300kA曲面阴极电解槽设计仿真与生产实践分析

从300 kA铝电解槽曲面阴极的设计、仿真和生产实践两方面对铝电解的运行过程进行分析研究,若采用曲面阴极,电解槽的热场、磁场、流场与阴极电解槽基本一致,但可以改善铝液和阴极炭块中的电流分布的均匀性,减少铝液的波动;曲面阴极电解槽运行的安全性较高、效应系数较低,节能效果显著.通过与普通阴极电解槽的比较得出：目前300 kA曲面阴极电解槽运行的优势和不足,以及采取的优化措施.     

新型阴极结构电解槽铝电解试验

针对传统铝电解槽极距已经达到低限,槽电压不能大幅度降低的关键技术难题,提出一种新型阴极结构铝电解槽．介绍了这种新型阴极结构电解槽的特点和工艺技术特征,以及在重庆天泰铝业公司168kA电解槽上进行工业电解槽试验的结果．统计期内3台试验电解槽平均槽电压为3．803V,平均直流电耗比同系列其他127台传统电解槽低1250kW·h／tAl,达到12101kW·h／tAl．     

500 kA铝电解槽磁场数值模拟及测试分析

利用 SolidWorks 三维建模及 COMSOL三维仿真模拟软件,对500 kA铝电解槽进行数值模拟. 对某厂家500 kA铝电解槽进行磁场测试,测试结果与模拟结果吻合较好. 得出500 kA铝电解槽的磁度分布,并对500 kA铝电解槽进行磁场优化,通过增加立柱母线和槽周母线到铝电解槽的距离降低立柱母线与槽周母线对铝液层的影响. 优化使得铝液层在Z轴方向上磁场分布趋于均匀稳定. 为改善生产工艺技术条件提供了技术支持.     

聚合物电致发光器件的电流限制机制

以共轭聚合物聚(2-甲氧基-5-(2′-乙基-己氧基)-1,4-对苯乙炔)为发光材料制备复合阴极结构（LiF/Al）的聚合物电致发光器件.针对不同发光层厚度和阴极修饰层厚度的器件进行电流-电压测试,研究引起器件电流限制的机制.结果表明,单金属阴极器件的电流特性为载流子输运体限制机制；当阴极修饰层（LiF）厚度为2 nm左右时,电流特性以载流子注入限制为主；而当阴极修饰层为其他厚度时,2种限制机制同时存在.对具有不同阴极修饰层厚度的器件的电流-电压特性提出理论模型,模拟结果与试验数据较为符合.     

基于有限元仿真的实验用铜电解槽结构改进策略分析

针对传统铜电解槽的铜钉现象,基于有限元分析提出了结构改进策略。首先,以铜电解槽电流密度为研究对象,从机理上分析了铜电解槽电流密度分布特征;其次,利用COMSOL有限元仿真软件对铜电解过程中电解槽电流密度的强度大小进行了仿真,得到了原始槽内阳极、阴极、电解质的电场分布变化规律;然后,分析了阴极板上部产生"铜钉"现象的原因;最后,通过去除槽壁的涡流区域,提出了槽结构优化方案。仿真结果验证了所提方案的正确性,改进后的槽结构有效减少了"铜钉"现象。     

离子膜电解工序的危险源辨识及控制

1剖析电解工序危险源和危害因素 电解工序危险源和危害因素有：1）火灾：氢气管道、阀门泄漏,电解槽阳极侧泄漏,电解槽阴极侧出口软管、垫片、阴极液出口总管、出口阀门、阴极液循环槽、排放槽泄漏,阳极液及阴极液排放阀门、排放管泄漏,氢气压力调节阀泄漏,阴极旋液分离器阀不严,电源线路老化,报警连锁装置失控;2）机械伤害：各类机泵无防护罩,E-240阴极液换热器漏,PCV-213阳极液旋液分离器泄漏,PCV-223阴极液旋液分离器泄漏;     

基于两相流动的铝电解槽磁流体流场数值仿真

为了对铝电解槽内磁流体的两相流动和界面波动进行深入了解,通过ANSYS和CFX相结合的方法,把洛伦兹力作为动量源相,对160kA铝电解槽内的磁流体流动进行了两相流数值仿真.仿真结果表明：铝液和电解质的流动均呈两个漩涡;铝液的平均流速为0.1476m/s,最大流速为0.2879m/s;电解质的流速偏小,平均流速为0.1165m/s,最大流速为0.286.6m/s;电解质和铝液的界面变形范围为-0.029~0.035m.将流速计算结果与实测值进行了对比,表明对基于两相流动的铝电解槽内磁流体进行数值仿真可以帮助了解铝电解槽内的流场,为进一步优化研究提供了依据.     

