2017年8月,由重庆天泰铝业有限公司与重庆科技学院联合研发的“基于新型阳极与异型阴极联合应用的超低能耗电解铝新技术”取得重大突破,是重庆市科委支持的应用开发类重大项目。
该联合项目围绕铝电解槽能耗较高的问题,对电解槽阴极、阳极工艺结构同步改进,有效降低了阳极气泡层厚度,并降低铝液波动幅度。在此期间,该项目通过研究及建立铝电解质物理化学性质检测体系及平台,研究分子比、添加剂等参数对铝电解质物理化学性质的影响,利用天泰铝业铝电解大数据,研究开发出适合于异型阴极-穿孔阳极铝电解槽用的低温低电阻电解质体系。
与此同时,该项目针对钢爪的高电阻率的问题通过计算阳极钢爪的热电耦合场来优化出铜板的结构,进而降低钢爪压降。至2017年8月,3台实验电解槽平均电压为3.75V,电流效率从以前的不到90%提高到91%,直流电耗降至12282kWh/t-Al,其成果曾获重庆市技术发明二等奖。
重庆天泰铝业有限公司是重庆主要的电解铝生产企业,中国电力投资集团公司全资三级单位。重庆天泰铝业有限公司二期10万吨/年铝液直供大板锭熔铸项目位于西彭铝产业区,占地面积200亩,建筑面积10.3万平方米,新增大板锭熔铸生产线一条,项目总投资11.3亿元。
有色金属工业是国家重点高耗能产业之一, 2005年我国有色金属工业总耗能量约占全国总能耗的 3.1%。在国家发改委、国家能源领导小组等五部委联 合发布《千家企业节能行动实施方案》中,2004年企 业综合能源消费量达到18万吨标准煤以上的千家企业 中,有色金属企业占了71家,其中铝冶炼企业51家。 3)电解铝产品能耗相对较高,俗称“电老虎”。 “电老虎” 经过多年技术进步,国内电解铝企业综合交流电耗由 2001年15470千瓦时/吨降到2008年14323千瓦时/吨,而 且电解铝产量较大,2008年10种有色金属总产量2519 万吨,其中电解铝产量1318万吨,占52%以上,其耗 电量约占全国照明用电的一半,是全国总耗电的约5%。 2001年至 年至2008年铝电解综合交流电耗 年至 年铝电解综合交流电耗
十年来我国电解铝工业发展迅速,技术装 备水平明显提高,但投资严重过热,产量从 2000年283万吨急剧增加到2008年的1376万吨, 占世界总产量约33%。
2009年已建产能已超过 2100万吨。 本标准的制订和实施将为制止铝冶炼企业 盲目投资和低水平重复建设、淘汰高耗能高污 染的落后电解铝生产工艺提供依据,促进铝行 业优化产业结构,促进企业技术进步。 2000~2008年我国电解铝产量 年我国电解铝产量 2001~2007年世界电解铝产量 年世界电解铝产量 我国铝产量占世界铝产量的比重 2、电解铝生产工艺简介 、 目前电解铝企业普遍采用冰晶石目前电解铝企业普遍采用冰晶石-氧化铝熔盐电解 法 进行生产。 其原理是以氧化铝为原料 , 冰晶石等氟 。 其原理是以氧化铝为原料, 化盐为溶剂,炭素材料为阳极和阴极,通入直流电, 化盐为溶剂 , 炭素材料为阳极和阴极 , 通入直流电 , 在阳极和阴极间发生电化学反应, 在阳极和阴极间发生电化学反应 , 使电解质中的铝离 子在阴极上得到电子而析出得到铝液, 子在阴极上得到电子而析出得到铝液 , 氧离子在阳极 上放电生成二氧化碳和一氧化碳混合气体。 上放电生成二氧化碳和一氧化碳混合气体 。 定期用真 空抬包将电解槽中铝液吸出运往铸造工序铸造成铝锭。 空抬包将电解槽中铝液吸出运往铸造工序铸造成铝锭 。
电解铝生产的主体设备是铝电解槽, 电解铝生产的主体设备是铝电解槽 , 预焙阳极电 解槽为当今铝工业发展的主流槽型, 解槽为当今铝工业发展的主流槽型 , 我国预焙电解槽 槽型种类较多,槽容量包括从70kA~400kA多种槽型。 70kA kA多种槽型 槽型种类较多,槽容量包括从70kA~400kA多种槽型。 电解铝生产流程简图 3、电解铝企业单位产品能源消耗限额 、 能源消耗是指原料在加工生产过程中消 耗的各种能源。 耗的各种能源。产品能源消耗是指综合能源 消耗。 消耗。 限额,即应该控制的、不能超过的指标。 限额,即应该控制的、不能超过的指标。 电解铝企业能源消耗:主要是电力, 电解铝企业能源消耗:主要是电力,包 括直流电、交流电两部分, 括直流电、交流电两部分,电解槽生产工艺 用电是直流电。还有燃料油、煤气、天然气、 用电是直流电。还有燃料油、煤气、天然气、 蒸汽、压缩空气、 新水、循环水等。 蒸汽、压缩空气、煤、新水、循环水等。 电解铝企业产品: 电解铝企业产品: 是指原料经过加工生产后符合质量标准要 求并直接在市场上销售的物质, 求并直接在市场上销售的物质,电解铝企业的 产品主要为铝锭。
产品主要为铝锭。 参与计算能源消耗限额产品必须已完成全 部生产过程,经检验符合规定的质量标准, 部生产过程,经检验符合规定的质量标准,并 办完入库手续的合格铝锭产品。 办完入库手续的合格铝锭产品。