电解铝产线设备配置和生产系统优化设计

发布时间：2020-04-05 00:15

【摘要】：随着社会科技不断发展和人民生活质量的不断提高,人们对高科技和新材料的要求越来越高。铝是日常生活中不可或缺的材料之一,它广泛应用于汽车、高铁、飞机、家电、输电线路和装饰材料等。目前,生活中常用到的铝主要是通过电解冶炼技术生产出来。在电解铝生产中会产生大量的氟化物、二氧化硫等污染大气的气体。本课题意在设计一套节能、环保适合现代化工业生产的电解铝生产系统和环保设备。通过课题的深入研究,设计的整套电解铝生产系统和环保设备不仅满足设计要求,而且具有较高的智能化和自动化水平。本课题主要完成了以下工作:(1)了解掌握电解铝生产系统和环保设备工作原理,然后根据电解铝生产系统和环保设备功能需求,确定了本课题的电解铝生产系统和环保设备,为了实现设计系统的各个功能以及智能化需求,对电解铝产线设备和生产系统进行选择和配置;(2)进行生产系统和环保设备整体设计。完成了主体设备选择、电解槽选型、电解平衡设计、生产设备计算与确定、环保设备设计与配置等,最终完成了电解铝产线设备配置和生产系统的初步设计工作;(3)进行主要设备参数的计算和配置。完成了电解槽技术分析、母线配置、阴极结构计算、槽壳结构计算、集排烟系统设计、多参数平衡槽控机系统计算、下料优化、自动配料计算、磁场物理设计、生产设备整体组成配置、环保设备设计、烟气回收系统计算等子功能系统的设计工作;(4)对设计的电解铝产线设备配置和生产系统进行功能优化。根据电解铝生产现场运行情况,查找问题进行原因分析并进行优化改进。本文采用的电解铝生产系统和环保设备,生产效能优、安全可靠性高、节能环保性好,同时实现了生产过程的智能控制。在整体设计过程中,充分应用计算机模拟计算、虚拟运行和平衡试验等手段,提高设计参数的精准性,并且采用计算机控制、PLC(可编程控制器)控制等智能手段,促进电解铝生产系统和环保设备的智能运行和可靠生产。
【图文】：

在］９７０年前，我国的铝电解技术非常落后，但经过４０多年的发展，制造技术进步，产能不断扩大，氟化物［１１排放不断降低，电解平衡［２１设计技术水平不断发展，极［３１质量不断提升，槽控Ｗ技术不断改进，节能Ｗ环保技术不断突破，我国的铝电解［６】发展迅速，到２０１５年我国的电解铝产量已经达到３０７０万吨，全球电解铝产量分布图丨－丨。目前，国内电解铝行业ｍ的普铝产品正面临产能过剩，产品降价的严峻局而由于国家重点发展的航空、航天等大型项目的需要，如超高强铝合金Ｗ中厚板等特制品材料却供不应求，超高强７ＸＸＸ系、２ＸＸＸ系硬铝合金是航空、航天须域中重结构材料，，主要原料为３Ｎ６邋（ＡＩ９９．９６％）精铝和３Ｎ２邋（Ａ１９９．９２％）精铝。我国相关铝应用的生产原材料需求也大幅度增加，如在阳极Ｍ需求量方面，２０１７年中国铝用阳极ｎ0］产量丨８３８万吨，多年稳居世界第一，随着国家对环保排放指标要求的不格，一些环保排放达不到要求的生产企业面临减少或关闭的风险，炭块市场还会在时期出现供不应求的情况。逡逑

等工序均有较大投入进行烟气净化系统升级改造，但净化效果与趋紧的环保标准不匹配逡逑的矛盾依然突出，相关企业时刻面临停产风险和改造投资、运行成本X椉拥难沽Αｅ义贤ü�统计和总结国内外成本数据，世界电解铝运营成本比较数据，见图１－２，在电逡逑解铝产线系统运营成本方面，国内的电解生产系统在运行方面还在较大改进空间，成本逡逑水平处于国际先进水平２５％范围，还没有排到成本控制的最前列。逡逑逦邋货之易ｉｆ？岣子岣价廫？中ａ邋ｔ厂逡逑＇＇逦逦匕涛岣货之易中岣寺岣供Ｘ他地》工厂逡逑２０．０００逦ｆ逦！逦；逦：逦＊逡逑１９．０００逦！逦；逦？逡逑１８．０００逦－逦？：逦：逦：逡逑１７．０００逦－逦；逦；逦＾逦＼ｘｆＬ４ｉ逡逑１６．０００逦－逦：逦：逦：水彳逡逑１５．０００逦－逦＇逦备：逦、逦；逡逑１４邋０００邋：逦Ｊ邋Ｔ＇！＊，逦＾邋＇逦＼逦？．ｌｉ邋Ｉｔｔｌ邋１邋Ｉ邋＇邋ｉｌｌ邋１１１邋邋邋＜邋１３５０５逡逑：逦ｔｔ逦逦４１３００５逡逑１１．０００邋－逦｜邋：逡逑ｌｌ邋．邋Ｊｉｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌ．逡逑０逦５．０００逦１０．０００逦１５．０００逦２０．０００逦２５．０００逦３０．０００逦３５．０００逦４０．０００逦４５．０００逦５０．０００逡逑０邋９９５５逦ｔ）邋１１６９３逦０邋１３０５１逦圝邋０邋１５００２邋讲－肩．产此逡逑打邋２５％逦钉５０％逦耵７５％逦Ｃ２５％逡逑图１－２世界电解铝运营成本比较逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ邋ｏｆ邋ｏｐｅｒａｔｉｎｇ邋ｃｏｓｔｓ邋ｏｆ邋ｗｏｒｌｄ邋ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ邋ａｌｕｍｉｎｉｕｍ逡逑２
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF821

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本文编号：2614256