谈全电流不停电启、停槽技术的研究与应用(1)论文

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翻新时间：2022-11-29

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谈全电流不停电启、停槽技术的研究与应用(1)论文

论文摘要：针对电解铝生产过程中新槽启动需要系列停电，超温波动，产量减少，阳极效应增多等的缺点，研制开发出全负荷不停电启动装置，起到节约资源，提高效益的目的。论文关键词：全电流启停槽节能 0 引言电解铝生产，一般都采用冰晶石—氧化铝熔盐电解法。

该法是以冰晶石为熔剂，氧化铝为熔质，以碳素体做两极，然后在电解槽内通入强大的直流电。在940~960℃温度下，在电解槽内产生电化学反应，在阴极上析出铝，阳极上产生二氧化碳和一氧化碳的混合气体。

电解过程中还产生大量的烟气及粉尘，直接排入大气会对环境造成污染。电解槽烟气采用干法烟气净化及氧化铝超浓相输送工艺。

该工艺采用氧化铝做吸附剂，吸附电解烟气中的氟化氢以净化有害气体。吸附后的氧化铝除一部分做为吸附剂循环使用外，其余全部通过氧化铝超浓相输送系统输送到电解槽的料箱中，供电解生产使用，净化后的烟气排入大气。

1 阳极效应及对电解槽的影响阳极效应是铝电解生产过程中阳极上发生的现象，其效应对铝电解生产既有正面影响，也有负面影响。 1.1 阳极效应的正面影响：①有利于电解质中炭渣的分离；②可以使黏附在阳极表面上的炭渣得到清理；③有利于熔化槽底的沉淀。

1.2 阳极效应的负面影响：①发生阳极效应时，阳极上会产生碳氟化合物气体CF4和C2F6，并进入大气。虽不对大气的臭氧层有破坏作用，但它们是很强的温室效应气体，CF4和C2F6温室效应分别是CO2气体的6500倍和9200倍；②阳极效应会熔化槽帮结壳，使电解质分子比增加；③阳极效应会增加电能消耗，提高电解质的温度；④阳极效应会增加铝的损失（特别是当使用鼓入空气或插入木棒的方法熄灭阳极效应时）；⑤阳极效应时，使阳极底表面附近电解质温度大幅升高，从而大大增加氟化盐的挥发损失。

由以上可以看出，铝电解槽发生阳极效应对铝电解槽的负面影响大于正面影响。因此，先进的铝电解生产技术是努力降低电解槽阳极效应系数，一旦发生，要尽可能缩短效应时间。

2 问题提出生产中，所用电解槽采用低压大电流直流电源供电，且多台电解槽串联，而电解铝生产要求定期或不定期将一台或多台槽停电大修。在一百多年的电解铝生产历史中，目标电解槽停电或通电时，只好将全系列断电，即其它非目标电解槽也需在这个时间内停止供电。

这不仅会影响整个系列电解槽的生产管理，降低槽寿命；这种大负荷波动极易对电网安全运行造成危害。对于铝电合一的电解铝企业，还导致发电量降低、能耗大幅度增加；而且将目标槽短路后再断开和接入的方式，由于系列电流太大，直接短路操作会产生能量很高的直流电弧，甚至可能引起爆炸，威胁人身和设备安全。

频繁停、启槽会使槽温波动，减少产量，随之带来的是槽内条件变化，阳极效应发生，使消耗增高。因此，寻求系列槽不停电停、启槽技术的开发研究从来没有停止过，但始终没有找到很好的解决办法。

3 可行性分析 290kA电解槽以往通槽都将负荷压到10kA后，再进行短路口操作（操作时，短路口的电压降到2V以下）。如果用两个气缸顶住短路口10个接触面中的4个（相当于4个大分流），同时再增加小分流的数量，这样，短路口其余6个面的压降就相当小，人工操作即可将其打开，然后，用气缸把压住的4个面也打开，就能实现对电解槽不停电通槽。

可采用不压负荷的通槽方法。 3.1 分流量的大小按50%进行计算。