電解鋁生產(chǎn)中導(dǎo)致電解槽掉電壓的因素有哪些
- 教育綜合
- 2022-10-09 17:43:14
電解槽電壓升高的原因
電解槽爐底沉淀對(duì)電解槽安全高效生產(chǎn)有很大的危害,一方面沉淀隨著液體流動(dòng)而磨損陰極,據(jù)邱竹賢研究,軟沉淀的電導(dǎo)率是傳統(tǒng)電解質(zhì)的一半,沉淀會(huì)使周邊的陰極有很大的電流密度,容易受到腐蝕,縮短槽壽命,另一方面,槽底沉淀會(huì)增加槽底電阻,使?fàn)t膛畸形,造成電解槽電壓不穩(wěn)定,迫使電解槽的極距降低,增加鋁的再溶解量,大幅度降低電流效率,升高運(yùn)行電壓,降低了噸鋁電能利用率,增加了噸鋁成本。 某廠306KA電解槽自投產(chǎn)以來,技術(shù)參數(shù)和作業(yè)方式經(jīng)過多.次調(diào)整,逐漸總結(jié)出適宜的做法,預(yù)防并消除了爐底沉淀,穩(wěn)定了電解槽況,提高了電流效率,降低了電耗。 1306KA 電解槽沉淀產(chǎn)生的原因 現(xiàn)代電解鋁工藝普遍采用中間點(diǎn)式下料電解鋁的存在問題
實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)差。由于開發(fā)時(shí)間短,對(duì)中國大型鋁電解槽在生產(chǎn)領(lǐng)域的深層次開發(fā)明顯不足,致使實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)的生產(chǎn)指標(biāo)與國際先進(jìn)水平還有較大差距。多數(shù)在大負(fù)荷、小電網(wǎng)環(huán)境下運(yùn)行,安全隱患多。鋁電聯(lián)營是中國電解鋁企業(yè)發(fā)展的趨勢之一,但同時(shí)在技術(shù)上也存在相應(yīng)的問題。由于大容量電解槽一般系列規(guī)模較大(一個(gè)系列產(chǎn)能可達(dá)20萬噸以上),巨大的用電負(fù)荷集中在一個(gè)生產(chǎn)系列上(一般達(dá)40萬KW以上),電解系列生產(chǎn)的任何波動(dòng)都會(huì)造成電網(wǎng)或自備電廠較大的影響,甚至威脅供電安全。
缺乏建立在對(duì)陰極破損機(jī)理與規(guī)律透徹掌握基礎(chǔ)上的“精細(xì)設(shè)計(jì)”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施,電解槽難以達(dá)到設(shè)計(jì)壽命,早期破損率高。影響中國大型槽槽壽命的問題除了中國普遍認(rèn)為的陰極炭素材料質(zhì)量方面的原因外,電解槽的設(shè)計(jì)、筑爐材料、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動(dòng)、正常生產(chǎn)操作及生產(chǎn)管理等方面均存在一些問題。導(dǎo)致這些問題的深層次原因是,中國尚缺乏對(duì)鋁電解槽破損(常稱為陰極破損)機(jī)理與規(guī)律的深入掌握及在此基礎(chǔ)上的“精細(xì)設(shè)計(jì)”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施。隨著電解槽容量的不斷擴(kuò)大,槽壽命問題就更加突出。
缺乏先進(jìn)的生產(chǎn)操作技術(shù),作業(yè)成本高。中國300KA級(jí)的特大型預(yù)焙鋁電解槽投入工業(yè)應(yīng)用的時(shí)間短。又不能完全照搬以前在大型預(yù)焙槽上的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)(這些經(jīng)驗(yàn)也有很大局限性)。焙燒啟動(dòng)過程中電流分布不均的問題更突出且焙燒啟動(dòng)過程中的能耗大;投入運(yùn)行后電解槽的物理場(電場、磁場、流場)容易波動(dòng),熱平衡的維持較困難;槽電阻極易受外界的干擾而波動(dòng),陽極效應(yīng)發(fā)生后熄滅困難,且由于電解槽的慣性大,一旦出現(xiàn)槽況波動(dòng)或槽況異?,F(xiàn)象,很難快速恢復(fù)正常。