铝电解槽过电压和降低能耗
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电解厂降低阳极毛耗方案所有方案制定依据:电流效率按95%、电流强度按176.6KA计算,则每台槽每天产铝量为0.3355*24*176.6*95%/1000=1.351吨/天;原阳极毛重为810kg(新结构阳极)方案一:采取阳极厚度增加1cm(见附图1),阳极体积及重量都增加,同时阳极使用时间由28天延长到29天。
阳极毛耗结果:[810+(1*160 cm *66*1.54*)/1000]*24/(1.351*29)=506.15 kg/t-AL(阳极体积密度为1.54 g/ cm3)。
方案二:采取阳极凸台高度增加1cm(见附图2),阳极体积增加,重量增加了9.7Kg,同时阳极使用时间由28天延长到29天。
阳极毛耗结果:(810+9.7)*24/(1.351*29)≈502.1kg/t-AL(阳极体积密度为1.54 g/ cm3)。
附:方案二改造阳极后阳极重量变化计算棱台体积计算按公式:V棱台=1/6*h*[a*b+ a'* b'+(a+a')(b+b')]上底a1=135.5cm, b1=39.5 下底a2=144.5, b2=50.5cm,高h=7.5cm 原来梯形台体积计算:原来梯形台体积V原=1/6*7.5*(135.5*39.5+144.5*50.5+(135.5+144.5)*(39.5+50.5))≈47310cm3改造后梯形台尺寸(台体加高1cm):上底a1=135.5cm, b1=39.5 下底a2=144.5, b2=50.5cm,高h=8.5cm V后=1/6*8.5*(135.5*39.5+144.5*50.5+(135.5+144.5)*(39.5+50.5)) ≈53620 cm3改造后梯形台体积减少:S原-S后=53620-47310=6310cm3改造后重量增加:6310*1.54/1000≈9.7Kg方案三:采取阳极凸台高度增加1cm后(阳极毛重为810+9.7=819.7kg),以及按附图3将阳极凸台缩小(长、宽各减少2cm),重量减少了9.4Kg,同时阳极使用时间仍按29天算,则阳极毛耗为:(819.7-9.4)*24/(1.351*29)≈496.4kg/t-AL(阳极体积密度为1.54 g/ cm3)。
165管理及其他M anagement and other关于槽电压与电流效率的思考朱 博1,万 文2摘要:吨铝直流电耗、电流效率等,都是电解铝生产企业的重要指标,也是企业关注的重点。
本文重点描述了电解槽槽电压与电流效率的关系,阐述了电流损失的主要原因,提出了提高电流效率、降低吨铝直流电耗的主要措施,为降低吨铝能耗和生产成本,提升产品竞争力具有积极而重要的参考价值。
关键词:电解铝;吨铝直耗;槽电压;电流效率随着技术的进步,国内电解铝的槽电压在2006年首次降低到4V 以内,为强化电流提供了技术支撑和空间,电解槽的电流强度也从180KA、200KA 等逐步提升到现今的500KA、600KA,技术已日趋成熟,单槽产量大幅增加,项目投资建造成本也大幅降低。
电解铝企业是用电大户,电力成本占整个生产成本的40%左右,随着“碳达峰”“碳中和”“能耗双控”和“阶梯电价”等一系列政策的出台,能耗越高,则电价越高,碳排放越多,成本越高,因此降低电耗对企业至关重要,倒逼企业必须向着绿色、低碳、低能耗的方向发展。
所以,降低电解铝企业单位铝液直流电耗(以下简称吨铝直耗)是电解铝企业必须重点考虑的重要措施。
1 槽电压的组成电流做功是电压、电流和时间的乘积,在电流强度一定的前提下,电解系列的能耗与槽电压密切相关——电压越低,耗电量越低,所以槽电压的管理在日常生产中至关重要。
