电解槽节能技术改造介绍.ppt.ppt
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电解槽解槽节能技能技术改造介改造介绍兖矿科澳铝业有限公司电解铝厂兖矿科澳铝业有限公司电解铝厂项目背景1电解槽节能技术原理2电解槽节能技术介绍3项目相关工艺流程4项目背景项目背景v20082008年下半年,全球性的金融风暴将有色年下半年,全球性的金融风暴将有色冶金特别是铝行业推到了生死存亡的边缘,全冶金特别是铝行业推到了生死存亡的边缘,全国各大铝厂都在限产、停产应对市场危机。
为国各大铝厂都在限产、停产应对市场危机。
为克服困难、迎接挑战,兖矿电铝分公司积极寻克服困难、迎接挑战,兖矿电铝分公司积极寻求新思路新办法,组织专业技术人员对异型阴求新思路新办法,组织专业技术人员对异型阴极炭块新型结构电解槽外出调研、科技攻关极炭块新型结构电解槽外出调研、科技攻关,讨讨论研究焙烧方法,工艺参数控制方案,完善措论研究焙烧方法,工艺参数控制方案,完善措施。
施。
v20092009年年55月月2525日、日、2929日,两台异型炭块电解日,两台异型炭块电解槽采用混合料的新型焙烧方法先后一次性启动槽采用混合料的新型焙烧方法先后一次性启动成功。
截止到成功。
截止到20112011年年172172台电解槽全部改造成功,台电解槽全部改造成功,其中异型阴极炭块电解槽其中异型阴极炭块电解槽9393台,阻流槽台,阻流槽7979台。
台。
目前已经启动的异型铝电解槽槽况稳定,技术目前已经启动的异型铝电解槽槽况稳定,技术经济指标先进,平均电压在经济指标先进,平均电压在3.9V3.9V左右,平均电左右,平均电流效率流效率93%93%,平均直流电耗为,平均直流电耗为12577kwh/t-Al12577kwh/t-Al,比其它普通阴极炭块的铝电解槽电耗降低约比其它普通阴极炭块的铝电解槽电耗降低约1007kWh/t-Al1007kWh/t-Al。
通过植入阻流块改造的电解槽平。
通过植入阻流块改造的电解槽平均电压均电压3.91V3.91V,电流效率,电流效率93%93%,直流电耗为,直流电耗为12586kwh/t-Al12586kwh/t-Al,比其它普通阴极炭块的铝电解,比其它普通阴极炭块的铝电解槽电耗降低约槽电耗降低约998kWh/t-Al998kWh/t-Al。
返回目录CompanyLogo传统电解槽不足分析电解槽节能电解槽节能技术原理技术原理.异型阴极电解槽节能原理阻流块电解槽节能原理传统电解槽不足分析传统电解槽不足分析v传统的电解槽阴极多采用普通炭块、半石墨质阴极、传统的电解槽阴极多采用普通炭块、半石墨质阴极、全石墨化阴极、振动成型复合等阴极炭块、电解槽全石墨化阴极、振动成型复合等阴极炭块、电解槽阴极表面平整,在平底的船型槽壳内进行电解生产,阴极表面平整,在平底的船型槽壳内进行电解生产,槽壳内侧部炭块槽壳内侧部炭块上电解质形成坚上电解质形成坚硬的焦结状炉帮,硬的焦结状炉帮,虽然虽然随材质不同,随材质不同,传统电解槽示意图v阴极压降有所降低,但电解生产中由于直流电产生阴极压降有所降低,但电解生产中由于直流电产生的强磁场对槽内的铝液,电解质液态形成巨大的流的强磁场对槽内的铝液,电解质液态形成巨大的流动,迫使电压维持在高位,以维持电解槽的正常生动,迫使电压维持在高位,以维持电解槽的正常生产。
液态极速流动和高电压带来的热过量支出,造产。
液态极速流动和高电压带来的热过量支出,造成大量的电流损耗、空耗及二次反应等状况仍难以成大量的电流损耗、空耗及二次反应等状况仍难以避免。
避免。
返回目录异型阴极电解槽节能原理异型阴极电解槽节能原理v采用异型阴极,其理论是阴极表面有若干的凸台,采用异型阴极,其理论是阴极表面有若干的凸台,可以减缓电解槽内阴极铝液由于电磁作用而产生可以减缓电解槽内阴极铝液由于电磁作用而产生的流动速度和降低铝液波动高度,进而降低电压,的流动速度和降低铝液波动高度,进而降低电压,实现节能降耗。
实现节能降耗。
