大型预焙铝电解槽生产的节能实践(抚顺铝业)

1、大型预焙铝电解槽生产的大型预焙铝电解槽生产的节能实践节能实践抚顺铝业有限公司抚顺铝业有限公司封同会封同会 摘摘 要要 通过改进200kA预焙铝电解槽的阳极更换、效应系数及持续时间、分子比保持、电解质成分等工艺技术条件，加强铝电解生产的日常节能操作与维护，降低了铝电解的单位能耗，提高了企业的经济效益。前言近年来，我国铝电解产量持续快速增长，据资料预计，2006年我国电解铝产量将达到900万吨。作为一个高能耗行业，国家已将其列入了重点调控对象，并陆续取消了原来的用电优惠政策，电解铝企业用电价格屡次上调，生产成本大幅增加。如何降低电耗已成为电解铝企业的一个重要课题。针对200kA预焙铝电解的生产实际

2、，从工艺改进和日常的节能操作与维护入手，我们进行了大量探索，获得了较为满意的效果。1. 工艺改进工艺改进本着减少对铝电解槽的干扰，保持铝电解过程平稳进行及降低电耗的原则，从阳极周期与更换方式、电解质成分、阳极效应、氟化铝添加、及槽电压五个方面进行了调整。1.1阳极周期与更换方式的改进阳极周期与更换方式的改进每一次阳极更换都是对正常铝电解过程的一次严重干扰，会坏电解槽的能量平衡和物料平衡，影响电流效率，增大热量的损失，增加电耗。显然，在其他因素基本不变的前提下，延长阳极使用周期和减少电解槽阳极的更换次数可有利于提高电流效率，降低电耗。 1. 工艺改进工艺改进1.1阳极周期与更换方式的改进阳极周期

3、与更换方式的改进抚铝200kA预焙铝电解槽阳极更换周期已从原来的25天延长到了现在的31天。从2004年年初开始由单极更换（见表一）改为除角部外双极更换（见表二）,每台电解槽的24组阳极在31天的周期内只有16天需更换阳极，大大减少了对电解过程的干扰。通过两年来的生产实践来看，双极更换没有引起明显的电压摆动，确实在一定程度上提高了电流效率，降低了电耗。同时，双极更换还大大降低了电解工的劳动强度，减少了铝电解多功能机组的工作运行时间，节约了大量的动力用电及多功能机组的备品备件。 1. 工艺改进工艺改进表一表一200kA预焙铝电解槽单极更换顺序表预焙铝电解槽单极更换顺序表表二表二200kA预焙铝电

4、解槽双极更换顺序表预焙铝电解槽双极更换顺序表 极号极号 A1 A2A3 A4A5 A6A7 A8A9 A10A11 A12顺序顺序1591317212337111519极号极号 B1 B2B3 B4B5B6B7 B8B9 B10B11 B12顺序顺序12162024481822261014顺序顺序11511731395极号极号A1A2A3 A4A5 A6A7 A8A9 A10A11A12极号极号B1B2B3 B4B5 B6B7 B8B9 B10B11B12顺序顺序128414106216 1.工艺改进工艺改进1.2电解质成分的调整电解质成分的调整 电解质的成分直接影响着电解质的性质，在很大程度

5、上影响着电解槽的工作电压、电流效率等经济技术指标。 抚铝200kA预焙铝电解槽取消了氟化镁的添加； 电解质分子比的保持经历了四个过程，先由最初的2.42.6降为2.32.5，再降为2.02.4，最终保持在现在的2.12.3，电解质高度保持在2022cm。 生产实际情况表明当前的电解质氧化铝溶解速度较快，炭渣分离良好，电解温度适合（935950）；电解槽底不易产生沉淀和结壳，阴极压降较低，电解质单位极距压降较低（340mV左右），电流效率明显提高，为降低电解槽的工作电压和效应系数奠定了基础。 1 工艺改进工艺改进1.3阳极效应阳极效应 阳极效应的危害：阳极效应的危害：浪费了大量电能，效应时间持续

6、过长，还容易化开壳面，烧坏侧部槽帮，烧穿槽壳；使熔体电解质过热，氟化盐挥发损失增加，电流效率下降 阳极效应的好处：阳极效应的好处：可以熔化槽底沉淀，洁净电解质（分离出炭渣），还能一定程度上规整槽膛。 现代大型预焙铝电解槽采用预焙阳极，都有人造伸腿，三场设计较为合理，电解质成分比较单纯。因此，炉膛比较规整，电解质中含碳量少，可以通过大幅度地降低效应系数来降低铝电解的电耗。 针对电解槽和计算机控制系统的实际情况，抚铝200kA预焙铝电解槽效应系数已由2004年的0.36次/槽日，逐步降到了现在的0.11次/槽日；阳极效应持续时间也从最初的58分钟降为35分钟直至现在的4分钟以内。另外，还自行设计安

