新型稳流保温铝电解槽节能技术的工业推广应用

在大量铝电解槽物理场研究的基础上,中国铝业郑州有色金属研究有限公司开发了新型稳流保温铝电解槽节能技术,该技术的目标在于降低电解铝吨铝能耗。基于模拟仿真计算结果,集成铝阴极稳流优化技术、电压平衡优化技术、热场设计优化技术、工艺参数匹配优化技术,形成了新型稳流保温铝电解槽的设计准则。新型稳流保温铝电解槽节能技术自2013年起在200~500kA系列800多台电解槽上推广实施。新型稳流保温铝电解槽稳定运行电压3.75~3.85V,电流效率92.0%~94.0%,吨铝直流电耗12 200~12 500kWh。     

铝电解槽节能潜力分析与应用实践

铝电解槽的电能消耗量与平均电压和电流效率两个因素有关,降低槽电压或者提高电流效率,可降低铝电解槽直流电耗。通过系统测试系列电解槽电压平衡、能量平衡、电流效率,深入挖掘分析,提出了节能降耗技术措施。通过2台试验槽工业试验表明,试验槽平均电压3.819 V,电流效率92.89%,吨铝直流电耗12 251 kWh。与系列电解槽相比,平均电压降低99 mV,电流效率提高1个百分点,吨铝直流电耗降低455 kWh,节能效果显著。     

新型稳流保温铝电解槽节能技术及其工业应用效果

论文简单介绍了新型稳流保温铝电解槽节能技术的开发思路和基本内容,着重从电压优化、电解槽散热减少和效率提高方面分析该技术的应用效果和优势。本技术优化了电解槽的阴极结构,对电解槽的内衬结构进行了更加精细的设计。现场的技术人员对筑炉质量严格把关,确保电解槽长期稳定运行,并根据现场具体情况配套了工艺技术参数,实现电解槽的高效率低能耗运行。新型稳流保温电解槽平均槽电压3.853V,电流效率91.9%,铝液直流电耗12493.9kWh/tAl,较同系列普通槽降959.1kWh/tAl。     

高导电双钢棒铝电解槽生产实践

高导电双钢棒铝电解槽可有效降低铝液水平电流、炉底压降和电解槽的工作极距,同时使电解槽由原来的散热型改为保温型来维持电解槽的热平衡,提高了电解槽低电压运行的稳定性,实现了平均槽电压3.78V和吨铝直流电耗12 270kWh的技术经济指标。     

降低水平电流减少铝液动态波动铝电解节能技术研究

通过计算机模拟仿真研究复合稳流综合节能技术对铝电解过程中阴极铝液内水平电流的影响。结果表明,以高导电方钢为核心的复合稳流综合节能技术可明显降低阴极铝液内水平电流大小,降低电解质-铝液界面变形,提高电解槽内磁流体的稳定性,以此来降低槽电压和提高电流效率,达到节能降耗的作用。为验证仿真模拟结果,在某企业300 kA系列电解槽进行复合稳流综合节能技术工业化试验,采用以高导电钢棒为核心的复合稳流综合节能技术,电解槽内水平电流降低明显,获得了非常小的铝液界面变形量,电解槽生产运行稳定性明显提高,吨铝直流电耗较系列传统槽、201技术槽、双钢棒技术槽都低。     

高效节能技术在大型预焙阳极铝电解槽的应用

为了进一步推进低电压生产,更好地实现节能降耗,某公司在50台电解槽上实施高效节能技术,包括全面升级铝电解槽智能控制系统、应用多参数在线监测系统、优化电解质组分及生产工艺参数、改进预焙阳极结构、优化磷生铁配方等。上述技术措施应用后,节能效果显著,氧化铝浓度可以控制在低浓度区域,平均槽电压、直流电耗、阳极毛耗、炉底压降分别降低了110 mV、326 kWh/t-Al、8 kg、 69 mV,阳极使用周期由以前的31天延长到35天。     

400kA铝电解槽提高电流效率的关键技术研究

提出了提高铝电解槽电流效率的一系列关键技术,并在400kA电解试验槽上运用。结果表明,联合运用具有凸起结构的异形阴极技术、具有排气通道的新型阳极、加宽钢棒及窄缝焊接技术、高导电铝芯复合阳极钢爪技术及钢爪保护环技术、增加保温料覆盖层高度及使用保温型槽盖板技术,试验槽的槽电压由3.990V降低到3.702V,电流效率由原来的91.09%提高到93.01%,平均吨铝直流电耗由原来的13 135kWh降到12 440kWh。     

