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如何提高鋁電解生產能量利用率?

返回列表 來源:www.aps.com.cn 作者:發布日期:2020-10-30 17:00 | 加入收藏閱讀次數-
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    鋁電解生產是在950°C左右的高溫熔鹽液體中進行的,在槽池側部的炭塊要求耐高溫、耐腐蝕、抗氧化,利于建立規整堅固的爐幫,而且要滿足長期高溫熔池生產的需要。但是,側部炭塊散熱巨大,底部熱量損失也相當嚴重,由此造成大量的能量空耗,目前鋁電解行業生產中能量利用率相當低,只有48%左右。傳統的絕熱材料由于材質性能等原因,加裝電解槽后不僅達不到絕緣保溫的要求,反而影響槽內膛尺寸,惡化電解正常運行,所以國內電解生產企業,極少在槽內進行保溫嘗試。河南豫港龍泉鋁業公司近期在電解槽中采用納米孔超級絕緣保溫材料,取得了十分顯著的節能效果。

    納米孔超級絕熱材料是一種新近發展的采用納米技術制作、面向中高溫絕熱工程的高效隔熱材料,其氣孔尺寸小于空氣平均分子自由程,且具有很低的體積密度,能夠有效抑制熱傳導,氣體對流和輻射傳熱,其導熱系數從室溫到1100°C的整個工作溫度范圍內低于靜止空氣,且導熱系數幾乎不隨溫度的升高而變化。與目前常用的絕熱保溫材料相比,絕熱效果可提高10倍。使用這種材料可減少絕熱層厚度50%,并可長期穩定使用于1000°C溫度下。當采用傳統隔熱材料30%~40%厚度的情況下,節能率普遍可達到25%~40%,不僅可以顯著降低生產和使用中的能耗,還可使設備的尺寸和重量得以大幅降低。

    利用納米孔材料的超薄高保溫防散熱性能,在槽殼內壁鋪設一層10mm厚的納米孔材料,對槽膛尺寸和側部性能影響很小,卻可以滿足電解低能耗生產技術的要求。電解槽底部熱損失約占總散熱量的5%~7%,在防滲料下加裝一層納米保溫材料,在對槽內襯結構改變輕微的情況下使底部的散熱大大降低,強化了電解槽的保溫效果。對這種安裝有納米絕熱保溫的電解槽,采用焦粒焙燒技術進行焙燒啟動。在焙燒過程中,電解槽的升溫梯度較為均勻,電解槽極少出現局部過熱現象。經85小時左右,電解槽爐膛平均溫度達到836°C,中縫的電解質塊已經全部熔化,電解質溶液鋪滿爐底,達到了啟動電解槽所要求的溫度,比普通電解槽焙燒時間縮短10小時左右。爐幫形成非常規整,進入電解正常期生產明顯較快。

    在6臺大型電解槽上使用納米孔超級絕熱材料,經長期生產運行的實踐證明,電解槽運行平穩,與未加裝納米孔保溫材料的電解槽相比,節能降耗效果相當顯著。納米保溫槽槽電壓降到3.7V,降低40~60mV;納米槽電流效率達91.3%,高于普通電解槽。納米槽側部鋼板溫度平均為230.5°C,降低20~24°C;底部溫度降低5~8°C。納米槽槽溫及電解質水平和普通電解槽基本持平,但鋁水平高于普通電解槽。在電壓低能量支出較少的情況下,電解槽熱量充足,說明電解槽的有效保溫使熱損失大大減少。


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