整个电解槽可以看作是良好的导体,电流强度越大,意味着电解槽越大。
电流强度确定后,槽电压就成为最为关键的技术参数。
电解槽各部位都有一定的电阻,从而产生电压降,电解槽的平均电压就是各部位电压降的累加值。
主要电压降有:(1)母线压降(约180mv):母线压降包括阴极软带、阴极母线、母线焊接、水平母线、阳极软母线、立柱母线部分压降。
尽管母线导体电阻较小,但是难以阻止电流的损失,一般情况下母线压降可视为固定不变的,但是随温度的变化母线压降会升高或降低(金属随温度的升高电阻值增大)。
浅析电解铝生产节能减排技术摘要:当前,对我国电解铝行业整体而言,实施工业节能、增效、减排显得尤为迫切和关键,这不仅需要进一步满足当前国家绿色发展产业战略下行业的实际运行需要,但也需要不断提高国内企业品牌在世界市场基础上形成的行业综合竞争力。
关键词:电解铝生产;节能减排;技术1电解铝在生产过程中遇到的问题1.1环境污染严重在当今中国的一些电解铝企业系统中,通常在电解生产铝产品的生产工艺系统中,使用氧化铝的手段基本上是溶解氧化和直接电解铝的生产方法,其中最复杂的技术是使用冰晶石氧化铝材料。
在特定产品的生产准备阶段,温度要求较高的冰晶石氧化铝一般应首先提高其熔点,但其熔点会相对较高,因此在整个生产准备阶段容易产生热分散,进而污染周围环境[1]。
其次,在电解铝酸生产阶段,电解氧化的电解方法会导致立即燃烧,产生大量的无金属价氧。
在阳极周围,这一小部分氧离子可能直接与一些二氧化碳分子发生反应,并会产生大量相应颜色的污染气体,最终可能直接对周围环境造成二次污染[2]。
1.2高耗电,能源耗费量大目前随着电解铝生产能源的逐步增加,我国火电机组对发电燃料的需求将越来越大,火电模式的发展必将在相应限度内危及我国的发展环境,这与中国政府目前倡导的环保、绿色、节能发展理念基本背道而驰。
1.3具有一定的危害性在特定时期的生产和发展阶段,电解铝工业及其排放的各种固体废物粉尘和有毒气体混合物中会含有一些毒性较大的有害化学物质,不仅会污染周围的生活环境,还会严重危害周围人的生命和健康。
此外,电解铝厂在整个生产过程中会出现大量有毒固体粉尘颗粒。
如果人体肺部吸入过多污染物,可能会导致严重的矽肺,从而间接损害周围人体的正常呼吸系统。
如果在空气湿度和湿度环境中氟化碳含量过高,将直接危及水生动植物和鱼类的生存和健康[3]。
2电解铝节能降耗的主要技术2.1阻流块技术与传统电解铝相比,块状技术本质上是一种节能技术。
理论上,这意味着凸台块铝作为一种非常独特的材料放置在我们传统的铝液罐的底面上,从而更有效、更合理地优化铝液罐中的铝流动状态。
电解铝节能可行性报告一、引言电解铝是一种重要的基础金属工业,在国民经济中占据着重要地位。
然而,电解铝生产过程中能耗巨大,给能源供应和环境保护带来了巨大压力。
因此,研究电解铝节能的可行性具有重要的现实意义。
二、电解铝生产工艺及能耗分析(一)电解铝生产工艺概述电解铝的生产主要通过电解氧化铝的方法实现。
在电解槽中,氧化铝溶解在熔融的冰晶石电解质中,在直流电的作用下,氧化铝分解为铝和氧气。
(二)能耗构成及主要影响因素电解铝生产的能耗主要包括电力消耗、原材料消耗以及设备运行维护等方面。
其中,电力消耗占比最大,约占总能耗的 80%以上。
影响电解铝能耗的主要因素包括电解槽的技术水平、电流效率、电解质成分、操作管理等。
三、电解铝节能技术现状(一)新型电解槽技术如大型预焙电解槽技术,通过增大电解槽的容量和优化结构设计,提高电流效率,降低单位铝产量的能耗。
(二)优化电解质成分通过调整冰晶石、氟化铝等成分的比例,降低电解质的初晶温度,提高电导率,减少电解过程中的能量损失。
