240kA電解槽上低溫鋁電解生產工藝研究
發(fā)布時間:2020-10-27 10:38
低溫鋁電解生產工藝是一種創(chuàng)新性的鋁電解技術,對于提高鋁電解電流效率,降低噸鋁直流電消耗效果明顯。目前在世界范圍內,低溫鋁電解生產工藝都是一個重要的發(fā)展探索領域,對鋁電解生產具有很強的影響力。結合我國鋁電解廠的電解工藝,作者開展了含氟化鎂電解質低溫電解的工業(yè)試驗研究,240kA工業(yè)電解槽電解實驗表明,電流效率平均提高0.5%,噸鋁直流電耗平均降低300kWh。通過這次工業(yè)試驗,針對低溫電解所面臨的兩個技術難題給出了解決方案,論文的主要結論如下:(1)在工業(yè)電解槽上實踐了九區(qū)控制法控制電解槽溫度和過熱度的策略,工業(yè)低溫電解實驗表明,將電解質過熱度控制在10-15℃是低溫電解是否能夠平穩(wěn)運行的關鍵。(2)證明了低溫鋁電解生產工藝中氧化鋁濃度控制的合理范圍為1.9%-3.6%之間,可獲得最高的電流效率,還可以防止陽極效應產生。(3)確定了氧化鋁控制的具體方法和原則,在低溫鋁電解中防止氧化鋁濃度過高產生的沉淀;防止氧化鋁濃度過低引起陽極效應,導致鋁電解的失控。本文工作為工業(yè)開展低溫鋁電解工作提供了寶貴的實踐數據和指導原則,對我國鋁工業(yè)節(jié)能減排具有借鑒意義。
【學位單位】:東北大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2016
【中圖分類】:TF821
【部分圖文】:
東北大學碩士學位論文?第3章低溫鋁電解生產工藝研究??輔助控制。根據輔助控制連接計算機計算出槽內電壓的調整幅度與具體??計算數據,提出切實可行的測算模式,迅速控制九宮格分區(qū)控制不同區(qū)??域內部的溫度,控制溫度在合理范圍內。??955?965?電解溫度°C??
3.4.2氧化鋁濃度與電流效率的關系??電解質內保持一定的氧化鋁濃度和較低的溫度,電流效率趨向于穩(wěn)??定在較高水平上。圖3.5是Lillebuen和Mellerud所給出的氧化鋁濃度與??電流效率的關系曲線。??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化鎢19:分炊/%??圖3.5A1203質量分數與電流效率之間的關系曲線??Fig.?3.5?Relationship?between?AI2O3?mass?fraction?and?current?efficiency??在實際控制中,一般選擇較低氧化鋁濃度一側的曲線作為加料控制??范圍。由圖3.5可以發(fā)現,當A1203質量分數小于5%時,隨著八1203濃??度的降低,電流效率增加。當人1203質量分數控制在3.5%以下時,電流??效率可保證在92%以上。當A1203質量分數控制在1.5%-3.0%范圍時,??電流效率可達到93?%?-94?%。為了適應低分子比和低電解溫度的要求(氧??化鋁的飽和濃度較低),并且為了適應各類“按需下料”控制策略的要求(在??低氧化鋁濃度下,電解質電阻對氧化鋁濃度的變化敏感),氧化鋁質量分??數設置在1.5?%?-3.0?%之間
掌握低氧化鋁濃度的區(qū)域,不容易產生沉淀。??氧化鋁智能模糊系統(tǒng)的加料分為不同的幾個周期,分別是正常周期、??過量加料周期、欠量加料周期。圖3.7給出了氧化鋁加料模式與氧化鋁濃??度及偽電阻的對應關系。正常周期是按照正常的操作程序進行鋁電解生??產的環(huán)節(jié)與過程,在增量周期的生產過程中,要定期增料;在欠量周期??的生產過程中,減少加料次數,以此保證氧化鋁濃度在合適范圍之內。??當氧化鋁的濃度降低時,電壓升高,進入過量加料的周期,此時電壓下??降,過渡到正常加料周期,正常生產周期的操作要按照正常程序加料操??作,保證電壓在維持不變或相應降低后,進入一個欠量周期,進一步降??低氧化鋁濃度,維持氧化鋁濃度在可控制的范圍內,控制電解槽不發(fā)生??-33-??
【參考文獻】
本文編號:2858410
【學位單位】:東北大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2016
【中圖分類】:TF821
【部分圖文】:
東北大學碩士學位論文?第3章低溫鋁電解生產工藝研究??輔助控制。根據輔助控制連接計算機計算出槽內電壓的調整幅度與具體??計算數據,提出切實可行的測算模式,迅速控制九宮格分區(qū)控制不同區(qū)??域內部的溫度,控制溫度在合理范圍內。??955?965?電解溫度°C??
3.4.2氧化鋁濃度與電流效率的關系??電解質內保持一定的氧化鋁濃度和較低的溫度,電流效率趨向于穩(wěn)??定在較高水平上。圖3.5是Lillebuen和Mellerud所給出的氧化鋁濃度與??電流效率的關系曲線。??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化鎢19:分炊/%??圖3.5A1203質量分數與電流效率之間的關系曲線??Fig.?3.5?Relationship?between?AI2O3?mass?fraction?and?current?efficiency??在實際控制中,一般選擇較低氧化鋁濃度一側的曲線作為加料控制??范圍。由圖3.5可以發(fā)現,當A1203質量分數小于5%時,隨著八1203濃??度的降低,電流效率增加。當人1203質量分數控制在3.5%以下時,電流??效率可保證在92%以上。當A1203質量分數控制在1.5%-3.0%范圍時,??電流效率可達到93?%?-94?%。為了適應低分子比和低電解溫度的要求(氧??化鋁的飽和濃度較低),并且為了適應各類“按需下料”控制策略的要求(在??低氧化鋁濃度下,電解質電阻對氧化鋁濃度的變化敏感),氧化鋁質量分??數設置在1.5?%?-3.0?%之間
掌握低氧化鋁濃度的區(qū)域,不容易產生沉淀。??氧化鋁智能模糊系統(tǒng)的加料分為不同的幾個周期,分別是正常周期、??過量加料周期、欠量加料周期。圖3.7給出了氧化鋁加料模式與氧化鋁濃??度及偽電阻的對應關系。正常周期是按照正常的操作程序進行鋁電解生??產的環(huán)節(jié)與過程,在增量周期的生產過程中,要定期增料;在欠量周期??的生產過程中,減少加料次數,以此保證氧化鋁濃度在合適范圍之內。??當氧化鋁的濃度降低時,電壓升高,進入過量加料的周期,此時電壓下??降,過渡到正常加料周期,正常生產周期的操作要按照正常程序加料操??作,保證電壓在維持不變或相應降低后,進入一個欠量周期,進一步降??低氧化鋁濃度,維持氧化鋁濃度在可控制的范圍內,控制電解槽不發(fā)生??-33-??
【參考文獻】
相關期刊論文 前2條
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 邱竹賢;;紀念霍爾-埃魯法發(fā)明一百年——兼論其改進的可能性[J];輕金屬;1986年09期
本文編號:2858410
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