大型預(yù)焙鋁電解槽節(jié)能與提高槽壽命關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、鋁電解節(jié)能與提高槽壽命是我國(guó)鋁業(yè)界高度關(guān)注的技術(shù)研發(fā)主題。本文在國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項(xiàng)項(xiàng)目的支持下，以實(shí)現(xiàn)鋁電解過(guò)程大幅度節(jié)能和提高鋁電解槽壽命為目標(biāo)，從電解槽內(nèi)襯材料、電解槽結(jié)構(gòu)以及電解系列不停電停/開槽裝置與技術(shù)等方面開展了創(chuàng)新研究。論文主要工作及創(chuàng)新如下:
　　 (1)針對(duì)大型鋁電解槽內(nèi)襯破損的特征，研究設(shè)計(jì)了一種可壓縮的陰極內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，研制出一種新型的抗電解質(zhì)滲透的陰極內(nèi)襯材料—高效抗?jié)B磚，并提出了

2、可壓縮材料的應(yīng)用技術(shù)條件。工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)表明，可壓縮陰極結(jié)構(gòu)及材料的應(yīng)用可有效延長(zhǎng)電解槽壽命。
　　 (2)開發(fā)出一種400kA級(jí)高能效鋁電解槽技術(shù)，并成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。通過(guò)對(duì)電解槽物理場(chǎng)配置進(jìn)行優(yōu)化，并采用雙排煙技術(shù)、兩段逆流煙氣干法凈化技術(shù)和凈化系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化控制技術(shù)，取得了如下主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):電流強(qiáng)度:400±10％kA;槽工作電壓:≤3.85V;噸鋁直流電耗:≤12328 kWh/t-Al;電解槽集氣效率:≥99％;陽(yáng)

3、極效應(yīng)系數(shù):≤0.015;總氟排放量:≤0.6kg/t-Al;總塵排放量:≤1.0kg/t-Al。
　　 (3)提出了一種“靜流式”鋁電解槽結(jié)構(gòu)。該種電解槽采用陰極垂直出電的方式代替目前水平出電方式，從而大幅度降低鋁液層中的水平電流，大幅度削弱電磁力對(duì)槽內(nèi)熔體的影響，進(jìn)而減小鋁液流動(dòng)和波動(dòng);同時(shí)，對(duì)電解槽母線配置進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到一種可使磁場(chǎng)分布最優(yōu)的母線結(jié)構(gòu)。應(yīng)用該種母線配置的400kA鋁電解槽的垂直磁場(chǎng)最大值為8.963Gs

4、，平均值為3.602Gs，遠(yuǎn)低于同規(guī)格普通電解槽，從而可望提高電解槽運(yùn)行穩(wěn)定性，為大幅度降低極距，實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能創(chuàng)造條件。
　　 (4)開發(fā)了一種大型鋁電解槽系列全電流條件下停/開槽技術(shù)，研制出由分置式多點(diǎn)分流、同步運(yùn)行開關(guān)組裝置和可變電阻分流裝置等構(gòu)成的不停電停開槽裝置，解決了電解系列不停電條件下實(shí)現(xiàn)電解槽停開操作的技術(shù)難題，消除了停開槽導(dǎo)致的系列停電對(duì)整流裝置及電網(wǎng)的沖擊，改善了電解系列的運(yùn)行穩(wěn)定性，有利于提高電解槽壽命和能