在阴极表面通在阴极表面通过几何图形的过几何图形的改变,可有效改变,可有效异型阴极电解槽示意图v减缓铝液的流动,改善槽内液态的状态,使铝液减缓铝液的流动,改善槽内液态的状态,使铝液镜面相对平稳,铝镜面的变形性减少,这样在较镜面相对平稳,铝镜面的变形性减少,这样在较低的极距低的极距(即较低的电压即较低的电压)就可满足生产的需要,就可满足生产的需要,减少电解槽输入热量的电量,同时使槽侧部由原减少电解槽输入热量的电量,同时使槽侧部由原来的散热,改为保温功能,维持电解槽热平衡,来的散热,改为保温功能,维持电解槽热平衡,从而减少大量的热量、能量空耗。
其次在阴极底从而减少大量的热量、能量空耗。
其次在阴极底部炭块凸台的墙体之间能形成粘稠冰晶石熔体部炭块凸台的墙体之间能形成粘稠冰晶石熔体氧氧化铝的混合物或深沉物,阻止阴极铝液通过槽底裂化铝的混合物或深沉物,阻止阴极铝液通过槽底裂纹和缝隙流入槽底,熔化钢棒,达到延长电解槽寿纹和缝隙流入槽底,熔化钢棒,达到延长电解槽寿命的目的。
命的目的。
异型阴极电解槽炉底实物图返回目录阻流块电解槽节能原理阻流块电解槽节能原理v随着科学技术的发展和铝电解行业的进步,铝电解随着科学技术的发展和铝电解行业的进步,铝电解槽炉底阻流技术应运而生。
即通过更换阳极时,按槽炉底阻流技术应运而生。
即通过更换阳极时,按照一定的放置方式,向槽内置入一种具有密度大、照一定的放置方式,向槽内置入一种具有密度大、耐腐蚀、耐冲刷、不污染铝液的新型复合材料,在耐腐蚀、耐冲刷、不污染铝液的新型复合材料,在不影响电解槽正常运行不影响电解槽正常运行的前提下,对现在平底的前提下,对现在平底槽进行改造,以实现减槽进行改造,以实现减缓铝液的流动,改善槽缓铝液的流动,改善槽内液态的状态的功能。
内液态的状态的功能。
向槽内置入的阻流块返回目录异型阴极炭块形状选择的摸索异型阴极电解槽焙烧方法阻流块位置确定的研究节能电解槽降耗要领节能电解槽保温技术研究电解槽节能电解槽节能技术介绍技术介绍异型阴极电解槽技术条件保持异型阴极电解槽需注意的问题异型阴极炭块形状选择的摸索异型阴极炭块形状选择的摸索电解槽中的磁场是由通过导体的电流而产生的。
磁电解槽中的磁场是由通过导体的电流而产生的。
磁场和电流相互作用,在熔体介质中产生一种电磁力,场和电流相互作用,在熔体介质中产生一种电磁力,可引起电解质可引起电解质和铝液的运动,和铝液的运动,同时使两者间同时使两者间的界面发生形的界面发生形变。
见右图变。
见右图铝液流动方向铝液面波动图根据铝液流动方向和波动大小,阴极表面的凸台设根据铝液流动方向和波动大小,阴极表面的凸台设计成与阴极炭块的纵向方向一致,与电解槽的纵向计成与阴极炭块的纵向方向一致,与电解槽的纵向方向相垂直,与电解槽的阴极表面相垂直,并与阴方向相垂直,与电解槽的阴极表面相垂直,并与阴极碳块连为一体,凸起高度为极碳块连为一体,凸起高度为110110120mm120mm,宽度为,宽度为170170415mm415mm,每个阴极碳块上的凸台在中间有,每个阴极碳块上的凸台在中间有200mm200mm的间断。
的间断。
我公司一共试验了的四种异型阴极炭块我公司一共试验了的四种异型阴极炭块双凸双凸台块台块170170单单凸块凸块270270单单凸块凸块高低高低凸块凸块双凸台块170单凸块270单凸块高低凸块返回目录异型阴极电槽焙烧方法异型阴极电槽焙烧方法v异型阴极电解槽由于炉底有凸台在焙烧时阳极与炉异型阴极电解槽由于炉底有凸台在焙烧时阳极与炉底的接触率小于底的接触率小于50%50%,所以不能采用传统的焦粒焙,所以不能采用传统的焦粒焙烧法,目前国内一般使用燃气焙烧法,我公司经过烧法,目前国内一般使用燃气焙烧法,我公司经过反复的研讨,首创了填充碎炭块焦粒的焙烧方法,反复的研讨,首创了填充碎炭块焦粒的焙烧方法,此种方法在目前国内同行业中成本最低、风险最小、此种方法在目前国内同行业中成本最低、风险最小、温度控制最好。
温度控制最好。
即:
先在即:
先在“墙体墙体”间用间用303050mm50mm的碎的碎炭块填充,在填充炭块填充,在填充过程中,保证过程中,保证使用碎炭块填充凹槽v碎炭块填充密实,上表面碎炭块严格控制粒度确保碎炭块填充密实,上表面碎炭块严格控制粒度确保均匀。
