電解鋁節能生產有了新思路(一)
重視電解鋁生產的差距近年來,我國鋁電解工業有了飛速發展。2009年,世界原鋁產量排名前三位的國家依次是中國、俄羅斯、加拿大。中國已成為世界產鋁大國,但并非產鋁強國,其根本原因在于我國在電解鋁生產工業的生產理念及生產工藝方面,與國外先進電解鋁廠存在差距。
具體體現在以下3個方面:過熱度、電流效率、電解槽壽命。
過熱度過熱度作為電解鋁的核心概念,近幾年已被鋁行業所重視,所謂過熱度即電解質溫度與電解質初晶溫度之差,目前國外大型預焙陽極電解槽的過熱度一般 在8~10℃,而國內電解槽的過熱度在6~20℃之間,與國外相比差別較大,表現在過熱度離散性大,以及過熱度整體偏高。
電流效率我國各電解鋁廠平均電流效率在91%~94%之間,而國外先進電解鋁廠的電流效率在95%~96%。當今國外先進電解鋁廠采取高電解質溫度,較高電解質初晶溫度,低過熱度的運行方法,工藝技術路線上保持高電解槽穩定性,低效應,高電流效率。
國內各電解鋁廠仍延用傳統的低溫、低分子比來提高電流效率的方法進行生產。實驗研究表明,低溫、低分子比確實有著降低鋁在電解質溶液中的溶解度和溶解 速度,減少鋁損耗,顯著提高電流效率的作用。但是,低溫、低分子比工藝使得電解質成分和熱穩定性大大降低,容易產生沉淀,造成水平電流大、槽電壓不穩定、 效應多等缺點,這些缺點使低溫、低分子比工藝無法達到理想的提高電解電流效率的目的。
電解槽壽命鋁電解槽壽命是受多種因素影響的一項綜合指標,是鋁電解生產技術水平的重要標志�，F階段,我國鋁電解槽平均使用壽命大概在1500~1700天左右,而國外先進鋁電解廠的電解槽平均使用壽命可達2500~3000天。
現在我國電解鋁技術屬國際中上等水平,但是與國外先進水平相比,國內電解槽壽命仍有不小差距。
綜合上述3個方面的對比和分析,可以看出我國現有電解鋁工業水平與國外先進水平之間的差距如下:造成國內電解鋁生產與國際先進電解鋁廠之間差異的原因 是多方面的。如電解槽結構不同,陽極炭塊質量,電流密度等問題,除此之外,差異來源于國內電解工藝和電解質初晶溫度的測量。我國多數電解廠的根據電解質分子比來控制槽溫,通常采用低分子比工藝,初晶溫度值較低。為了保證電解槽穩定,需要適當提高一點過熱度。如何控制合適的槽溫,從而控制過熱度,則成為首要需要解決的問題。
初晶溫度的測量一直是鋁電解工業上的難題之一,北京核心動力科技有限公司生產的自動初晶溫度測量設備有效地解決了這一難題。基于步冷曲線方法的初晶溫度測量技術,可以幫助電解鋁企業準確分析初晶溫度和過熱度,對于把握電解槽狀態起到關鍵作用。有文獻稱,過熱度每降低10℃,可以使電流效率在原有基礎上 提高2~3個百分點。也就是說,如果我國各電解鋁廠能有效的控制住過熱度,將過熱度降低到8~10℃,槽溫也隨之降低10℃,可以預見,我國電解鋁廠電解 槽電流效率將會打破現有水平,上升到一個新的階段。生產工藝的差異也是造成我國電解鋁工業落后于國際先進水平的重要原因。
隨著電解鋁產量的不斷擴大,能耗也相應增加,在當前能源問題日益嚴重的時代背景下,如何實現電解生產的節能降耗,保證電解鋁工業有序發展,成為發展的重中之重。
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