不同开槽阳极铝电解槽的节能性研究

基于有限体积方法,建立三维传统阳极、纵向开槽和横向开槽阳极铝电解槽非稳态数学模型,采用磁动力流体模型(MHD)中电势法计算电磁场,把电磁力作为动量方程的源项,通过流体体积函数(VOF)法追踪电解质-铝液界面的波动,用离散相模型(DPM)追踪气泡的运动路径.对比分析传统阳极、纵向开槽和横向开槽阳极铝电解槽中电解质-铝液界面波动和气泡分布情况.结果表明,纵向开槽阳极下电解质-铝液界面波动幅度小于横向开槽阳极下的电解质-铝液界面波动幅度,且都小于传统阳极下电解质-铝液界面波动幅度.纵向开槽阳极底部的气体体积分数最小.     

开槽阳极对铝电解气液两相流及气泡分布特性影响的数值模拟

基于计算流体动力学原理,建立了全尺度三阳极铝电解槽内气液两相流三维CFD-PBM耦合计算模型,采用Grace曳力系数模型和Simonin湍流扩散力模型分别计算气液相间曳力和湍流扩散力,研究和讨论了开槽阳极对阳极底掌区域内气液两相流体流动及气泡分布特性的影响。结果表明,电解质流场预测结果与文献测试结果吻合良好;对阳极进行开槽可明显加快气泡的逸出方式,从而改变电解质流场和气体体积分数分布;长度方向开槽可明显降低气体体积分数和减小气泡索特平均直径。     

5kA级惰性阳极铝电解槽流场仿真研究

针对铝电解槽流场计算方法的不足,率先提出一种用于铝电解槽流场仿真计算的间接耦合方法,并使用此方法对5 kA级惰性阳极铝电解槽分别在电磁力、阳极气体、电磁力和阳极气体共同作用下的电解质和铝液流场分布情况进行了仿真计算。计算表明,计算方法能够合理计算出电解质和铝液在任一体积力作用下的流场分布。5 kA级惰性阳极铝电解槽电解质流动主要受阳极气体控制,铝液流动主要受电磁力控制。电解质在仅电磁力作用、仅阳极气体作用、电磁力和阳极气体共同作用下的平均流速分别为1.784 cm/s、3.657 cm/s、3.814 cm/s,铝液平均流速分别为1.295 cm/s、3.509 cm/s、3.696 cm/s。     

大型铝电解槽四场优化节能技术的开发应用

铝电解槽的电场、磁场、流速场和热场的分布直接影响电解槽的电压、电流效率、电能消耗等主要技术经济指标,优化电解槽的四场是实现电解槽低电压、低能耗稳定运行的重要手段针对早期电解槽母线设计存在的缺陷,开发了不停电改造母线、凸型阴极、电解槽全保温、阳极深开槽、低电压运行下的能量与物料双平衡控制等四场优化节能技术,实施后铝电解槽能耗明显降低。     

168kA新型阴极高效节能铝电解槽磁流体运动的数值模拟

建立了168 kA新型阴极铝电解槽磁流体运动的数学模型,对电解质与铝液交界面的流场、电解质的流场以及阴极铝液的流场进行了模拟,并对新型阴极电解槽阳极导杆等距电压降进行了测量。研究结果表明：新型阴极铝电解槽可隔断槽内铝液流动,降低槽内阴极铝液的流速。新型阴极铝电解槽铝液与电解质交界面的速度矢量和较普通阴极铝电解槽铝液与电解质交界面的速度矢量和低2～3倍,且极值分布更为均匀。新型阴极电解槽内铝液与电解质界面处的磁流体速度最大,然后以界面为中心线逐渐减小。     

自焙阳极电解槽铝液焙烧的研究

铝液焙烧法,目前限于大修后电解槽或预焙阳极电解槽的焙烧启动。在新系列自焙阳极电解槽上进行铝液焙烧,还很少有人研究过。国内外大多数铝厂,至今还使用槽内铺焦炭、缓慢升电流焙烧阳极的方法,并有一套与之相应的基础理论。此法的缺点在于焙烧速度慢,电能和材料消耗多,高温清炉劳动条件差。     

阳极开槽方法的比较分析

阳极开槽是目前铝电解过程中降低电解槽工作电压的措施之一,其有助于阳极气体的顺利逸出,从而降低工作电压.本文介绍了两种开槽阳极的加工方法,比较了其优缺点,对阳极开槽方法的选择提出了建议.     

电流强化对铝电解槽电、磁、流场的影响

在一定的技术条件下通过电流强化可以提高电解槽铝产量和电流效率,降低单位产品的成本。本文以国内最具代表性的郑州龙祥铝业有限公司 154kA侧部四点进电铝电解槽为研究对象,具体分析了电流强化对铝电解槽电、磁、流场的影响。结果表明:当槽型结构与母线配置不变时,电流强化不影响铝电解槽铝液电、磁、流场总体分布规律,但改变铝液层电流密度、铝液磁感应强度和铝液流速大小;阴、阳极电流、铝液层电位差、铝液层电流密度均与系列电流强度具有相同的增加率;铝液层磁感应强度随系列电流强度的增加而线性增加;铝液最大流速、铝液平均流速均随系列电流强度的增加而增大。     

新型阴极结构高效节能铝电解槽焙烧启动生产实践

针对大型预焙阳极电解槽"新型阴极结构高效节能铝电解槽"的焙烧及启动的有关技术问题,从电解槽的装炉方法、焙烧维护以及"铝电解槽火焰-铝液二段焙烧技术"启动到启动后期等技术环节进行了较为详尽的阐述,提供给各位同行参考借鉴     