铝电解槽极间电压组成及实时测量

探讨了电解槽电压的组成及降低槽电压的途径,同时开发了一种实时测量方法及设备来测量铝电解槽槽电压组成,为降低槽电压和控制电解槽热平衡提供重要的数据基础．实验室和工业现场测试表明,该设备可准确地测量出电解槽的各部分电压组成和极距,为电解槽精确化控制和操作提供了可靠的技术支持．     

微生物燃料电池中新功能材料的进展(英文)

微生物燃料电池(MFC)主要由电极、催化剂和膜等3种重要原件组成.为了获取最大的功率密度和实现更高的库伦效率,研究人员不仅在结构设计上对MFC进行了很大的改进,而且在实现其功能的新材料方面,也取得了一定的进步.MFC电极通常使用碳质材料.就阳极而言,改变碳质材料的分子结构,可以使MFC阳极表现出良好的生物电化学性能,如碳纳米管的使用.但是,以碳作为基底实现聚苯胺与二氧化钛结合的复合材料,其优越的生物电化学性能,已经引起人们的特别关注.同时,为提高MFC的输出功率,MFC的结构设计也在不断变化,促使隔膜与阴极从分离的形式转向隔膜-阴极复合结构形式,这些结构形式通过Nafion117等聚合物或含官能团的四氟乙烯及聚吡咯与各种催化剂的复合来合成.参杂的催化剂常使用铂、铁酞菁、卟啉金属化合物、锰氧化物和热解铁酞菁进行合成,实现催化剂的固定化.另外,MFC阴极液或阴极液流经空气阴极表面时,阴极液最好含有过度元素氧化还原对或螯合铁,对提高MFC的效率有帮助.     

三维电极体系中填充粒子的工作机理

为探究三维电极在实际应用中的影响因素,构建了电解槽的模型装置.实验采用自制的有机玻璃电解槽,阳极板选用Ti/RuO2 IrO2,阴极板选用1Gr18Ni9Ti.用一对钛平板电极作为模拟粒子,通过改变主极板电压和粒子间距来测量粒子电流、虚拟槽电压和主极板电流,研究粒子电流的影响因素.实验结果表明,主极板电压和模拟粒子间距是影响粒子电流的主要因素,在电压一定的情况下,模拟粒子电化学反应产物的增加以及主极板电化学产物的增加产生了一个综合效应,三维电极电化学反应器比二维电极电化学反应器能量效率高.     

Electrochemical characterization of MnO_2 as the cathode material for a high voltage hybrid capacitor

Manganese dioxide(MnO2) was prepared using the ultrasonic method.Its electrochemical performance was evaluated as the cathode material for a high voltage hybrid capacitor.And the specific capacitance of the MnO2 electrode reached 240 F·g-1.The new hybrid capacitor was constructed,combining Al/Al2O3 as the anode and MnO2 as the cathode with electrolyte for the aluminum electrolytic capacitor to solve the problem of low working voltage of a supercapacitor unit.The results showed that the hybrid capacitor had ...     

10kA全埋式稀土电解槽的电场模拟

依据阴极阳极电流密度对电流效率的影响,参考钠电解槽的槽型结构,利用ANSYS软件,在计算机上对新型稀土熔盐电解槽进行阳极极距变化的电场模拟.在考虑槽压和电场力以及不改变阴极阳极电流密度的前提下,运用仿真模拟的结果,找到最佳的极间距距离.     

