大型預焙鋁電解槽節(jié)能與提高槽壽命關鍵技術研究.pdf

1、鋁電解節(jié)能與提高槽壽命是我國鋁業(yè)界高度關注的技術研發(fā)主題。本文在國家科技支撐計劃項目和國家重大產業(yè)技術開發(fā)專項項目的支持下，以實現(xiàn)鋁電解過程大幅度節(jié)能和提高鋁電解槽壽命為目標，從電解槽內襯材料、電解槽結構以及電解系列不停電停/開槽裝置與技術等方面開展了創(chuàng)新研究。論文主要工作及創(chuàng)新如下:
　　 (1)針對大型鋁電解槽內襯破損的特征，研究設計了一種可壓縮的陰極內襯結構，研制出一種新型的抗電解質滲透的陰極內襯材料—高效抗?jié)B磚，并提出了

2、可壓縮材料的應用技術條件。工業(yè)應用試驗表明，可壓縮陰極結構及材料的應用可有效延長電解槽壽命。
　　 (2)開發(fā)出一種400kA級高能效鋁電解槽技術，并成功實現(xiàn)了產業(yè)化。通過對電解槽物理場配置進行優(yōu)化，并采用雙排煙技術、兩段逆流煙氣干法凈化技術和凈化系統(tǒng)的綜合自動化控制技術，取得了如下主要技術經(jīng)濟指標:電流強度: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

3、極效應系數(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”鋁電解槽結構。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槽內熔體的影響，進而減小鋁液流動和波動;同時，對電解槽母線配置進行結構優(yōu)化，得到一種可使磁場分布最優(yōu)的母線結構。應用該種母線配置的400kA鋁電解槽的垂直磁場最大值為8.963Gs

4、，平均值為3.602Gs，遠低于同規(guī)格普通電解槽，從而可望提高電解槽運行穩(wěn)定性，為大幅度降低極距，實現(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，研制出由分置式多點分流、同步運行開關組裝置和可變電阻分流裝置等構成的不停電停開槽裝置，解決了電解系列不停電條件下實現(xiàn)電解槽停開操作的技術難題，消除了停開槽導致的系列停電對整流裝置及電網(wǎng)的沖擊，改善了電解系列的運行穩(wěn)定性，有利于提高電解槽壽命和能