铝电解槽节能技术发展历程及特点.doc

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1、学无止境铝电解槽节能技术发展历程及特点摘要：中国是全球最大的原铝生产国，已经连续数年电解铝产量占全球年总产量的一半以上。电解铝工业则是有色行业中的传统耗能大户，电解铝高耗能的现状与国家提出的绿色发展以及建设资源节约型、环境友好型社会等发展理念不吻合。因此，铝电解节能技术受到电解铝行业的高度重视并成为本行业科研工作的重点和难点。本文将对近十几年比较重要的铝电解槽节能技术做介绍和分析，同时指出了未来铝电解节能技术发展的方向和趋势，以供铝电解技术工作者参考。关键词：铝电解槽；节能技术；特点；发展方向节能减排是当今中国各工业领域工作的重中之重，国家高度重视节能减排工作。电解铝工业则是

2、有色行业中的传统耗能大户，因此加强铝电解行业的节能减排显得尤为重要[1，2]。在节能减排、绿色发展成为当今世界经济发展主题的今天，各大铝业公司从来没有停止过在电解铝领域的研发工作，一直投入巨资开展节能技术开发研究，以占领铝电解绿色发展的制高点。近十几年来，中国电解铝产量快速增长，从2005年778万吨，迅速发展到2018年的3430万吨，伴随着产量的快速增长，铝电解节能技术也在国内蓬勃发展，国内铝电解科技工作者在降低铝电解槽电压方面研发了多种新的节能技术[3-5]，如无效应低电压技术、异形阴极技术、双钢棒技术等，槽电压较之前有较大幅度的降低，取得了良好的节能效果，这些技术在不

3、同的阶段对推动节能降耗均发挥了重要作用。最新出现的新型稳流保温铝电解节能技术及更低能耗铝电解节能技术是目前铝电解节能方面最为先进的技术，使行业吨铝直流电耗大幅降低。本文详细介绍各种节能技术，通过对铝电解节能特点分析，为以后铝电解节能技术的研发提供一些参考，同时指出了未来铝电解节能技术发展的方向和趋势。1铝电解节能技术现状2学无止境我国的电解铝产量在国际上处于遥遥领先的地位，铝电解技术在国际上也处于领先水平，伴随着产量的不断增长，铝电解节能技术同样取得了巨大进步，形成了一系列先进技术，这些技术在节能降耗方面发挥了重要作用，下面就对这些有代表性的铝电解节能技术作较为详细的介绍和分

4、析。1.1无效应低电压技术。中国铝业郑州研究院和部分电解铝企业从2004年开始通过联合技术攻关，突破了电解铝等待效应及高槽电压运行的传统工艺技术，成功开发了铝电解槽长期无效应状态下高效稳定运行的工艺技术、控制技术和低电压铝电解节能成套关键技术[6]。通过对氧化铝溶解性能和碳渣分离机理的研究，发现了当氧化铝浓度处于1.5%~2.5%的低窄范围时，电解质与炭渣具有良好分离性能，且氧化铝溶解性能良好，炉底不产生沉淀，探明了电解槽不再需要阳极效应来熔化清理炉底沉淀和分离炭渣的规律。通过对氧化铝浓度与槽电阻关系的研究，开发了以一元二次偏抛物线回归模型为基础的无效应电解铝控制技术，解决了

5、氧化铝浓度精确预估与控制的技术难题，取消了效应等待的控制策略、提高了氧化铝浓度控制精度，为无效应电解工艺技术的实施提供了技术保障。开发了基于能量平衡为基础的与低电压条件相匹配的低温铝电解工艺技术，为降低槽电压提供了科学依据。首次在工业上实现了铝电解的无阳极效应低电压工艺生产运行，形成了一整套无效应低耗能的铝电解生产工艺技术。该技术2004年在国家大型铝电解工业试验基地进行工业试验，试验槽阳极效应系数平均0.004次/槽.日，推广后平均阳极效应系数2铝电解节能技术发展方向节能技术的研发是铝电解工作的重中之重，随着铝电解技术的不断进步，未来铝电解的直流电耗会逐渐降低。通过降低电解

6、槽各部分压降来降低槽电压，以及提高电流效率是节能的两个主要方面。在降低槽电压方面，可开展的工作主要有采用优质阳极降低阳极压降，选用高导电材料替代阳极铁质钢爪和阴极钢棒，磷生铁浇注技术降低阴极压降以及提高电解质导电性能降低极间压降等等。可以通过上部结构改造和内衬材料优选设计等措施来减少散热。在提高电流效率方面，可以在阴极稳流和降低水平电流方面做研究。降低槽电压的同时，辅以提高电流效率，二者相结合最终实现铝电解的节能降耗。2