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电解铝综合节电技术

2020-09-14 10:47 来源: 网络
  1、电解铝行业概况

  新中国的电解铝工业经过60余年的发展,在方方面面都取得了巨大的成就,我国电解铝市场目前处于产能过剩情况,每年闲置的电解铝产能有100万吨以上,闲置的资产超过100亿元,造成了社会财富的极大浪费。在目前较大的市场竞争下,降低生产成本,节能降耗是企业生存的必然选择,也是国家发展的方向。



  2、电解铝节能降耗的方向

  2.1吨利润最大化为企业目标;

  2.2优化电解槽热效率,优化电解操作工艺,优化电解电流效率;

  2.3调节电解槽热平衡:(吨铝热效率消耗提高,应加大有效物料部分消耗占比)

  2.4提高电解槽热效率,减少热量损失:保温,密封,减少漏槽量

  2.5提高有效功率提,降低母线和子母线、电解质、阳极电阻

  2.6优化操作工艺:送电、进料、更换阳极、捞渣

  2.7电解槽节电体系:提高电流效率、提高电化反应效率、提升电解槽热效率、减少消耗

  3、保温密封的节电措施

  3.1全面细致做好电解槽的保温密封措施:槽罩、端罩、槽裙、罩板缝隙;

  槽盖罩板保温:盖板内附保温材料采用硅酸铝保温毯定型分布固定;

  电解槽保温包含的项:侧盖板,端头两端门板等;

  电解槽的盖板采用卡扣锁固定槽盖板及门板,方便安装和拆卸。

  3.2槽壳体保温:采用耐高温的硅铝棉毡固定筋板上;

  3.3电解槽内壳层保温:电解槽内部壳层覆盖细氧化铝粉料,厚度要求180-260mm,长期保证覆盖料厚度;

  3.4电解槽罩密封:

  电解槽罩侧盖板及端门板采用保温材料固定板上,保温材料大于盖板及门板,之间接触为软接触,卡扣锁固定方式。密封方式;具有保温密封功能且方便开启,即方便更换阳极、捞渣和出铝;

  3.5电解槽上部的保温:

  采用保温材料(δ=50mm岩棉)覆盖在槽水平罩上部并保护好。电解槽上部结壳保温:电解槽内部壳层覆盖细氧化铝粉料,厚度要求180-260mm;保温要求:长期保证覆盖料厚度;出铝、换阳极、槽内测量后和捞渣完成应及时恢复厚度。电解槽炉门现为铝板材制作,需要增加密封和保温措施;在做炉门密封的同时,门底部边框使用的绝缘石棉布也能起到很好的绝缘效果;对开炉门间加装密封条,除尘布。炉门铝板内附保温材料采用低密度δ=30mm硅铝棉和铝皮(δ=0.3mm)定型分布固定;

  3.6槽底保温

  使用δ=50mm岩棉板,按照槽底尺寸切割后用高温胶粘于槽底。施工中要间隔依次进行,注意观察、测试槽底温度变化,最后逐步完成槽底整体保温,阴极钢棒底部不要粘附岩棉板。注意槽底支撑钢梁和槽底母线不能覆盖岩棉。

  3.7槽帮保温

  使用δ=30mm岩棉板,按照槽帮散热窗尺寸切割后用高温胶粘于散热窗,要求将阴极钢棒头裸露。施工中要间隔依次进行,注意观察、测试槽帮温度变化,最后逐步完成槽帮整体保温。

  3.8减少开罩的时间和频次

  更换阳极的时间减少:可以开发设备减少更换阳极时间或培养熟练工人,提高阳极的质量增加阳极使用天数的方法;捞渣的频次减少(换极和出铝时及时捞渣,平时尽量不再进行捞渣作业);提高阳极质量减少掉渣量。出铝频次减少,减少开罩时间;可以调整单台的槽压力方式即烟气排放负压减少,减少热量损失。

  3.9烟气排放损失热量的减少和利用

  更换阳极、捞渣及出铝时:调整排烟阀门关小,降低负压即降低冷空气进入量;降低电流减少阳极掉渣即减少捞渣的频次;提高阳极质量减少掉渣量。降低出铝频次,调整单台的槽压力方式即烟气排放负压减少热量损失。

  3.10内衬及保温采用绝热结构

  采用保温型电解槽,保温密封后电解槽槽温升温,同时降低电解槽的电流。保持槽温不可过高。

  4、提高电流效率

  铝电解生产中的电流效率是综合电耗降低的关键,也是反应效率提高的关键。铝电解槽电流效率降低的原因:铝的物理或化学溶解损失,并被阳极气体氧化;铝的不完全放电所引起的电流空耗损失;其它离子放电所引起的电流效率损失;电解槽漏电,或局部极间短路。提高电流效率的途径:降低电解温度,调整电解质组成、调节极距、电流密度以及铝液的高度等。

  4.1调整电解温度

  温度影响铝在电解质中的溶解,温度越高铝扩散到阳极氧化区的速度越快,电流效率的损失就越大,根据Fick扩散定律:当电解温度生高时,铝在熔体中的溶解度增大,熔体的粘度减小,电解质的循环流动速度增大,电流效率降低。但过分降低温度将使电解质发粘,导致铝珠与电解质分离困难而造成铝的损失。故温度应适当。

