当前位置：文档之家 › 电解铝用阳极消耗机理及降低阳极单耗途径的探索.doc.deflate (1)

电解铝用阳极消耗机理及降低阳极单耗途径的探索.doc.deflate (1)

  • 格式：doc
  • 大小：444.00 KB
  • 文档页数：21

0

专科毕业论文

论 文 题 目: 铝用阳极消耗原理及降低阳极消耗途径的探讨

专 科 生 姓 名: 聂鹏

学 科、专 业: 冶金工程（高起专函授）

学院（系、所）: 内蒙古科技大学成人教育学院

1

内蒙古科技大学成人教育学院

毕业设计(论文)任务书

专业 冶金工程（高起专函授）班级10级冶金班

学号 姓名聂鹏

毕业设计(论文)题目:铝用阳极消耗机理及降低阳

极单耗途径的探讨

设计期限:自2010年 9 月 1 日 至2012年 5 月 20 日

指导老师:宋中平

系 主 任:

2012年 4 月 27日

2

目 录

摘要......................................................................... 2

Abstract ........................................................................................................................................... 3

第一章 绪论 ................................................................................................................................... 1

1.1 铝电解的基本原理 ............................................................................................................ 1

1.2 阳极碳素材料 .................................................................................................................... 1

1.3 炭阳极的制备 .................................................................................................................... 1

1.4 电解槽的发展 .................................................................................................................. 2

第二章 炭阳极消耗机理 ........................................................ 3

2.1 电化学消耗 ...................................................................................................................... 3

2.1.1 理论电化学消耗 ................................................................................................... 4

2.1.2 实际电化学消耗 ..................................................................................................... 4

2.2 化学消耗 ............................................................................................................................ 4

2.2.2 布达反应消耗 ....................................................................................................... 5

2.2.3 铝电解副反应消耗 ............................................................................................... 6

第三章 阳极消耗的影响因素 .................................................... 7

3.1 电流密度的影响 .............................................................................................................. 7

3.2 反应温度的影响 ................................................................................................................ 7

3.2.1 石油焦煅烧温度 ................................................................................................... 7

3.2.2 阳极焙烧温度 ......................................................................................................... 8

3.2.3 电解槽操作温度 ................................................................................................... 8

3.3 阳极杂质的影响 .............................................................................................................. 9

3.3.1 硫的影响 ................................................................................................................. 9

3.3.2 金属杂质的影响 ................................................................................................... 9

3.3.3 残极和灰分 ........................................................................................................... 10

3.4 其他影响因素 ................................................................................................................ 10

3.4.1 添加剂的影响 ....................................................................................................... 10

3.4.2 电解质添加剂 ....................................................................................................... 10

第四章 降低阳极消耗的途径与措施 ............................................. 12

4.1 适当提高阳极电流密度 .................................................................................................. 12

4.2 降低布达反应率和氧化反应率 ...................................................................................... 12

4.3 提高电流效率 .................................................................................................................. 13

4.4 优化阳极设计 .................................................................................................................. 13

4.5 加强阳极操作和维护 ...................................................................................................... 13

第五章 降低阳极净消耗的意义与影响 ..................................................................................... 14

5.1降低炭阳极净消耗可降低生产原料成本 ....................................................................... 14

5.2 降低炭阳极净消耗提高单块炭阳极使用周期或减少更换炭阳极块的次数 .............. 14

5.3 降低炭阳极净消耗可提高电流效率 .............................................................................. 14

合集下载

降低铝电解槽电能消耗措施的探讨

降低铝电解槽电能消耗措施的探讨

降低铝电解槽电能消耗措施的探讨

摘要：一直以来，工业铝电解槽的电能消耗都是与槽电压与电流效率两种因素紧密相关的，因此可通过控制槽电压的方式，逐步实现提升电流效率与控制电耗的目的。本文首先分析了降低电解槽平均电压的有效措施和方法，继而提出了有关铝电解槽的相关节能技术。

关键词：铝电解槽；电能消耗；措施

引言

自进入到新世纪之后，我国的工业化进程与地方经济都处于持续性发展的状态中，并且能源的供应也日渐紧张，在此背景下，积极开展节能降耗的工作与寻求相关节能技术已经逐渐成为了电解铝企业目前与之后的首要性工作。