350kA铝电解槽技术填补国内空白

由青铜峡铝业集团和贵阳铝镁设计研究院研发的“GY-350kA特大型铝电解槽技术开发与系列应用”项目,于2005年5月17日通过了中国有色金属工业协会的技术鉴定。该项目首次应用于250kt/a大型铝电解系列,属国际首创;开发创新GY-350kA特大型铝电解槽“物理场”的研究设计达到国际领先水平,其中“磁场”设计采用的新工艺,满足稳定生产要求;槽内衬侧壁、炉底采用新型材料,其电解槽“热场”仿真计算与测试结果表明,具有槽底保温、侧部散热的明显特征;铝电解槽采用30%高石墨质阴极炭块,炉底电压降比普通阴极块降低50～60mV;新焙烧启动方法,解决了电…     

240 kA铝电解槽新型节能阴极内衬结构的研究与应用

某公司采用的铝电解槽在低电压生产工艺下存在角部伸腿肥大、电解质水平偏低、换极后电压摆动偏多等问题,利用电解槽大修机会,通过选用异型阴极钢棒、高石墨冷捣糊,改进人造伸腿,采用磷生铁浇铸阴极钢棒炭块组装技术和新型内保温材料,对电解槽阴极内衬结构进行优化改进。改进后,新型节能阴极内衬结构电解槽炉底压降降低了39 mV,铝液电解直流电耗降低了249 kW h/t-Al,保温效果和节能效果显著提高,确保了铝电解槽在低电压生产工艺下的能量平衡和长期稳定运行。     

240kA铝电解槽内衬结构优化

对240kA铝电解槽内衬结构进行优化,开发一种新型内衬结构电解槽,并对新型内衬结构进行了电热场仿真计算。生产实践表明,新型内衬结构电解槽解决了低电压下能量不平衡的问题,提高了电解槽在低电压下运行的稳定性,实现了平均槽电压3.80V和吨铝直流电耗12 282kWh的技术经济指标。     

燃气焙烧启动技术在石墨化阴极电解槽的工业应用与分析

燃气焙烧启动技术和石墨化阴极技术是当前电解铝企业面对国家阶梯电价政策要求下全面降低电能消耗的首选技术。通过分析燃气焙烧启动技术优势和石墨化阴极特性,指出了石墨化阴极电解槽采用燃气焙烧时需要提高焙烧温度、调整升温策略和延长焙烧时间等技术措施,并在2台400 kA电解槽上进行了工业应用,达到了启动后无渗漏现象,在平稳运行6个月的时间内,炉底压降可以稳定保持在185 mV以下,吨铝直流电耗为12 269 kWh,达到了行业较好水平。     

240kA铝电解槽低电压生产实践分析

降低槽电压是当前铝电解行业实现节能生产的主要途径.通过对某企业240kA系列电解槽电压平衡进行分析,指出槽电压下降的潜力主要在于电解质压降的降低;而降低电解质压降的主要途径是降低极距及提高分子比.经过一年的生产实践,该系列平均电压降低至3.915V,2011年每吨铝直流电耗相比2010年降低了170kW·h,节电效果明显.     

石墨化阴极在400kA系列电解槽的应用

作为以电力、炭阳极、氧化铝为主力需求的高耗能电解铝企业,为积极响应国家“碳达峰,碳中和”战略目标,某公司率先通过技改措施以达到减碳降耗,采用高导电钢棒、高导电石墨化阴极炭块、强保温底层内衬材料等优化改造方案提高电能利用率,降低综合电耗。以400 kA系列铝电解槽为研究对象,探索石墨化阴极内衬在400 kA系列电解槽上的生产应用研究。石墨化阴极炭块相比石墨质阴极炭块具有更优良的导电性和导热性,可以提高电流效率和电解槽稳定性,阴极压降、平均电压、效应系数和交直流电耗明显降低,电解槽槽寿命亦有所延长,实现了电解槽内衬优化、节能降耗的目标。     

400kA预焙阳极铝电解槽电压平衡分析

铝电解槽电压主要由阳极压降、卡具压降、极间压降、阴极压降、立柱母线压降、阳极母线压降、反电动势及槽周母线压降等部分组成,铝电解生产过程中保持电压平衡是电解槽平稳高效运行的基本条件。通过对400kA预焙铝电解槽电压平衡测定,结合生产现状,对电压平衡调整的方向和措施进行了分析和总结,降低电解槽各部位电压降,加强电解槽生产管理,是节能降耗的有效途径。     

异型阴极在350kA铝电解槽上的应用

通过对异型阴极在350 kA铝电解槽系列的应用,实现了电解槽低电压高电流效率的工艺控制,使吨铝直流电耗降至12 544 kW· h/t-Al.     

400kA系列铝电解槽能量平衡分析

铝电解生产过程中保持能量平衡是电解槽平稳高效运行的基本条件,通过对400kA预焙铝电解槽能量平衡的测定,结合生产现状,对能量平衡调整的方向和措施进行了分析和总结。得出优化内衬设计、降低电解槽各部位电压降、合理控制电解温度、加强电解槽生产管理,是节能降耗的有效途径。