浅谈大型预焙电解槽的节能途径

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1、浅谈大型预焙电解槽的节能途径毛亚红810108中国铝业青海分公司第一电解厂摘要结合生产实践，通过在供电系统和电解工艺上同时采取措施采进行节能.以此降低电解槽的能耗。关键词预焙电解槽电解工艺供电系统节能途径1概述电耗在吨铝成本上一般占30%—40%,电耗主要由工艺用电和供电系统的损耗两部分组成，供电系统的损耗一般占电耗的5%左右.工艺用电占绝大的部分。所以如果做好电解工艺的节能降耗工作，降低吨铝直流电耗。就能有效提高经济效益，节省电能的潜力主要是减少电解槽的热损失量，良好的电解槽热平衡状态是电解槽设计者

2、和生产技术管理者的追求目标，它是铝电解槽实现高效、低电能消耗的技术保证，其途径主要是降低设定电压。降低AE系数，优化技术条件，提高电流效率等方面。但同时要求供电系统不断提高整流效率.保证稳定供电。提高功率因数。2工艺节电2・1提高电流效率对于铝电解生产者来说，提高电流效率、降低电耗是大家共同关心和为之奋斗的永恒课题。在电解生产中导致电流效率的下降的主要原因是铝的二次反应，见下式。A1+C02-+A1203+C0造成铝损失的关键因素是铝溶解度和扩散速度，影响铝的溶解度和扩散速度的关键因素是电解槽的炉膛和

3、电解温度的过热度，电解温度越高,铝的溶解量增多；过热度即电解槽的测量温度与初晶温度Z差。电解质的流动性变了，从而扩散速度加快。所以•采用低温电解法来提高电流效率，利用添加剂來降低电解质的初晶温度，从而降低电解温度。另外低分子比电解质也可以减少钠离子的放电机会，从而提高电流效率。（1）规整的炉膛良好的炉膛，要求炉底有一层稀沉淀，侧部有规整的炉帮。在160kA电解槽上，侧部槽帮不易形成的原因之一是经常为处理炉底的沉淀而提高电压，增加热输入或降低铝液•减少散热。从这个意义上讲，必须把好与热量有关和与物料有关

4、的技术条件，才能谈及维持槽膛：①规整的炉膛内形。电流磁场分布均匀，防止侧部跑电（水平电流少）。②铝水波动小，工作电压较平稳（减少二次反应）。③防止阳极病态出现，如长包、掉角、掉块等。④炉底压降低，降电耗。⑤创造较稳定的生产条件，有利于持续高效生产。（2）低温电解力争低温生产。降低电解温度冇两重含义，一是降低电解初晶温度，二是降低电解质过热度。电解质的初晶温度与其成分是有关的。电解质中添加MgF2、uF（或“：c0,）、AIF,都能降低初晶温度。目前已开展这方面的试验。但降低初晶温度而添加的盐类，会使A

5、120,在电解质的溶解度下降。因此，在添加物浓度较高的情况应考虑减少定时加料的加料量以减少槽底沉淀。调整电解质成分，分子比2.3-2.4,氟化镁1・2%—3%・氟化钙2%—4%,降低电解质初晶温度，从而降低电解温度，保持适当的过热度。电解质的过热度一般为15-20oCo这时电解质的物理性质已能满足电解生产的需要，无须再高，超过20°C的都要降下来。降低过热度的前提条件是保持电解槽的稳定，必须使干扰造成的电解质温度波动小于过热度。措施是加强保温，减少热收入。目前国外先进槽的过热度已降到1CTC左右。适当

6、提高铝水平，降低阳极中心温度•从而减少铝的二次反应，提高电流效率。提高电流效率后必须补充能超.以保障好电解槽的热平衡。加厚保温料9—11cm,小头加厚14一16cm,电解槽侧部涂保温材料。尽量降低无为的功耗。4202.2降低效应系数电解槽的效应是消耗电能的一个方面，随着电解技术的不断发展，人们对效应的认识在转变.效应对电解槽是有害无利的，而效应系数的降低有利于节能降耗，目前.国外的一些铝电解企业的效应系数控制到0・01次/（槽？d）,还有少数企业达到无效应生产，国内企业效应系数也由原來的0・3次/（槽

7、？d）降低到现在的o・1次/（槽？d）以下.仅此一项每年可节约大量成本，同时为了进一步做好节能降耗工作，将效应持续时间由5—6rain缩短为2—3min□降低效应系数主要是从升级优化模糊控制系统、改进供（下）料系统、优化工艺技术条件等方血着手：①改进供（下）料系统。对电解槽上部料箱和打壳下料机构进行改进，避免了因冒料、大堆料等造成的供料不足而引起的突发效应。②升级优化模糊控制系统。阳极效应的发生与氧化铝浓度有关，控制系统改进的目标是把氧化铝浓度控制在比较低的较窄的浓度区间而乂不至于发生效应的低浓度区1

8、・5%〜3・0%。原智能模糊控制系统设计，理论上在等效应时.根据效应距今时间长短逐步拉大实际加料间隔，直到效应发生，进入下一周期。由于控制算法误差较大，对氧化铝浓度的控制不够精确，造成浓度效应偏多。因此为了迸一步达到控制效应的目的，对效应控制算法也进行了改进。改进后。将AE等待时间从原来120〜144h延长至400h•如此可以将效应系数降低到0・08—0.09次/（槽？d）,实践证明改进后的控制系统大大提高了效应的可控率。③合理调整工艺技术条件。合理匹配