阴阳极同宽技术于300kA曲面阴极铝电解槽的工业化推广应用

简述了铝电解的发展和现状,分析论证了阴阳极同宽技术的研发以及在300k A曲面阴极铝电解槽上的工业化推广应用,延长了铝电解槽使用寿命,降低了电解铝单位产品能耗。     

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。     

高质量铝用阴极的发展方向与应用前景

阴极是铝电解槽最重要的组成部分之一,与阳极一起被誉为铝电解槽的心脏,优质阴极炭块不仅可以延长电解槽使用寿命,还能够减少铝电解电能消耗,降低铝电解生产成本,提高电解铝企业的竞争力。通过提高生产原料的质量、选择适合的阴极配方、严格控制生产工艺参数等一系列技术手段和措施能够生产出优质的阴极炭块,提高电解槽的使用寿命。     

10kA底部阴极稀土电解槽的电场仿真

针对上插阴阳极式稀土电解槽存在结构缺陷、耗能大、生产效率低等问题,设计了一种10kA底部阴极稀土电解槽,利用ANSYS仿真软件研究了电解槽阴极半径和阴阳极距变化对电解槽电场的影响,以及对电解槽熔体电位的影响。结果表明:电解槽的阴极半径在65~70cm之间、极距在14cm以下时,电位等势线平行分布,电流线分布均匀,反应区热量均匀,有利于生产效率提高和能耗降低,电解槽设计合理。研究结果可作为此类型电解槽结构优化设计参考依据。     

阴、阳极结构优化对稀土电解槽电热场的影响

针对稀土电解槽中阳极消耗后变形及阴极棒底部电流密度过大导致电热场分布不合理的现象,本文以某企业8 kA稀土电解槽为研究对象,运用COMSOL多物理场耦合软件对阳极倾角和阴极结构同时优化后的模型进行了三维电热场的模拟,并对电解槽的电热场分布进行分析研究。结果表明：在阴极棒底部优化成半球形结构后,阴极底部电流密度降低,且电解槽的下半部分电场分布更为均匀,改善了电解槽的局部过热的情况;阳极倾角适当增大,可以使槽内电压降低,高温区域向槽底转移;在阴极底部半球形结构条件下,当阳极倾角为8°、插入深度为320 mm时,电热场分布最为合理。     

槽型对5kA级惰性阳极铝电解槽电热场影响仿真研究

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分别采用普通阴极、石墨化阴极下的电热场分布情况。计算结果表明:不同槽型电解槽在初始条件下热量不平衡,但在强化电流、增加极距、加强保温后,均能实现热平衡;采用石墨化阴极需要输入更多的热量才能实现热平衡,但能够使阴极底部等温线分布更合理;在同样达到热平衡时,槽型2结构略优于槽型1。     

铝电解阳极制造工艺的进展

铝电解阳极制造工艺的进展郑州轻金属研究院柯淑琴引言现行铝工业生产，普遍采用冰晶石氧化铝熔盐电解法。强大的直流电流通入电解槽，在阴极阳极上进行电解，电解温度是９５０－９７０℃，电解产物在阴极上是液体铝，而在阳极上是气体ＣＯ２和ＣＯ。在此种高温又具有很大...     

双室电解槽中电解质渗透行为的研究

利用双室电解槽研究了冰晶石-氧化铝对炭阴极的渗透。研究发现,阴极室内的液面变化不明显,而阳极室内的液面变化很大,阳极室内的电解质在电场力的作用下,穿过多孔的中间壁渗透到阴极室。随着电流密度的增大,阴阳极室的液面差增大,电渗速度与电流密度成正比。利用EDX分析发现,渗透到槽壁中的物质主要是冰晶石和氟化钠,钠和铝的含量很少,并且阴极壁中的含量要大于阳极壁,电解质是向阴极渗透的。     

铝电解槽阴极碳块的分类,评价与质量保证

铝电解槽阴极碳块的分类、评价与质量保证于军，王凤宝，冯乃祥（浑江铝厂）（东北大学）１引言工业铝电解槽阴极块是铝电解槽阴极结构的主要部分。它在铝电解生产过程中既承担着阴极导体的作用，要求具有良好的导电性，又作为电解槽容器的内衬材料，要求其在高温下抵抗槽...     