(三)先进的控制技术采用智能控制系统,实时监测和调整电解槽的运行参数,如电流、电压、温度等,以提高电解效率,降低能耗。
四、电解铝节能潜力分析(一)技术改进的节能潜力通过不断研发和应用新的电解槽技术、优化电解质成分和控制技术,预计可在现有能耗水平的基础上降低 5% 10%的能耗。
(二)管理优化的节能潜力加强生产过程中的精细化管理,减少操作失误和设备故障,提高设备利用率,有望降低 2% 5%的能耗。
(三)余热回收利用的节能潜力电解铝生产过程中会产生大量的余热,如果能够有效回收并利用这些余热,可实现 3% 5%的节能效果。
五、电解铝节能面临的挑战(一)技术研发投入大新型节能技术的研发需要大量的资金和时间投入,且存在一定的技术风险。
(二)企业节能意识不足部分电解铝企业对节能工作重视程度不够,缺乏主动开展节能改造的积极性。
(三)政策支持力度有待加强虽然国家出台了一系列鼓励节能的政策,但在电解铝行业的具体落实和执行方面还存在不足。
铝电解生产的电压管理作者:黄其辉来源:《科学与财富》2020年第35期摘要:就目前国际工业生产的原铝主要是通过在高温电解槽里通入直流电的电解方式获取,电耗是占吨铝成本一项非常重要的生产指标。
在生产中直流电流一般保持不变,对电压的管理则成了控制电耗最重要最易于直接实现的因素之一。
因而有必要人为对槽电压进行管理是科学控制生产成本的必要课题。
在推广新工艺和新技术的过程中总结电解槽管理技术,结合电解槽管理,根据不同制造商的管理规程,对在铝电解生产过程中形成电压偏差的原因进行详细研究并采取相应的技术措施进行处置,因此电压是铝电解生产过程中电耗管理的关键点。
关键词:铝电解生产;电压偏差;低电压管理为了使在铝电解生产中获得良好的经济技术指标,实现高效率,低电耗的铝电解生产,铝电解人进行了长期的探索和努力。
大多数电解铝企业的生产管理部门会根据自身情况发布中短期生产经营任务,经济技术指标,并进行严格的考核。
一、电压偏差许多因素影响铝电解生产的电压指标:可以控制的主要项目是电解温度、铝水平、电解质含量、分子比、槽工作电压、阳极效应系数以及持续时间、氧化铝浓度(含局部浓度差异引起的偏流电解槽自动控制系统上抬工作电压AU)、阳极面上保温料高度和其他技术条件。
只要上述技术条件合理严格控制,缩短换极操作时间,自然就会取得良好的经济技术指标。
铝电解生产的技术条件是一个有机的整体,是变量的总和。
进行调整时,需要在更改之间找到平衡。
没有例程可以遵循,不能复制,甚至不能说“所有条件都可以调整为一个大小”,并且必须遵循实际条件。
在铝电解生产过程中,负责人必须首先适当调整电解槽各部分的压降,电解槽的实际工作状态等,并合理调整电压以使电解槽在正常工作。
一般根据设定的电压,在计算机中进行计算,并且可以通过计算机确定电解槽的实际电压。
在实际生产中,设定电压和工作电压不一定相同,工作电压和设定电压之间通常存在一定的差距。
电压偏差的大小可以反映电解槽生产状态的稳定性,并且如果电压偏差相对小,则电解槽的稳定性高。
3.11 铝电解的电压平衡在系列电流基本恒定的情况下,电解槽的电压高低直接决定着电解槽的能量收入,因而也就直接影响到电解槽的能量平衡。
改变电解槽的电压的最主要手段是调节电解槽的极距来改变电解质的电压降。
可见,维持电解槽的“电流通道”中各个部分的电压降有一个合理的、稳定的分布(即维持一个理想的电压平衡)既对维持电解槽的能量平衡有重要意义,又对维持合适的极距有决定性的作用。
3.11.1 电压平衡的相关概念与计算方法(1)槽工作电压与槽平均电压的定义关于电解槽的电压,有两个重要的定义,一个称为槽工作电压(简称槽电压);另一个称为槽平均电压。
槽电压是指电解槽的进电端与出电端之间的电压降(注:对于相邻的电解槽,上台槽的进电端就是下台槽的出电端)。
