240kA电解槽上低温铝电解生产工艺研究
发布时间：2020-10-27 10:38
低温铝电解生产工艺是一种创新性的铝电解技术,对于提高铝电解电流效率,降低吨铝直流电消耗效果明显。目前在世界范围内,低温铝电解生产工艺都是一个重要的发展探索领域,对铝电解生产具有很强的影响力。结合我国铝电解厂的电解工艺,作者开展了含氟化镁电解质低温电解的工业试验研究,240kA工业电解槽电解实验表明,电流效率平均提高0.5%,吨铝直流电耗平均降低300kWh。通过这次工业试验,针对低温电解所面临的两个技术难题给出了解决方案,论文的主要结论如下:(1)在工业电解槽上实践了九区控制法控制电解槽温度和过热度的策略,工业低温电解实验表明,将电解质过热度控制在10-15℃是低温电解是否能够平稳运行的关键。(2)证明了低温铝电解生产工艺中氧化铝浓度控制的合理范围为1.9%-3.6%之间,可获得最高的电流效率,还可以防止阳极效应产生。(3)确定了氧化铝控制的具体方法和原则,在低温铝电解中防止氧化铝浓度过高产生的沉淀;防止氧化铝浓度过低引起阳极效应,导致铝电解的失控。本文工作为工业开展低温铝电解工作提供了宝贵的实践数据和指导原则,对我国铝工业节能减排具有借鉴意义。
【学位单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TF821
【部分图文】：
东北大学硕士学位论文?第３章低温铝电解生产工艺研究??辅助控制。根据辅助控制连接计算机计算出槽内电压的调整幅度与具体??计算数据，提出切实可行的测算模式，迅速控制九宫格分区控制不同区??域内部的温度，控制温度在合理范围内。??９５５?９６５?电解温度°Ｃ??
３．４．２氧化铝浓度与电流效率的关系??电解质内保持一定的氧化铝浓度和较低的温度，电流效率趋向于稳??定在较高水平上。图３．５是Ｌｉｌｌｅｂｕｅｎ和Ｍｅｌｌｅｒｕｄ所给出的氧化铝浓度与??电流效率的关系曲线。??９７?ｐ?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｒ￣１?Ｉ?Ｉ?Ｉ??－?９６?＼?－??．＼?＂??９０?Ｉ?＞?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ?１?？?１?＞?ｔ?１?ｉ??１．０?２，０?３．０?４．０?５．０?６．０?７，０?８．０??１化钨１９：分炊／％??图３．５Ａ１２０３质量分数与电流效率之间的关系曲线??Ｆｉｇ．?３．５?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＡＩ２Ｏ３?ｍａｓｓ?ｆｒａｃｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ??在实际控制中，一般选择较低氧化铝浓度一侧的曲线作为加料控制??范围。由图３．５可以发现，当Ａ１２０３质量分数小于５％时，随着八１２０３浓??度的降低，电流效率增加。当人１２０３质量分数控制在３．５％以下时，电流??效率可保证在９２％以上。当Ａ１２０３质量分数控制在１．５％－３．０％范围时，??电流效率可达到９３?％?－９４?％。为了适应低分子比和低电解温度的要求（氧??化铝的饱和浓度较低），并且为了适应各类“按需下料”控制策略的要求（在??低氧化铝浓度下，电解质电阻对氧化铝浓度的变化敏感），氧化铝质量分??数设置在１．５?％?－３．０?％之间
掌握低氧化铝浓度的区域，不容易产生沉淀。??氧化铝智能模糊系统的加料分为不同的几个周期，分别是正常周期、??过量加料周期、欠量加料周期。图３．７给出了氧化铝加料模式与氧化铝浓??度及伪电阻的对应关系。正常周期是按照正常的操作程序进行铝电解生??产的环节与过程，在增量周期的生产过程中，要定期增料；在欠量周期??的生产过程中，减少加料次数，以此保证氧化铝浓度在合适范围之内。??当氧化铝的浓度降低时，电压升高，进入过量加料的周期，此时电压下??降，过渡到正常加料周期，正常生产周期的操作要按照正常程序加料操??作，保证电压在维持不变或相应降低后，进入一个欠量周期，进一步降??低氧化铝浓度，维持氧化铝浓度在可控制的范围内，控制电解槽不发生??－３３－??
【参考文献】
本文编号：2858410
【学位单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TF821
【部分图文】：
东北大学硕士学位论文?第３章低温铝电解生产工艺研究??辅助控制。根据辅助控制连接计算机计算出槽内电压的调整幅度与具体??计算数据，提出切实可行的测算模式，迅速控制九宫格分区控制不同区??域内部的温度，控制温度在合理范围内。??９５５?９６５?电解温度°Ｃ??
３．４．２氧化铝浓度与电流效率的关系??电解质内保持一定的氧化铝浓度和较低的温度，电流效率趋向于稳??定在较高水平上。图３．５是Ｌｉｌｌｅｂｕｅｎ和Ｍｅｌｌｅｒｕｄ所给出的氧化铝浓度与??电流效率的关系曲线。??９７?ｐ?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｒ￣１?Ｉ?Ｉ?Ｉ??－?９６?＼?－??．＼?＂??９０?Ｉ?＞?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ?１?？?１?＞?ｔ?１?ｉ??１．０?２，０?３．０?４．０?５．０?６．０?７，０?８．０??１化钨１９：分炊／％??图３．５Ａ１２０３质量分数与电流效率之间的关系曲线??Ｆｉｇ．?３．５?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＡＩ２Ｏ３?ｍａｓｓ?ｆｒａｃｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ??在实际控制中，一般选择较低氧化铝浓度一侧的曲线作为加料控制??范围。由图３．５可以发现，当Ａ１２０３质量分数小于５％时，随着八１２０３浓??度的降低，电流效率增加。当人１２０３质量分数控制在３．５％以下时，电流??效率可保证在９２％以上。当Ａ１２０３质量分数控制在１．５％－３．０％范围时，??电流效率可达到９３?％?－９４?％。为了适应低分子比和低电解温度的要求（氧??化铝的饱和浓度较低），并且为了适应各类“按需下料”控制策略的要求（在??低氧化铝浓度下，电解质电阻对氧化铝浓度的变化敏感），氧化铝质量分??数设置在１．５?％?－３．０?％之间
掌握低氧化铝浓度的区域，不容易产生沉淀。??氧化铝智能模糊系统的加料分为不同的几个周期，分别是正常周期、??过量加料周期、欠量加料周期。图３．７给出了氧化铝加料模式与氧化铝浓??度及伪电阻的对应关系。正常周期是按照正常的操作程序进行铝电解生??产的环节与过程，在增量周期的生产过程中，要定期增料；在欠量周期??的生产过程中，减少加料次数，以此保证氧化铝浓度在合适范围之内。??当氧化铝的浓度降低时，电压升高，进入过量加料的周期，此时电压下??降，过渡到正常加料周期，正常生产周期的操作要按照正常程序加料操??作，保证电压在维持不变或相应降低后，进入一个欠量周期，进一步降??低氧化铝浓度，维持氧化铝浓度在可控制的范围内，控制电解槽不发生??－３３－??
【参考文献】
相关期刊论文 前2条
1 ;ALUMINIUM ELECTROLYSIS AT 800～900℃—A NEW APPROACH TO ENERGY SAVINGS[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;1993年04期
2 邱竹贤;;纪念霍尔-埃鲁法发明一百年——兼论其改进的可能性[J];轻金属;1986年09期
本文编号：2858410
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