400kA电解槽用大型异形偏心阳极的制备研究

针对400 kA电解槽存在的技术问题,提出应用异形偏心阳极解决的方案,从优化原料配方、糊料混捏工艺、成型关键技术、焙烧升温曲线等得到400 kA电解槽用大型异形偏心阳极,应用后电解质洁净度较高,电解质含碳量大幅减少,电解质电阻降低十分明显,碳渣很少,槽温控制稳定,电解槽炉帮厚度适中,温度平衡,电流效率提高,各种消耗明显下降.     

多极镁电解槽槽渣的形成和控制

多极镁电解槽在生产过程中不可避免地产生槽渣,槽渣累积到一定量后会淹没交流加热电极,影响电解槽的温度控制,甚至导致死槽,严重影响电解槽的使用寿命。本文对槽渣的形成进行分析和讨论,并介绍了控制措施。     

大型预焙铝电解槽阳极加长工业试验

通过对铝电解槽阳极加长的研究和试验,验证了在现有槽型上加长阳极的可行性,通过阳极的加长来降低阳极电流密度,从而达到延长换极周期、减少碳渣量、减少炉帮发红现象等目的。     

大型预焙槽加大阳极试验研究

通过 2 6台大型预焙槽的加大阳极试验结果表明 ,阳极加大后 ,由于极距增加、槽内液体搅拌强度减弱、磁场作用力减弱等原因使电解槽二次反应减少 ,电解槽电流效率等技术经济指标显著提高 ;另外 ,随着阳极电流密度降低 ,槽能量平衡发生改变 ,出现电解槽热收入减少 ,热散失增加的现象 ,引起电解质温度降低及电解槽槽状态不同程度的变化     

大型预焙槽加大阳极试验研究

通过26台大型预焙槽的加大阳极试验结果表明，阳极加大后，由于极距增加、槽内液体搅拌强度减弱、磁场作用力减弱等原因使电解槽二次反应减少，电解槽电流效率等技术经济指标显著提高；另外，随着阳极电流密度降低，槽能量平衡发生改变，出现电解槽热收入减少，热散失增加的现象，引起电解质温度降低及电解槽槽状态不同程度的变化。     

铝电解槽一种电压异常摆动现象的原因分析与处理

本文对没有平衡母线的铝电解槽B出现效应时，其相邻的上一台电解槽A却发生电压摆动这一特殊现象进行了分析．阐明A槽阴极充当B槽的“平衡母线”是根本原因。对B槽添加平衡母线后，可消除A槽的电压异常摆动现象。     

双平衡节能型电解槽在铝电解生产中的应用与研究

传统的铝电解槽炉膛形成主要是依赖于电解槽的良好散热性能形成规整炉膛内型,而优化设计的双平衡节能型铝电解槽具有良好的保温性能,不能用传统的工艺技术管理方式进行管理,需要探索适合该种槽型的管理方式。本文通过对双平衡节能型铝电解槽不同管理期(非正常期和正常期)的电压,槽温、分子比、电解质水平、铝水平、炉底压降等不同工艺参数对电解槽的影响进行研究,总结和制定了适合该种槽型的工艺技术参数,为双平衡节能型铝电解槽的大面积推广提供了技术依据。     

大型预焙铝电解槽侧部破损的处理方法

介绍了大型预焙铝电解槽侧部早期破损的修补方法——侧部碳块重塑法,此方法不需要停槽操作,经小修后的电解槽运行平稳,槽寿命平均延长345d。     

80kA小型预焙槽早期破损原因初探

针对80kA小型预焙槽早期破损多、槽寿命短的问题，采用干刨试验槽的方法，通过对破损槽的槽壳、槽内衬侧部碳块、伸腿、底部碳块、耐火层等部位消耗破损状况的分析，认为造成电解槽早期破损的主要原因是摇篮架抗剪切强度差、铝液焙烧工艺存在缺陷以及电解行程的波动。采取增加补强筋板加强摇篮架抗剪切强度，采用焦粒焙烧启动工艺，优化平稳生产行程等措施，解决了电解槽早期破损问题，延长了电解槽寿命。     

大型预焙铝电解槽侧部破损的处理方法

介绍了大型预焙铝电解槽侧部早期破损的修补方法——侧部碳央重塑法，此方法不需要停槽操作，经小修后的电解槽运行平稳，槽寿命平均延长345d。     

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。     

氯化物熔盐电解槽结构优化

以电热场为基础进行了氯化物熔盐电解槽结构优化，以热平衡为前提得出的电流强度与阴阳极间距、阴极插入深度、阳极半径、阴极半径、电解质液面高度五个因素之间的关系，利用二次回归正交设计的方法，设计了不同的氯化物熔盐电解槽结构参数组合，得出了电流强度与各结构参数之间的无因次方程，优化设计了电流效率最高、能耗最低的电解槽模型。     