铝电解中诸类导体的导电机理

在铝电解槽中存在着几类导体，它们的导电机理各不相同。电子是由阴极导入，经过电解质，最终由阳极导出，同时分别发生阳极反应和阴极反应，产生阳极产物CO2(气体)和阴极产品AL(液体)。新开发的惰性电极材料多数可能是电子导体。因为导电机理与铝电解节能有直接关系，所以值得研究。     

铝电解节能研究进展

本文对铝电解节能降耗、减少污染方面的研究进行综述,重点从惰性阳极、惰性阴极、电解槽侧壁、低温熔盐铝电解以及室温离子液体中铝电解的研究几个方面进行分析介绍,并且对未来铝电解生产节能进行了展望。     

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。     

铝电解工业碳排放核算方法

铝电解工业作为能源型产业,生产过程中会排放二氧化碳,大量火电消耗亦会导致大量二氧化碳排放,但其碳排放核算边界、核算方法等尚存在诸多不明晰之处。分析了铝电解工业碳排放核算现状,确立了铝电解不同生产阶段中碳排放分别核算、加和求总的核算原则,分别列出了焙烧启动过程碳排放、正常电解过程中预焙阳极消耗碳排放和能源消耗间接碳排放、阳极效应过程碳排放以及铝电解碳排放总量核算公式,并选取相关数据进行了实际核算。     

电解槽中无铝液进行电解时阴极表面炭的侵蚀与脱落

研究了铝电解槽阴极碳块表面在电解过程中被电解质侵蚀而脱落的情况,探讨了其被侵蚀脱落的机理。得出电解过程中当阴极没有铝液存在时,电解槽的阴极表面被电解质严重侵蚀并脱落掉渣。电解时测定不同极距下的槽电压,研究了不同电解质高度上的电解质熔体导电性能的变化,得出:电解开始时槽内电解质熔体的导电性能是均一的;电解一段时间后电解质熔体的电阻改变很大。这是由电解过程中有金属产物从阴极表面溶解,脱落的炭渣以及阳极气体在电解质熔体中的溶解等综合因素引起的。     

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.     

工业铝电解系统节能技术开发实践

电解铝企业可操作、持续、有效、大幅度的取得节能减排经济效益的关键指标是阳极炭耗及运行电耗、吨铝电耗和吨铝分摊大修成本。由于电解铝技术的综合性特点,采用铝电解系统性节能减排技术创新,符合国家行业和企业竞争的生存需要。基于此,本文主要阐释了这几项技术的基本背景、特点和创新效益的原理及应用案例。     

基于电热场平衡锂电解强化研究

利用有限元法建立了三维锂电解槽电热场仿真模型,考察了电解槽结构参数对电热场的影响。结果表明,缩短阴阳极间距(ACD),增加阳极半径(Ar)、阴极厚度(Ct)及阴极高度(Ch)均可以在保持能量平衡的前提下提高电解槽的电流强度。对上述参数进行无量纲化研究,得到了方程:CI=30000×(ACD/40)~(-0.24519)×(Ar/150)~(0.79291)×(Ct/225)~(0.09835)×(Ch/700)~(0.37953),对于电解槽的放大设计,可以根据上述方程,不对电解槽进行复杂的建模计算,进而节省资源,提高效率。     

高导电双钢棒在240 kA铝电解槽上的应用

通过对铝电解槽阴极体系的研究,形成了由高导电阴极钢棒、双钢棒、冷捣糊、阴极炭块组装工艺优化、内保温等组成的高导电双钢棒阴极技术。通过该项技术可降低钢棒电阻和阴极组装压降,从而降低电解槽炉底压降,减少电解生产水平电流,提高电流效率,达到增产降耗的目的。     

基于ANSYS Workbench的铜电解槽多物理场耦合仿真

以国内某厂铜电解槽为对象，基于ANSYS Workbench协同仿真平台，构建Maxwell和Fluent仿真模块的多场耦合仿真环境，探究槽内电场和流场的分布情况。结果表明：铜电解槽内高密度电流及电损耗功率主要集中在极板间区域；阴阳极板可以视作等势面，阳极板端部电流矢量方向由端部向外扩散，电场梯度均匀；根据流场分布特征可将铜电解槽内流体区域分为四个区域，其中阴阳极板之间区域的电解质流量仅为9%左右，槽底存在约1%的流动“死区”。