槽型对5kA级惰性阳极铝电解槽流场影响仿真

提出了两种5 kA级惰性阳极铝电解槽结构,使用有限元仿真方法计算了不同槽型电解槽在仅电磁力作用、仅阳极气体作用、电磁力和阳极气体共同作用下的流场和界面波动情况。计算结果表明:铝液运动主要受电磁力控制,电解质运动主要受阳极气体控制;槽型1比槽型2整体流速更低,界面波动更小。     

电解质过热度对铝电解槽物理场的影响

电解质的过热度与铝电解槽槽膛内形的形成有很大的关系，而且对铝电解槽的物理场也有很重要的影响。为此，以国内最具代表性的郑州龙祥铝业有限公司154kA侧部四点进电铝电解槽为研究对象，具体分析了电解质过热度对铝电解槽电场、磁场和流场的影响，研究发现电解质过热度对阴、阳极电流分布、铝液层电位差、铝液平均磁感应强度几乎无影响；但是随着电解质过热度的增加，铝液层电流密度减小，而铝液最大流谏和平均流速将有所增大。     

铝电解槽阴极铝液液面波动实时监测系统设计

为了能够在线监测铝电解槽内阴极铝液液面波动状况,设计了一种能够对铝电解槽阴极铝液液面波动进行实时监测的系统.本系统以C8051单片机为核心,采集全部阳极导杆等距压降,对数据采集电路的信号进行处理、拟合,由上位机存储数据并显示铝液液面波动曲线.工业实验表明本系统能够直观地反映电解槽内的单振源及多振源波动,能够及时有效地发现由于阳极移动而激发的噪声,以便采取针对性抑制措施.本系统具有良好的抗干扰性,便于技术人员操作.     

改性特优质阳极在电解槽上的应用与分析

文章论述了开槽倒角二焙一浸特优质改性阳极的生产及在电解槽上的应用与分析,验证了改性阳极在抗氧化性、效应控制和导电性等指标方面的优势,得出改性阳极使用周期延长至36～38d,换极工作量降低25％,吨铝可以节电175kW·h,符合铝电解行业节能减排的发展要求。     

铝电解槽不停电开停槽装置在200kA预焙槽上的应用实践

应用不停电停、开槽技术实现了200 kA预焙电解槽不停电停槽、开槽作业,保证了全电解生产系列电流的稳定供电,在降低电解槽效应系数和节能减排方面效果显著.实践证明,该铝电解槽不停电开停槽装置安全、可靠,满足电解槽的不停电停、开槽作业要求.     

铝电解槽预焙阳极开槽的研究与实践

电解铝行业作为高耗能产业,各项技术进步一直与节能降耗密切相关。通过开槽预焙阳极的研究,在不提高阳极生产成本的前提下,实现开槽预焙阳极的工业化生产。并通过在电解槽中运用,进一步论证了开槽预焙阳极降低了阳极过电压中的电阻型电压,达到了节能降耗效果,取得了良好的经济效益和社会效益。     

浅谈阳极覆盖料对铝电解槽运行工况的影响

基于铝电解槽的散热特点,分析了阳极覆盖料的组成、厚度和粒度对铝电解槽运行工况的影响,并对如何通过调节阳极覆盖料的厚度、粒度及组成来实现高、低工作电压下运行的铝电解槽对阳极覆盖料保温性能的需要,提出了相应的建议。     

浅谈大型铝电解槽阳极效应控制

结合生产实际,分析了铝电解槽阳极效应的原因,通过采用一系列措施,不断降低了铝电解槽阳极效应系数。     

铝电解槽熔体中电流分布的数值计算

在电解槽三维电位场计算的基础上,对电解槽在不同工艺条件下及不同结构时的电流场进行了数值计算:1)伸腿长度为零的理想情况;2)伸腿伸至阳极底部;3)不同铝水平及换极;4)泄流式电解槽.通过分析发现,铝液中y 向电流密度沿阴极长度方向表现出先增后降的趋势,Jy的幅值随铝液层面降低有所增加.在伸腿伸至阳极底部时,在槽边部会出现较大的逆向电流,伸腿越长,逆向水平电流越大.铝液层面中垂直电流密度沿阴极碳块长度方向自里向外呈现增加趋势,且铝液层面越低,电流密度变化梯度越大.铝液中x向电流可以忽略,且随铝水平变化较小.泄流式电解槽熔体中存在较大的电流密度集中现象,炉底压降相对较大.     

俄铝首次开展惰性阳极铝电解槽生产试点项目

正全球领先的铝生产商俄罗斯铝业近日宣布,该公司已开始对一个带有惰性阳极的工业电解槽进行测试,经设计优化后的铝电解槽将提高效率,显著改善铝生产中的碳足迹。新的试验模型将取代俄铝已经测试过的惰性阳极电解槽,作为开发创新的无碳铝电解槽技术的下一步举措。新一代惰性阳极电解槽拥有许多全新的技术解决方案,可以提高铝的纯度,将碳     

最理想的铝电解槽槽膛形状设计

众所周知,在铝电解生产过程中,铝电解槽的产量及使用寿命取决于所限定槽膛形状的伸退条件。借助于模拟物理模型,根据电解槽的工艺及几何数据,我们可以获得铝液与电解质界面上质量传递强度的定量关系。根据这些结果,使用侧插自焙烧阳极电解槽热力学条件的数学模型,我们研究并已在氮化铝“伸腿”人造电绝缘的电解槽上进行了实际应用,这样可集中阴极和阳极的电流。我们还研究了电流为76KA的电解,该电解槽具有最佳的槽膛形状、安装技术、焙烧及启动条件。同时,我们还对试验及正在运行的电解槽热力场的条件进行了分析。把一定数量的铜放入铝液中,与该厂持续5年所完成的平均统计数据相比,电流效率增加5．8％。