一、降低铝电解槽电压的措施

（一）控制阳极压降的措施

这一措施所涉及到的内容主要包含如下三点：首先焙烧作用，积极组装相对合格的阳极组块。其次，在进行上卡具之前，需尽可能将导杆与阳极母线的压接处刷干净，尽可能拧紧卡具，防止卡具压降出现偏高的状况。最后，看过你只钢炭压降，添加极上保温料，运用AI203，对钢爪-炭块的基础部位进行覆盖，促使Fe-C接触点的温度得到充分提升，极上保温料厚度18厘米左右是相对最适宜的，这对减少电解槽散热量非常有利。

（二）减少阴极电压降的措施

降低阴极电压降的重要措施在于控制槽底沉淀与结壳的形成。令技术条件稳定性得到充分保证，促使电解槽在自适应的状态下保持创建槽底热平衡，提升阴极部分的导电率，在具体生产中控制阴极电压降，从阴极材料的选择、电解槽的砌筑与电解槽的日常管理等角度作为切入点，具体要求如下：首先，选择导电性相对最佳的的阴极炭块，促使阴极电压降降低。其次，选用半石墨化或者石墨化的阴极炭块，这对降低阴极电压降意义重大。再其次，在正常生产进行过程中，稳定适宜的技术条件可有效保证炉底压降最低，保证炉底干净，令其不会产生沉淀或者结壳，这也是控制炉底压降的有效措施。

二、新概念节能技术应用

近年来，在国内节能减排要求日益严格的环境下，随着电解铝技术的进一步深入开发，自2008年起国内各种节能型电解槽技术发展迅猛。各种类型的节能技术纷纷出现，如新型阴极结构，新式阴极钢棒等技术大幅度减少了水平电流，大大提高了电解槽的稳定性，为大型预焙槽的节能技术指标的实现提供了有力支持。

电解铝阳极压降改善的途径与措施

电解铝阳极压降改善的途径与措施

第３１卷第６期　２０１３年１２月　江　面　科　学　

ＪＩＡＮＧＸＩ　ＳＣＩＥＮＣＥ　Ｖｏ１．３ｌ　Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２０ｌ３　

文章编号：１００ｌ一３６７９（２０１３）０６—０７９２—０６　

电解铝阳极压降改善的途径与措施　

邹　晋　，刘克明‘，曹美蓉。，陆德平　

（１．江西省铜钨新材料重点实验室，江西南昌３３００２９；２．上海市现代冶金与材料制备重点实验室，上海２００４４４；　

３．江西省科学院应用物理研究所，江西南昌３３００２９）　

摘要：通过对铝电解用阳极的电能耗进行分析，从阳极结构组成方面详细分析了影响阳极压降的因素，对改善　

阳极压降的措施进行了总结和对比，综述了如何降低阳极压降是降低铝电解电耗的有效途径。　

关键词：阳极压降；电解铝；节能降耗　

中图分类号：ＴＦ８２１　文献标识码：Ａ　

Ｔｈｅ　Ｗａｙｓ　ａｎｄ　Ｍｅａｓｕｒｅ　ｔｏ　Ｉｍｐｒｏｖｅ　

Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｄｒｏｐ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ａｎｏｄｅ　

ＺＯＵ　Ｊｉｎ　一，ＬＩＵ　Ｋｅ—ｍｉｎｇ　，ＣＡＯ　Ｍｅｉ．ｒｏｎｇ。，ＬＵ　Ｄｅ—ｐｉｎｇ　

（１．Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｃｏｐｐｅｒ　ａｎｄ　Ｔｕｎｇｓｔｅｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３００２９　ＰＲＣ；　

２．Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍｏｄｅｍ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ＆Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００４４￣－ＰＲＣ；　

３　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｊｉａｎｇｘｉ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３００２９　ＰＲＣ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ａｎｏｄｅｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ａｌｕｍｉｎｕｍ，ｔｈｉｓ　