填充碎炭块过程中,在填充至第一个平台处均匀。
填充碎炭块过程中,在填充至第一个平台处用焦粒灌缝填实,再用木版平铺、手锤敲打震实找用焦粒灌缝填实,再用木版平铺、手锤敲打震实找平,然后再铺上一层焦粒平,然后再铺上一层焦粒,挂极装炉。
挂极装炉。
返回目录阻流块位置确定的研究阻流块位置确定的研究通过对电解槽三场的测量研究,对阻流块放置位置进通过对电解槽三场的测量研究,对阻流块放置位置进行科学设计,可以更好的实现阻流块的阻流作用。
行科学设计,可以更好的实现阻流块的阻流作用。
以下是对电解槽流速场测量结果以下是对电解槽流速场测量结果阻流块在电解槽的布局图参考流速场测量结果可以看出,在电解槽内,铝参考流速场测量结果可以看出,在电解槽内,铝液流动大致呈两个横向流环。
而阻流块的目的主液流动大致呈两个横向流环。
而阻流块的目的主要是通过减缓铝液流速,因此设计如下阻流块在要是通过减缓铝液流速,因此设计如下阻流块在电解槽中的布局图。
电解槽中的布局图。
返回目录节能电解槽降耗要领节能电解槽降耗要领异型阴极铝电解槽,主要是通过阴极凸台挡住铝液流异型阴极铝电解槽,主要是通过阴极凸台挡住铝液流动和旋转,减少铝液波浪和漩涡,从而降低波浪层动和旋转,减少铝液波浪和漩涡,从而降低波浪层aa值(见下图),为电解槽距极进一步降低创造空间,值(见下图),为电解槽距极进一步降低创造空间,即降低槽电压。
即降低槽电压。
铝电解生产中,直流电耗可以用如下公式来表示:
铝电解生产中,直流电耗可以用如下公式来表示:
式中:
式中:
VV平为电解槽的平均槽电压(伏),平为电解槽的平均槽电压(伏),CECE为电解为电解槽电流效率(槽电流效率(%)从上式可以看出,异型阴极电解槽就是通过降低极从上式可以看出,异型阴极电解槽就是通过降低极距,达到降低电压,从而实现降低直流电耗的目的。
距,达到降低电压,从而实现降低直流电耗的目的。
返回目录节能电解槽保温技术研究节能电解槽保温技术研究节能电解槽达到降低吨铝电耗的根本途径是在保节能电解槽达到降低吨铝电耗的根本途径是在保证电流效率的基础上,大幅度降低运行电压,在降证电流效率的基础上,大幅度降低运行电压,在降低运行电压,减少热收入的过程中,所以必须加强低运行电压,减少热收入的过程中,所以必须加强电解槽保温,保证电解槽电解质不萎缩、角部不长电解槽保温,保证电解槽电解质不萎缩、角部不长伸腿等,我公司在保温方式的采取上经历了二个过伸腿等,我公司在保温方式的采取上经历了二个过程:
程:
前期采取的材料尺寸为前期采取的材料尺寸为1050*300*50mm1050*300*50mm的陶瓷保的陶瓷保温毡成倒温毡成倒“UU”形将散热孔全部保温,保温效果较好。
形将散热孔全部保温,保温效果较好。
采用陶瓷保温毡保温后,散热孔温度上升采用陶瓷保温毡保温后,散热孔温度上升40-5040-50度左度左右,一定程度上起到抑制了电解质萎缩以及保持电右,一定程度上起到抑制了电解质萎缩以及保持电解槽温度的作用,但个别槽后期出现散热孔发红及解槽温度的作用,但个别槽后期出现散热孔发红及槽壳变形的问题,因此,该保温措施在运行一段时槽壳变形的问题,因此,该保温措施在运行一段时间后车间全部拆除。
间后车间全部拆除。
为有效抑制了角部长伸腿问题,在角部极散热孔为有效抑制了角部长伸腿问题,在角部极散热孔采取添加氧化铝粉、采取添加氧化铝粉、保温砖封堵、水泥保温砖封堵、水泥糊缝的保温措施,糊缝的保温措施,现已全面使用,现已全面使用,效果明显,如右图效果明显,如右图所示。
所示。
角部保温示意图返回目录异型阴极电解槽技术条件保持异型阴极电解槽技术条件保持11、焙烧启动后期技术条件保持焙烧启动后期技术条件保持3030天之内天之内30-6030-60天之内天之内60-9060-90天之内天之内槽温(槽温()975-990975-990970-98
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