铝电解综合节能ppt课件.ppt

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1、低温低电压铝电解新工艺铝电解能耗=2980kWh/t-Al槽平均电压电流效率节能根本途径降低槽平均电压提高电流效率电流效率90%91%92%93%94%95%平均电压3.6243.6643.7053.7453.7853.826直流电耗12000kWh/t-Al若电解电耗相同，则电流效率越高越好关键问题：简单地通过降低极距来降低槽电压，往往显著恶化电流效率，能耗反而上升。因此低温低电压新工艺必须解决降低极距与电流效率变化和电压稳定性的问题。我们怎么来解决呢？极距以外的降电压措施在我国近年来已经取得显著节能成效：降低AE系数及AE持续时间降

2、低欧姆电压降（阳极、阴极、电解质、母线接触电阻）这些被称之为矮树下的果实，现在已经基本摘干净了，但大树上的果实更加丰硕，我们怎么来获取呢？问题：如何实现从“高电压型”工艺向“低电压型”工艺的转变？做法：在不改变现有电解槽阴极和母线结构的条件下，通过调整工艺技术条件并相应地升级计算机控制系统，事实证明可以达到事半功倍的节能目标！实例：XX铝业公司300kA槽系列改进前槽平均电压：4.25V槽温：960℃电流效率：89.5%直流电耗：14150改进后槽电压：3.95V槽温：940℃电流效率：92.5%直流电耗：12700下步可实现槽电压：3.

3、85V槽温：935℃电流效率：93%直流电耗：12330低温低电压新工艺的技术要点：完善氧化铝浓度控制技术，以低氧化铝浓度为前提；适当提高电流强度和铝水平，低温、低过热度是关键；根据电解质成分确定分子比和过热度，保证电解质对氧化铝的溶解能力，以建立炉膛并保持炉底基本干净作为工艺控制目标；努力提高工人的操作水平，精细化操作是持续稳定的保证；在电压稳定的基础上积极降低槽电压，节能降耗才是根本！低温与低过热度——低温度波动低浓度——低浓度波动低AE系数与低AE持续时间——低干扰临界稳定技术新工艺的新思路为什么降低极距没有降低电流效率！CO2和A

4、l在两极之间的溶解浓度分析关于Al和CO2二次反应的最新认识2Al（液）+3CO2（气）=Al2O3（固）+3CO（气）一方面是阳极气体CO2在电解质中溶解及其小气泡向阴极界面扩散与铝液接触发生二次反应，另一方面是阴极产品铝液在电解质中溶解并向阳极界面扩散与CO2接触发生二次反应。但到底谁是二次反应的控制性环节呢？已经明确的是CO2气体在电解质中的溶解度是很小的，只有10-5～10-6mol/cm3，所以阴极铝主要是被所CO2气泡氧化的。因此如何控制阳极气泡的逆向扩散是低温低电压新工艺的核心内容，那么我们现在来分析CO2气体在电解质中的行

5、为，以提高对CO2气体的认识。CO2在传统电解工艺中的行为当过热度和氧化铝浓度较高的时候，阳极与电解质的界面张力较小，CO2在电解质中的溶解度增大，更主要的是阳极底掌下的气泡直径小、CO2在电解质中的浮升力小，在电解质运动过程中CO2气泡向铝液界面逆向扩散的机率大幅度提高，因此当过热度和氧化铝浓度较高的时候，CO2的溶解和气泡逆向扩散是二次反应的控制性环节。在电压稳定的前提下，提高极距的实质作用是提高阳极气泡与铝液界面的距离，减少CO2气泡接触铝液界面诱发二次氧化的机率，提高极距对Al和CO2的溶解与扩散并没有根本的影响。因为Al和CO2

6、的溶解和扩散主要取决于铝液和电解质的流速和电解质对二者的溶解能力，决定于溶解度和浓度差。CO2在低温低电压新电解工艺中的行为当过热度和氧化铝浓度较低的时候，阳极与电解质的界面张力较大，CO2在电解质中的溶解度降低，更主要的阳极底掌下的气泡直径增大、CO2在电解质中的浮升力提高，在电解质运动过程中CO2气泡向铝液界面逆向扩散的机率大幅度降低，CO2对二次反应的影响减弱，Al的溶解与扩散转变为二次反应的控制性环节。当过热度、氧化铝浓度和分子比都较低的时候，Al和CO2在电解质中的溶解度都较小，所以在流体运动和电压稳定的条件下电流效率大幅度提高

7、。因此低温低电压新工艺的成功主要取决于两点：一是降低氧化铝浓度和过热度，适当提高电流密度，以得到足够大的阳极气泡并且不诱发效应，二是保持槽电压稳定以降低铝液和电解质的流速。CO2表面积与Al2O3浓度的关系Al2O3浓度与电流效率的关系过热度与电流效率的关系电流效率与极距和Al的溶解度的关系没想到200KA槽的电压可以达到如此低！槽电压还有进一步降低的潜力！电解槽的稳定性是当今铝业界十分关注的问题。电解槽的不稳定性的表现之一是电压摆动。目前有两种不稳定性被人关注，一是磁流体动力（MHD）的不稳定性，一种是操作和下料制度引起的不稳定性。前者

8、国际上使用求解电解槽小扰动磁流体系统的特征值即可分析稳定性，评价时使用最大扰动增长率，扰动的增长率越小电解槽越稳定。第二种不稳定性一般称为“躁声”，它是操作或下料制度不当引起的，特别是在更换阳