氯化物熔盐电解槽电热场模拟分析

氯化物熔盐电解槽在电解过程中受温度影响很大,有必要对电解槽中的电热场进行分析计算。利用COMSOL软件建立三维氯化物熔盐电解槽电热场模型,得到槽内电势和温度分布,分析电解槽的热平衡,在热平衡的基础上,计算电解槽结构参数对电热场的影响,并推导出放大方程。计算表明,缩短阴阳极间距,增大阴极高度、阴极半径、阳极半径及电解质液面高度可以在热平衡的条件下提高电流强度,依据无因次关系式可进行结构优化设计或电解槽放大设计而不需要复杂的建模,可以节省计算资源。     

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。     

预焙铝电解槽阴极破损检测定位、修补及运行维护

本文通过分析240kA预焙槽阴极炭块破损的现场特征与破损槽运行实例,提出了确定内衬破损点位的方法、修补程序及修补后槽的运行维护的工艺策略。     

Electrochemical Characterization of a Solid Oxide Membrane Electrolyzer for Production of High-Purity Hydrogen

A laboratory-scale solid oxide membrane (SOM) steam electrolyzer that can potentially use energy value in waste or any source of carbon or hydrocarbon to produce high-purity hydrogen has been fabricated and evaluated. The SOM electrolyzer comprises an oxygen-ion-conducting yttria-stabilized zirconia (YSZ) electrolyte with a Ni-YSZ cermet cathode coated on one side and liquid-metal anode on the other side. The SOM electrolyzer is operated at 1000 °C by providing a steam-rich gas feed to the Ni-YSZ cermet cathode and feeding a reductant source into the liquid-metal anode. The steam is reduced over the cathode, and oxygen ions are transported through the YSZ electrolyte and are oxidized at the molten metal electrode by the reductant feed. The advantage of SOM electrolyzer over the state-of-the-art solid oxide electrolyzer is its ability to use solid, liquid, and gaseous reductant feed in the liquid-metal anode to reduce the oxygen chemical potential and drive the reaction for hydrogen production. In this study, an electrochemical process model for a SOM electrolyzer was developed. The condition of the liquid-metal anode with reductant was simulated by bubbling humidified hydrogen (3 pct H₂O) in the liquid metal, and the electrochemical performance of the SOM electrolyzer was modeled. The experimental data were curve-fitted into the model to identify the various polarization losses. It showed that the performance of the SOM electrolyzer was dominated by the ohmic resistance of the YSZ membrane. Based on the results of this study, future work is needed toward increasing the performance efficiency of the SOM electrolyzer.     

煅烧炉余热利用新技术开发

根据炭素厂热平衡计算,用热媒回收煅烧炉烟气中余热,来加热炭素生产的用热设备,对节能降耗、产品质量的提高具有积极意义。     

稀土熔盐电解槽内温度场数值模拟

在前人电场及流场的研究基础上,考虑电热场及电解质流动对温度场分布的影响,利用差分法建立柱坐标下的能量传输方程的上风差分离散格式,采用FORTRAN97编程,对3kA钕电解槽的温度场进行了数值模拟。结果表明,电极之间的发热强度最大,但并不是电解槽的最高温区,高温区在接收器内部(1 100℃),模拟结果与实测结果比较吻合。     

“八一法”生产中碳锰铁新工艺的热平衡计算

论述了"八一法"生产中碳锰铁新流程的热平衡计算,为该新工艺的实施及节能降耗提供了理论依据。新工艺采用两个摇包实现锰硅合金的3次脱硅,将精炼炉作为提供热量的化渣炉,从而得到合格的中碳锰铁。热平衡计算结果表明:依靠炉料显热和化学热,采用两个摇包3次连续脱硅生产中低碳锰铁的新工艺可行,且不会出现摇包冻包现象。     

焦炭固定碳对高炉碳排放量的影响

通过物料平衡和热平衡计算，分析了焦炭固定碳含量对焦比和碳排放量的影响。计算条件为煤比180kg／t，高炉热损失保持不变。计算结果表明：固定碳质量分数在84．04％～91．04％的范围时，每增加1％，焦比降低约3．83kg／t，碳排放量减少0．9m^3／t。