浅析电解铝生产节能降耗措施

浅析电解铝生产节能降耗措施

浅析电解铝生产节能降耗措施

惠 应 武

摘要：本文从理论上论述了铝电解生产中提高电流效率、降低电耗、原材料消耗的可能性，并结合240KA铝电解槽生产的实际情况，提出了在铝电解后产操作过程中提高电流效率、降低电耗、原材料消耗的一些措施，并在实际生产中取得了一定成效。

前言：众所周知，铝电解生产过程中，要想提高经济效益，就必须降低成本，即降低吨铝电耗与氟化铝、氟化盐、阳级等原材物料的单耗。

所谓电流效率即当电解槽通过一定电量（一定电流与一定时间）时，实际产铝量与理论产铝量地百分比，这是铝电解生产的一个重要技术经济指标，它涉及到铝电解的产量与电耗，而这二者又都对铝电解生产的成本有着直接的影响。

1．电流效率降低的原因

1.1 二次反应，即已电解出来的铝又溶解或机械地混入电解质中，并被循环着的电解质带到阳极空间或电解质表面，为阳极气体中的CO2或空气中的氧所氧化，造成电流效率降低。这一现象在压铝，两水平波动较大，电解质温度过高或低时最明显。

1.2 Na+等其它离子在阴极上放电耗电，这一现象在分子比较高时容易发生。

1.3 电流空耗，包括AL3+不完全放电，以及电解质时的V5+、、P5+ 、Ti4+等高价离子不完全放电生成相应的低价离子被电解质转移到阳级空间后，又再氧化成高价离子，即：

A L3+ + 2e = A L+ （阴极上）

A L+ — 2e = A L3+ （阳极上）

如此循环，造成电流空耗。这种现象在阴极表面的电子密度（即电流密度）较小时，如AE过多，炉温过高、化炉膛时，或整流所突然限电时比较明显。

1.3.2漏电

通常是炉帮结壳熔化，并且电解质面上有大量炭渣时发生，即电流有可能连接槽壳与格子板之间，及铁渣箱体与槽壳接触等均可造成漏电损失。

在上述这些造成电流效率降低的原因当中原铝二次反应是电流效率降低的主要原因。

2．提高电流效率的措施

综述铝电解槽降低电耗的措施

综述铝电解槽降低电耗的措施

综述铝电解槽降低电耗的措施

摘要：众所周知，工业铝电解槽的电能消耗与槽电压和电流效率两个方面因素有关，通过降低槽电压，提高电流效率可达到降低电耗的目的。本文结合实例，根据铝电解生产实际工艺技术条件及操作内容，提出了降低电解槽平均电压的一些措施和方法，通过该类措施的执行可有效降低电解槽生产电耗，并可取得一定的经济效益。

关键词：铝电解槽：降低电耗：措施

前言

近年来，伴随着我国工业化进程的不断加大和地方经济的不断发展，能源供应日益紧张。因此节能降耗工作已成为各电解铝企业当前和今后的首要工作。

在电解铝企业的每项能耗中，铝电解生产消耗电力占总能耗的99%左右，因此节电重点在电解工艺节电上。工业铝电解槽的电能消耗，同平均电压和电流效率两个因素有关，如式(1)：

W=2.98*平均电压*1000/电流效率(1)

本文将从如何降低电解槽平均电压进行讨论，从而实现电解生产过程中的节能降耗，提高经济效益。

1电解槽平均电压的组成

平均电压是指槽电压与槽电压量程以外的导线中的电压降，以及由于系列中发生效应而分摊到每台电解槽的电压(即效应分摊电压)，实际就是每台电解槽本身的电压与分摊的电压之和。因此，电解槽平均电压可划分为两部分：①能量平衡计算体系内的电压降；②能量平衡计算体系以外的电压降，具体由反电势(E反)、电解质电压降、阳极电压降、阴极电压降、降效应分摊电压和导电母线电压6部分组成。一般情况下导电母线的电压降受其材质影响不会发生较大的变化，因此将主要针对前5个组成部分进行进行讨论。

1.1反电势

1.1反电势(E反)=E1-E2+E3+E4=2.233-1.026+0+0.5=1.7V (2)

式中：E1-用热力学计算的氧化铝分解电压(惰性阳极上的)，V：

E2-碳与阳极反应而致的去极化电压(生成CO2)，V；