Effects of temperature and concentration of sulfuric acid on the electrodeposition of grainy electrolytic manganese dioxide

The effects of temperature and the concentration of sulfuric acid on the cell voltage, the anode current efficiency of electrodeposition and the particle size of grainy electrolytic manganese dioxide （EMD） were investigated. The structure, particle size and appearance of grainy EMD were determined by powder X-ray diffraction, laser particle size analysis and scanning electron micrograph measurements. As the concentration of sulfuric acid increases, both the cell voltage and the average anode current efficiency decrease. With the increase of electrolysis temperature in the range of 30-60℃, the cell voltage, average anode current efficiency and particle size decrease. The optimum temperature of 30℃ and concentration of sulfuric acid of 2.5 mol/L for electrodeposition of the grainy EMD were obtained. XRD patterns show that the grainy EMD electrodeposited under the optimum conditions consists of γ-MnO2 and has an orthorhombic lattice structure. According to the results of SEM, the grainy EMD has a spherical or sphere-like appearance and a narrow particle size distribution with an average size of about 7μm. The grainy EMD is a promising cathode of rechargeable alkaline batteries for high energy density and a prospective precursor for production of the LiMn2O4 cathode of lithium ion batteries.     

Resistance optimization of flexes in aluminum reduction cells

The resistance arrangements of the flexes connecting with the cathode bus bar in aluminum reduction cells were generalized as three modes. In each mode the universal method to select proper resistivity of the flexes was induced respectively to insure that the current in local group of flexes was equal. Furthermore, a 350 kA aluminum reduction cell based electric field model was developed by finite element method to evaluate the effect of the method. Suggestions on selection of three modes were also put forward. The results show that the methods of resistance optimization can reduce the current variation about 180 A compared with that in original case.     

电化学方法生成羟基自由基及其染料降解脱色中的应用——电解槽中的能量分析

以电化学方法在电解槽的阴级生成H2O2,并与阳极溶解下的Fe^2 进行随后化学反应生成Fenton试剂,用以进行染料工业废水的处理,以重铬酸钾法测试了工业染料废水经电解槽处理后COD的变化,实验结果表明,COD的去除率大于80%。本文分析了影响电解槽内能量消耗的诸因素：电解电流密度与溶液的阻抗。实验结果表明,若将电解电流密度控制在10mA/cm^2以下,槽电压可控制在5V以内。     

Effects of current density on preparation of grainy electrolytic manganese dioxide

Grainy electrolytic manganese dioxide was prepared by electrodeposition in a 0.9 mol/L MnSO4 and 2.5 mol/L H2SO4 solution. The structure, particle size and appearance of the grainy electrolytic manganese dioxide were determined by powder X-ray diffraction, laser particle size analysis and scanning electron micrographs measurements. Current density has important effects on cell voltage, anodic current efficiency and particle size of the grainy electrolytic manganese dioxide, and the optimum current density is 30 A/dm^2. The grainy electrolytic manganese dioxide electrodeposited under the optimum conditions consists of γ-MnO2 with an orthorhombic lattice structure; the grainy electrolytic manganese dioxide has a spherical or sphere-like appearance and a narrow particle size distribution with an average particle diameter of 7. 237μm.     

应用于地铁杂散电流腐蚀测量的硫酸铜电极实验研究

模拟地铁的实际工况，使用长效铜／硫酸铜电极作为测量混凝土钢筋极化电位的参考电极，检验长效铜／硫酸铜电极的稳定性、有杂散电流扰动时混凝土钢筋极化电位的变化情况以及参考电极安装位置的不同对极化电位测量的影响，同时根据广州地铁一号线杂散电流监测系统记录的数据，分析长效铜／硫酸铜电极的工作情况．实验证明，长效铜／硫酸铜电极可以在地铁的混凝土结构中用于测量埋地金属结构的杂散电流腐蚀．     

阴极材料对甲基橙电化学脱色影响的研究

采用具有催化作用的钛涂钌材料作为阳极,分别以泡沫镍、不锈钢、钛涂钌等不同材料作为阴极构成电解体系,系统地研究了阴极材料的性质和形状对模拟染料甲基橙的电解脱色影响,分析了电化学体系内甲基橙脱色的机理,采用隔膜电解槽研究了阴、阳极对甲基橙的脱色效果.结果表明,在相同的控制条件下,几种阴极构成的电化学体系中,甲基橙脱色的效果由强到弱依次为:泡沫镍>钛涂钌>不锈钢材料.无论是无隔膜电解体系还是隔膜电解体系,通过阴、阳极协同电催化氧化作用,对水中染料均有很好的脱色效果,该方法具有很好的应用前景.