,會很快造成沉淀。所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)濃度進(jìn)入高濃度區(qū)時(一般認(rèn)為超過4%)要及時進(jìn)行控料調(diào)整,防止沉淀的產(chǎn)生。

        我們在生產(chǎn)過程中控制Al2O3的濃度范圍要達(dá)到的目的是:“既不容易發(fā)生突發(fā)效應(yīng),又不會導(dǎo)致沉淀產(chǎn)生”。在CR低于2.5時,一般認(rèn)為該范圍是在1.5-3.5%。我們控制的范圍是1.8-3%,可以得到較高的效應(yīng)受控率,且不易產(chǎn)生沉淀[4]。

        3.2 適宜的兩水平

        鋁液水平對電流效率的影響大致趨勢是,隨著鋁水平的提高,有利于電流效率的提高。

        需要說明的是,生產(chǎn)實(shí)踐指出,鋁液水平要和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。操作中鋁水平也不宜過高,以防止冷行程槽子的出現(xiàn),引發(fā)病槽降低電流效率。

        電解質(zhì)水平在鋁電解生產(chǎn)中非常重要,有電解槽“血液”之稱。在電解過程中起著溶解氧化鋁、導(dǎo)電和保持熱量的作用。保持穩(wěn)定的電解質(zhì)水平,可以增強(qiáng)槽子的熱穩(wěn)定性和自調(diào)節(jié)能力。

        保持適當(dāng)較高的電解質(zhì)水平,則電解質(zhì)量大,溶解的AL2O3多,可免除爐底產(chǎn)生大量沉淀;同時熱穩(wěn)定性好,可使電解槽在較低溫度下穩(wěn)定運(yùn)行,提高電流效率。在電解質(zhì)的保持上,要避免電解質(zhì)水平過高或過低的情況,這兩種情況對生產(chǎn)都有不利影響,有礙于電流效率的提高。

        在工業(yè)生產(chǎn)上,如果電解溫度升高,則槽底和槽側(cè)的沉淀和結(jié)殼熔化,使電解液水平升高而鋁液水平降低;反之,如溫度降低,則沉淀和結(jié)殼增多,造成電解質(zhì)水平萎縮而鋁液水平上升。我們現(xiàn)場操作的關(guān)鍵是要根據(jù)電解槽狀況調(diào)整、保持好電解液水平和鋁液水平。只有這樣才能使電解槽的槽溫保持穩(wěn)定,各種技術(shù)條件保持平穩(wěn),進(jìn)而使電解槽保持平穩(wěn),達(dá)到平穩(wěn)生產(chǎn):平穩(wěn)出效率,平穩(wěn)創(chuàng)指標(biāo),平穩(wěn)降成本,平穩(wěn)減能耗的目的。平穩(wěn)生產(chǎn)是我們管理所追求的目標(biāo),可以減少(避免)病槽發(fā)生,很大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

        4.降低平均電壓的實(shí)踐探索

        4.1降低設(shè)定電壓

        使用電解槽陰極新型結(jié)構(gòu)進(jìn)行低電壓生產(chǎn),目前,某廠某工區(qū)某180KA陰極新型結(jié)構(gòu)電解槽啟動后,兩周時間內(nèi),設(shè)定電壓已降到3.80mv左右,爐底壓降320mv左右,陽極、陰極電流分布均勻,槽況平穩(wěn),最終要降到目標(biāo)值3.75mv左右。

        4.2降低效應(yīng)分?jǐn)傠妷?/p>

        陽極效應(yīng)雖然有分離電解質(zhì)中炭渣、清潔電解質(zhì)、降低電解質(zhì)壓降及清理爐底的優(yōu)點(diǎn),但是它對電解生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性破壞很大:

        陽極效應(yīng)發(fā)生前的一段時間內(nèi),電壓處在較劇烈的波動狀態(tài)之中,使電解質(zhì)、鋁液的流動變得紊亂,鋁的二次反應(yīng)增加大大降低電流效率。

        發(fā)生陽極效應(yīng)時,槽電壓較高,耗費(fèi)大量的電能,其中一部分轉(zhuǎn)化為熱能,加熱了電解質(zhì)和鋁液,且熔化爐幫,一定程度地破壞了電解槽的正常生產(chǎn)狀態(tài)[5]。

        5.結(jié)論

        降低電解槽平均電壓是降低電能消耗的很好途徑,但要注重抓好電解槽各部分連接壓降的定期處理工作和各項操作質(zhì)量,力求實(shí)現(xiàn)電解槽的平穩(wěn)生產(chǎn),才是實(shí)現(xiàn)鋁電解槽的生產(chǎn)低能耗的可靠途徑。

        使用電解槽新型結(jié)構(gòu),實(shí)行精細(xì)化管理,采取精耕細(xì)作的作業(yè)方法,嚴(yán)格操作規(guī)程保持穩(wěn)定的技術(shù)條件是提高電流效率、降低電解槽能量消耗的最有效途徑。 [科]

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]邱竹賢編著.預(yù)焙槽煉鋁(第3版).—冶金工業(yè)出版社,2005.

        [2]田應(yīng)莆編著.大型預(yù)焙鋁電解槽生產(chǎn)實(shí)踐—中南工業(yè)大學(xué)出版社.

        [3]青鋁人編著.現(xiàn)代大型預(yù)焙槽生產(chǎn)技術(shù)—東北工業(yè)大學(xué)出版社.

        [4]馮乃祥編著.鋁電解—化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

        [5]冷正旭.鋁電解低電壓節(jié)能技術(shù)初步實(shí)驗(yàn).節(jié)能降耗工作會議,2005.8.

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