平均电压一般指日平均电压,它是在槽电压的日平均值的基础上再增加两项:一是槽外母线(主要是从整流车间到电解车间的连接母线,和穿越电解车间过道的连接母线)上的电压降(日平均值);二是阳极效应的分摊电压(日分摊),这种关系可用下式表达:V平=∆V槽+ ∆V外母+ ∆V效(3-30)其中:V平代表平均电压;∆V槽代表槽电压(日平均值);∆V外母代表外母线电压降(日平均值);∆V 效代表阳极效应分摊电压,它由下式计算:∆V效=k(V效应-V槽)τ效应/(24⨯60)(3-31)其中,V效应为当日内效应发生时段内的平均效应电压;V槽依然代表槽电压(日平均值);τ效应代表当日所发生的阳极效应的总持续时间(分钟);k代表阳极效应系数。
需指出,生产中在制作日报时,一般不考虑阳极效应系数,即取消上式中的系数k,这意味着当日发生的阳极效应所增加的电压全部分摊在当日,若当日无阳极效应,则当日无效应分摊电压为零。
但在进行电压平衡测试时,一般要考虑阳极效应系数,并且采用较长的时段(如一个月)来计算效应分摊电压。
槽电压一般分为四个组成部分:极间电压降(∆V效极间),阳极电压降(∆V阳)、阴极电压降(∆V阴)及槽母线电压降(∆V槽母),即:∆V槽=∆V极间+∆V阳+ ∆V阴+∆V外母(3-32 )(2)极间电压降极间电压降(∆V极间)又可分为反电动势(E反)和电解质电压降(∆V质)两个组成部分,E反提供电解反应(电化学反应)所需的能量,它又可划分为理论分解电压和过电压两大部分。
各类电解槽直流能耗
各类电解槽在生产过程中消耗的直流能耗是一个复杂的问题,
需要考虑多个因素。
首先,电解槽的类型包括氯碱电解槽、铝电解
槽等,不同类型的电解槽在生产过程中消耗的直流能耗会有所不同。
其次,影响直流能耗的因素有很多,比如电解槽的设计参数、操作
条件、电解质浓度、温度、电流密度、阳极和阴极材料等。
这些因
素都会对电解槽的能耗产生影响。
在氯碱电解槽中,能耗主要取决于电解质的浓度和温度、电流
密度、以及电解槽的设计结构等因素。
在铝电解槽中,能耗受到电
解质浓度、温度、电流密度、阳极材料和氧化铝的纯度等因素的影响。
此外,电解槽的操作条件也会影响能耗,比如电解槽的稳定性、电流效率、电解槽的损耗等都会对能耗产生影响。
为了降低电解槽的直流能耗,可以采取一系列措施,比如优化
电解槽的设计结构,提高电流效率,改进电解质的配方,控制电解
槽的操作条件等。
此外,采用先进的节能技术和设备也是降低能耗
的重要途径。
总的来说,各类电解槽在生产过程中消耗的直流能耗受到多种
因素的影响,需要综合考虑各种因素并采取相应的措施来降低能耗。
希望这些信息能够对你有所帮助。
电解铝用电特征
电解铝是指通过电解法从氧化铝中提取铝的过程。
在电解铝生产中,电力是主要的能源消耗之一,因此电解铝用电特征十分重要。
以下是电解铝用电的一些特征:
1. 高耗能:电解铝生产需要大量的电力,其能耗通常占到总能耗的60%以上,因此电解铝是一个高能耗行业。
2. 高负荷:电解铝生产需要大量的电力,而且其用电负荷通常是高峰负荷,因此电解铝的用电对电力系统的稳定性和安全性有一定的影响。
3. 高电压:电解铝生产需要高压电源来提供电能,通常使用的电压等级为110kV或330kV。
4. 高电流:电解铝生产需要大量的电流,其电流通常在数千安培以上。
5. 高纯度:电解铝生产需要高纯度的电力,因为任何杂质都会对电解铝的质量产生影响。
因此,电解铝生产需要使用高纯度的电力。
6. 环保要求高:电解铝生产对环境的影响比较大,因此需要采取一系列的环保措施来减少污染。
综上所述,电解铝用电具有高耗能、高负荷、高电压、高电流、高纯度和环保要求高等特点。