就中國電解鋁整體生產(chǎn)狀態(tài)而言,能源綜合利用效率要比國際先進(jìn)水平低15%左右,主要表如今:電流效率相差2-3個(gè)百分點(diǎn);噸鋁電耗相差300-800Kwh;電解鋁用陽極生產(chǎn)過程能耗相差3Gj/t左右;電解鋁陽極消耗相差30-60Kg(折合標(biāo)準(zhǔn)煤約75-150Kg);電槽槽壽命相差1000天左右;陽極效應(yīng)系數(shù)國際先進(jìn)為0.1次/天.槽以下,中國最好水平在0.3次/天.槽左右。
電解鋁生產(chǎn)中氧化鋁水分較高會(huì)對(duì)電解槽有什么危害?請(qǐng)?zhí)峁┱揭恍┑馁Y料。謝謝
在電解槽中的氧化鋁K氏溫度達(dá)到1173-1273度,因?yàn)殇X的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢遠(yuǎn)比水為負(fù)所以必須采用非水體糸電解。在那樣的高溫和5伏的電壓下有水會(huì)使水電解放出氫氣和氧氣,同時(shí)電解氧化鋁也放出氧氣,氧氣和氫氣的混合在高溫下會(huì)爆炸,把電解槽炸碎,產(chǎn)生電走火,傷人,很危險(xiǎn)。詳見高等學(xué)校教材無機(jī)化學(xué)下冊《金屬鋁的冶煉》。陽極效應(yīng)
陽極效應(yīng)是熔鹽電解特有的現(xiàn)象,而以電解鋁生產(chǎn)表現(xiàn)優(yōu)為明顯。生產(chǎn)中當(dāng)陽極效應(yīng)發(fā)生時(shí),電解槽電壓急劇升高,達(dá)到20~50V,有時(shí)甚至更高。它的發(fā)生對(duì)整個(gè)電解系列產(chǎn)生很大影響,使電流效率降低,影響電解各個(gè)技術(shù)指標(biāo),且使鋁的產(chǎn)量和質(zhì)量降低,破壞了整個(gè)電解系列的平穩(wěn)供電。在處理的方法上,不外乎有兩種:用效應(yīng)棒(木棒)熄滅,或降低陽極,增加氧化鋁的下料量。達(dá)到熄滅陽極效應(yīng)的目的。到目前還未發(fā)現(xiàn)有更好的處理方法。 當(dāng)今社會(huì),特別是西方國家,對(duì)鋁電解生產(chǎn)中陽極效應(yīng)的控制極為嚴(yán)格。目前已從若干年的氟化物轉(zhuǎn)向溫室氣體PFCs=CF4+C2F6在陽極效應(yīng)的發(fā)生量(USEPA)。[4]著名國際鋁專家Haupin提出的電解鋁對(duì)人體的危害有哪些?如何避免?
由于鋁廠生產(chǎn)的特殊性,在生產(chǎn)過程中存在有害因素及危險(xiǎn)因素,有害因素主要有粉塵危害、毒物危害、高溫危害和噪聲危害,危險(xiǎn)因素主要有機(jī)械傷害、高處墜落、電氣傷害和火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)等。 一、主要有害因素分析 1. 粉塵危害 鋁廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵主要有氧化鋁粉塵、石油焦粉塵、瀝青煙塵。氧化鋁粉塵主要存在電解廠房內(nèi)、氧化鋁貯運(yùn)系統(tǒng);煅燒工段的上料系統(tǒng)、排料系統(tǒng)、煅后工段的混捏機(jī)、預(yù)熱螺旋機(jī)以及磨粉系統(tǒng)有粉塵和瀝青煙產(chǎn)生;成型工段也有瀝青煙產(chǎn)生;殘極處理工段的粗碎、配料、篩分等過程均有粉塵產(chǎn)生。天車司機(jī),電解車間工人,炭素粉破碎、篩分等崗位工人受粉塵危害較大。根據(jù)TJ36-79《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定下一篇
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