工艺技术|电解铝节能降耗,这些硬技术用起来!

发布时间: 2019-07-09 22:22:29 作者:中商碳素

一、异型阴极节能技术

异型阴极节能技术的主要目的是改变铝电解槽槽底中传统的平底特点,提高附带凸台以及相应的阻流作用的凸台阴极,达到优化槽内铝液流态、改善铝液表面变形和优化极距的目的。 

异型阴极节能技术的主要工作原理为:铝电解槽原铝直流电单耗与槽工作电压二者为相关关系,最终可以达到节能电解。国内外学者纷纷对该技术予以创新,先后开发出多种内容丰富的节能铝电解槽技术,这些技术均有相同的目的——优化铝液形态。

当前已有错位凸台、圆弧形凸台、矩开凸台以及二级凸台等技术。这些技术的配套技术主要有异型阴极加工制作技术、焙烧启动技术、异型技术电解槽的大修筑炉技术等。目前,国内外已经有很多铝业公司陆续将该项技术引入自身多条生产链中。在应用异型阴极节能技术的最初阶段,节能效益显著,但是随着使用时间的不断延长,碳素材质凸台逐渐被磨损消耗,其节能效益也不断下降。纵观当前应用于生产的应用槽情况,异型阴极节能技术节能效益很难与其槽龄相匹配。异型阴极节能技术已经在350kA系列工业应用,槽平均电压3.93V,电流效率91.5%,直流电耗12800kW•h/t。

二、阻流块技术

阻流块技术主要指的是在传统槽的槽底表面上放置特殊材质的凸台块,从而达到进一步优化铝液流态的目的。从设计思路分析,阻流块技术适用于线槽,因此可以在单槽多次放置阻流块,这样能够在线槽的龄期限内将技术优势充分发挥出来。但是,阻流块技术也存在使用范围有限和期限较短等问题,其主要原因有两个。

阻流块材质方面的因素该技术对电解质体系的清洁度要求较高,但是很难找到合适或者清洁度达标的材料,以致于阻流块存在漂移、过轻、断裂、溶解等缺点,无法全面地满足高温不化解条件下的阻流技术要求。

槽底状况技术方面的因素对由计算机技术控制的大型铝电解槽来讲,虽然其对氧化铝的浓度和生产技术的要求较高,但是若从理想的角度上看,在电解槽内数十平方米工作区域的模式依然存在问题,炉底和炉膛不规整,使得阻流块失去了有利的基础条件,在被放置后其在槽内的作用无法统一。若电机槽自身情况较好,其应用初期的效果是值得肯定的。阻流块技术经在350kA系列工业应用,槽平均电压3.9V,电流效率91.5%,直流电耗12700kW•h/t。

三、导流槽技术

发明导流槽技术的最初目的是当电解槽阴极处于懒惰状态时,能够在槽底表面不保留或者很少保留铝液。所以,该技术的主要原理是通过预留在槽底表面上的导流沟和导流槽将形成的铝珠汇集到铅端头的蓄铝池中。迄今为止,依然未出现应用惰性阴极的情况,人们在试验槽内设置了硼化软涂层。

经过试验发现,实验槽的槽工作电压可以维持在很低水平,但是考虑到槽体存在热工分布的问题,再加上侧部炉帮结壳很厚,最终确定铝液应超过铝水平10cm。导流槽技术的产生,为我国铝电解节能技术发明提供了新方向和新思路,既可以降低试验槽的热支出,又可以减少热收入,最终达到降低能耗的目的。导流槽技术经在350kA系列工业应用,槽平均电压3.88V,电流效率91.8%,直流电耗12600kW•h/t。

四、异型阴极钢棒技术

继异型阴极技术之后,异型阴极钢棒技术成为行业追逐的对象。该技术是将铝电解槽阴极燕尾槽内的一整根通长钢棒分为不相连的两段,同时将每段进行“双钢棒”处理。“双钢棒”处理的结果是,槽周磁场平衡得到进一步优化,槽内铝液流态得到优化,与异型阴极技术相同,因槽工作电压有效降低,电解生产原铝直流电解单耗得到明显降低。同时,本技术只对钢棒进行“双钢棒”处理,实施较易。重要的是槽内底表面为平面底,有利于建立和保持规整槽膛。因而被快速接受。异型阴极钢棒技术经在350kA系列工业应用,槽平均电压3.95V,电流效率91%,直流电耗13000kW•h/t。

以上是目前电解铝行业里一些比较先进的节能降耗技术,2019年国家重大工业专项节能监察任务也刚刚发布,其中电解铝企业阶梯电价执行专项监察59家,对于这些企业而言,节能降耗是目前的紧要任务,同时节能降耗也能提质增效,利于企业的长远发展,以上硬技术可供参考。