7、装了一套与计算机控制无关的声光效应报警系统。通过这些调整，抚铝200台电解槽不仅每年可节约至少500万kWh的电，而且在电解槽龄较长（已达到1400天）的情况下降低了漏炉等生产事故的发生机率。 1. 工艺改进工艺改进1.4氟化铝添加及分子比保持氟化铝添加及分子比保持抚铝200kA系列采用氟化铝与氧化铝在储罐中先混合再通过超浓相一同输送到电解槽上的氟化盐配料系统 。每一作业区都可以单独地随时在吨铝添加氟化铝6、15、21公斤这三个数量之间切换，而对其他作业区影响甚微 。分子比稳定地保持在2.12.3这个范围内。 1.5工作电压工作电压据铝冶炼专家极距对电流效率影响的研究，极距超过35mm后，随着

8、极距的增大，电流效率增加不是太大。抚铝200kA预焙铝电解槽2004年工作电压为4.16V时，其极距平均为50mm，电解质单位极距压降为340mV左右。经计算，计算机控制的设定电压降低到了4.10V。同时，通过增加覆盖料厚度，加快阳极更换速度，加强电解槽角部保温，关闭电解厂房的地下侧窗等措施来弥补热收入减少的影响。经过半年的生产实践，节约了大量电能，没有对电流效率产生太大的影响，也没有出现冷槽。 2.日常的节能操作及维护日常的节能操作及维护2.1阳极更换阳极更换阳极更换是大型预焙铝电解生产中最重要的日常作业这个过程对电解槽的热平衡影响最大。在这方面，采取的主要措施为： 严格执行作业标准，单组阳

9、极更换不超过15分钟，双极更换不超过25分钟； 换极前，把残极上热的浮料尽可能多地扒到邻极上，更换新阳极后再把扒到邻极上的热浮料覆盖到新极上； 为降低卡具压降，把导杆表面毛刺打平，把表面氧化膜刷掉；用抹布将大母线上与阳极导杆接触部位的粉尘擦掉； 新极上好后立即覆盖保温料，上料时先将槽内扒出的热的氧化铝大块用镦子适当打碎，先上边部大面，大点的块上到下面，碎块上到上面，再上冷的破碎料，最后喷氧化铝粉。严格控制保温料的粒度比； 阳极更换完毕，处理卡具压降，24小时后卡具压降要小于8mV。 2.日常的节能操作及维护日常的节能操作及维护2.2日常巡视维护日常巡视维护 加强巡视维护，杜绝电解槽除打壳下料口

10、以外的氧化冒火现象，减少电解槽的热损失； 勤检查打壳下料情况，防止出现因夹打壳锤头或堵料而突发的阳极效应； 发现电解槽电压摆动时，及时按照对应的预案处理，使电压尽快平稳； 利用阳极效应后和换角部极的机会用漏铲捞一捞炭渣，以减少炭渣对电解质性质和电解过程的不利影响； 调整电解质高度时，尽量从电解质偏高的电解槽中直接取液体电解质灌入电解质偏低的槽内。2.日常的节能操作及维护日常的节能操作及维护2.3侧部破损槽的修补侧部破损槽的修补铝电解槽的槽寿命也直接影响着电解车间的能耗及成本，如电解槽提前破损停掉然后大修启动，仅大修费用就需要40万元以上，焙烧启动阶段不仅不产铝，而且至少要耗电12万kWh。在对

11、抚铝2050#、1043#、1092#电解槽进行不停槽修补后，经过9个月的时间这些电解槽没有出现异常情况，原铝品位仍然保持在99.70%以上，大大延长了槽寿命，节约了成本。 3.效果效果通过工艺改进和加强日常的节能操作与维护，从2002年开动至今，抚铝200kA预焙铝电解系列最长槽龄已突破1400天，200台电解槽中只有两台槽因底部破损而停掉了，其余198台都比较正常。经济技术指标也有了较大提高，表三是从2004年初开始双极更换以来的部分工艺条件和指标对比。 表三表三部分工艺条件和指标对比部分工艺条件和指标对比 时间电流效率（%）平均电压（V）分子比效应系数直流电单耗（kWh）2004年92.24.2312.350.36136732005年93.84.2242.190.22134182006年14月93.74.2022.180.