  4.2调整氧化铝浓度

  随着氧化铝浓度的升高,电流效率增加,但在高氧化铝浓度下,电流效率增加不显著。在低氧化铝浓度下,电流效率有较高值。

  4.3调节分子比

  随着分子比的降低,熔体初晶温度下降,铝液-电解质的界面张力增大,镜面收缩,铝的溶解度下降,熔体中Na+的活度降低,放电的可能性减少,因而电流效率提高。

  4.4调整极距

  极距增大,由于相同阳极气体量搅拌的两极间的液体量增多,搅拌强度减弱,从而极距增大,电流效率增加。但极距太大时,温度升高,粘度减小,电解质循环加快,铝损增加;且槽电压升高,电耗增多,槽子转热而出现病槽等。宜控制在4.2~4.5cm。

  4.5调节铝液高度

  铝液高度应为适当值,在工业电解槽上,阳极底部热量多余,使阳极下部温度比侧部高,必须把此部分多余热量疏导出去。而铝是热的良导体,故要保持一定的铝液高度。但铝液不宜过高,否则热损失增加,电耗增大。

  5.提高电化学反应效率

  5.1降低母线及支母线电阻

  固体和液体铝的电阻率均随温度降低而减小,采用风冷却降低电阻办法。由阳极母线、阴极母线和立柱母线组成(母线电阻随温度提高,电阻降低也是提高电效率的关键)。母线为铝质压延母线或铝质铸造母线。

  5.2损失降低提高反应效率

  生产每吨铝所需的Al2O3量,从理论上计算等于1889 kg。密封和开罩减少及降低负压减少加料过程中有飞扬和机械损失。采用加料箱的罩壳体及烟气温度升高去除水份方法,但原料管或箱水汽排放必须有。

  5.3提高预焙阳极炭块的理化指标

  使用高指标的预焙阳极后槽电压降低,提高电功效率。预焙阳极净耗每吨铝342-360 kg,毛耗(包括残极)为400~450 kg。降低掉渣数量,增加使用天数。使更换阳极时间变少,和掉渣数量降低;提高反应效率和电效率。

  5.4原料和盐消耗量影响反应效率

  合理调整烟气负压,减少消耗量减少电解槽开罩时氧化铝损耗,<1923kg/t。减少开罩时氟化盐的消耗量,减少开罩时空气对阳极炭块的消耗量。

  6.电解槽维护工艺优化

  6.1电解槽密封效果的好坏直接影响电解槽的保温效果,电解槽实施保温密封措施后,电解槽密封保温状况对电解槽参数调整、对电解槽稳定操作有重要意义,日常管理中需要加强保温密封的维护管理。

  6.2密封的日常管理:

  (1)电解车间将电解槽盖板的管理责任到人,对电解槽盖板应编号管理,盖板编号要具备整齐、美观、易辨识、不易损坏等基本要求。

  (2)更换阳极、处理卡锤故障等作业时,作业人员不要损坏保温材料,上下电解槽,要求脚踩在槽盖板横档上,注意不要踩在槽盖板面板铝皮上,以免造成槽盖板变型,破坏密封保温效果。

  (3)制定电解槽盖板密封效果巩固检査制度,尤其是大面加装密封条的槽盖板与未装密封条的惜盖板交叉盖放,而且是密封条槽盖板要在上方,覆盖住未装密封条的槽盖板。消除槽盖板之间的缝隙,提高密封效果。

  6.3密封维修管理:

  (1)操作人员要每天按电解槽设备日常点检标准,对自己的负责槽盖板进行认真检査,发现槽盖板端头有螺丝松动的要及时紧固。

  (2)对端头绝缘烧损、面板铝皮脱落、面板烧损出现漏洞、骨架扭曲变形等情况车间要及时进行维修,变形严重无法修理需更換。

  (3)电解槽盖板属于损耗备件,因断裂或变形严重需更换的,电解车间要有相应的消耗定额。

  (4)新开电解槽的槽盖板必须使用原槽盖板,不能更换混用。

  6.4优化工艺操作

  电解槽在完成保温、密封工作后,原有平衡体系被打破,需要建立新的平衡体系,希望从管理层到操作人员一定要提高认识,认真测量、记录操作参数,比对指标,尽心操作。

  定点检测、记录参数:壳层,槽帮,铝液面,电解质层,极距,槽电压,槽温,气温度,槽负压等重要生产参数,认真比对指标,适时调整。

  尽可能减少更换阳极的时间:提高工人更换阳极的熟练程度,提高阳极质量增加阳极使用天数,使用预热阳极上槽的方法,远期考虑开发更换阳极专用设备;

  尽可能减少捞渣的频次和捞渣时间,提高阳极质量减少掉渣量。

  减少出铝时间,减少开罩时间;

  合理调整烟气排放负压或改造烟气净化系统,反应产生多少烟气就排放多少;

  满足电解车间不返烟最低限度的负压,减少热量损失,也可有效降低引风机电耗。精心操作目的:提高电流效率的操作,影响电流效率的因素主要有电解温度、电解质组成、极距、电流密度以及铝液的高度等。

  以上就是小编为您带来的“电解铝综合节电技术”全部内容,更多节电资讯敬请关注智联能效

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