摘要：当前，电解铝行业则是一个十分典型的能耗高、污染高的行业，所以在这种形势之下，企业在发展的过程之中要将污染防治问题充分的重视起来，加强对电解铝生产节能减排技术的研究。基于此，本文主要探讨了电解铝生产节能减排技术，希望为相关人士提供一定参考。
关键词：电解铝生产；节能减排；技术
引言
节能减排技术在电解铝企业当中的有效应用，不但符合我国绿色发展的战略思想，还使自身的市场竞争力得到了有效提升，电解铝企业要想在激烈的市场竞争当中某得一席之地，就必须要加强对节能减排工作的重视，为了进一步建设资源节约型、环境友好型的电解铝企业，必须要加大对节能减排的应用，实现经济的循环发展。
1 电解铝生产节能技术原理
工业铝电解槽的电能损耗量及平均电压、电流效率之间存在非常紧密的联系。相关公式为：W=2.980U/η公式中：W 代表的是电能的损耗量，单位kwh/t-AL ；U 代表平均电压，单位V ；η 代表电流效率，单位%。就以上公式我们能够发现，在生产电解铝的过程当中假如要想最终完成节能的效果，则必须要从电流效率以及平均电压两个对电能损耗量造成主要影响的方面来进行，首先就是要使电压的平均值做到尽可能的降低，再者，使电流效率做到尽可能的提升。再者，不断提高电流效率以及降低平均电压，这也是生产电解铝过程当中要想完成节能降耗的主要趋势[1]。
2电解铝节能降耗的主要技术
2.1 阻流块技术
阻流块技术，实质上就是一类相对传统的电解铝节能降耗技术，其实质上就是要将独特材质的凸台块放到先前传统槽底的表面，从而进一步的优化铝液的流态。在运用阻流块技术的过程之中，必须要考虑到该项技术的运用范围和使用期限，主要可以从以下两点来着手：首先，槽底情况的技术因素。建立在计算机控制技术的大型铝电解槽之中，对于氧化铝方面的浓度与生产技术有着相对严格的标准，在电解槽之中的部分工作区域模式依旧存在诸多问题，例如炉底与炉膛不够规范等等，从而使得阻流块欠缺基础条件，最终导致槽内的功能无法达到统一化。在这种形势之下，只有电机槽自身情况相对优良，随即才可以在运用的初期所展现的效果相对优良。其次，阻流块材质的因素。在具体运用阻流块技术的时候，因为电解质对于清洁度有着相应的标准，且无法找到清洁度标准的材料，从而使得阻流块很容易引发飘逸、过轨、断裂以及溶解的情况，无法达到阻流块技术的运用标准[2]。
2.2 异型阴极节能技术
在具体针对电解铝实施节能降耗的过程之中，异型阴极节能技术的功能主要集中在改善铝电解槽底之中的平底特征，从而来进一步的提升附带凸台和凸台阴极的阻流功能，进而达到针对铝业所出现表面的改善、优化极距，优化槽内铝液流态等等目标。就目前的形势来进行分析，异型阴极节能技术已经逐步的被诸多铝业公司所运用，最终的运用效果相对较高，然而在运用期限慢慢加大的背景之下，碳素材的凸台就会出现严重的磨损情况，使得节能效果在逐步削弱，这对于电解铝的节能降耗技术而言无疑是一个巨大的挑战。另外，异型阴极节能的效益与槽龄标准不符。在科学技术不断发展的形势之下，该类技术已经慢慢的被运用到350kA系列的工业生产之中，最终这对于电解铝的节能降耗技术的发展与进步有着很大的推动性。
2.3 异型阴极钢棒技术
在具体进行电解铝节能降耗工作之中，异型阴极钢棒技术的功能集中体现在要将铝电解槽之中的钢棒予以分析，并针对其实施必要的“双钢棒”处理，从而来在最大限度之上来针对槽周边的磁场平衡与槽内的铝液流态予以优化，进而来减小槽工作的电压，降低电解铝阶段所出现的直流电耗。与此同时，异型阴极钢板技术的运用相对便利，然而槽底的表面则是平面底，在维护规整槽膛方面有着积极的作用，在该项技术逐步运用到电解铝节能降耗之中，这对于电解铝产业的发展有着直接性的推动作用[3]。
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3电解铝低电压节能技术探讨
为了深入探讨低电压节能技术的关键措施与技术要点，必须先深入了解电解槽在进行电解反应时的基本运行状态，对电解槽运行过程中的各项重要指标参数实时记录并进行统计分析，得出哪些指标参数对电解槽运行状态最为重要，从而找到低压节能技术的切入点，进而才能合理的提出关键技术措施。
3.1槽控制系统需要升级
前面所说在一定条件下降低平均电压值大小可以起到降低电耗，节约能源的效果，这个条件体现在很多方面。比如在进行电解反应时，电解槽工作过程中其结构稳定性与槽电压的电压值有着密切联系，当槽电压逐渐降低时，电解槽自身的稳定性也会随之明显变差，因此为了充分发挥低电压节能技术的效果，就必须使用稳定性更强的电解槽控制系统，这是低电压节能技术能够发挥效果的重要条件，作为基石的电解槽控制系统越稳定，才能使电解槽在低电压条件下运行的更加平稳，因此必须对电解槽控制系统进行升级改造。
3.2细致优化工艺技术条件
当电压降低时，电解槽的运行状态会受到比较大的影响，比如电解槽的环境温度会显著降低，并且随着平均电压值的逐渐变小，温度下降的趋势会愈发明显，温度的降低会导致一系列不利于电解反应的后果，比如电解质性质发生变化，粘度越来越强，这导致冰晶石溶解氧化铝的效果越来越差，使得电解反应难以继续。所以在进行低电压节能技术时，必须合理的改变各反应物的含量比与分子比，最大限度的改善电解质的电导率，使得电解反应不会因为温度的影响而难以正常进行，除了电解质电导率之外，流动性、氧化铝的溶解性都必须纳入考虑范围之内，优化这些工艺条件会给电解铝生产带来无法想象的经济效益，并有助于减小极距缩小幅度，保证电解槽低电压下系统的稳定状态得以维持[4]。
3.3着重加强电解槽的保温效果
采用低电压节能技术会导致电解槽在运行过程中热量来源变少，为了维持稳定的温度环境，这就对电解槽的保温技术提出了一定要求，需要想办法增强电解槽的保温效果。可以采取的措施有很多，效果比较好的有加大阳极反应段材料厚度、调节烟气流速，针对性的布置散热孔，并且必须确保炉膛结构的不变。如果采取以上措施之后，温度依然有下降趋势，不能维持稳定，那么就需要通过加大电流强度来提供能量，维持能量守恒，使得温度能够维持在一定的范围内。炉膛内型结构也是低电压节能技术要点之一，炉膛结构会影响热量的分布情况，对电解槽反应产生一定的影响，因此必须对炉膛内型结构做合理的优化设计。
3.4 科技创新，增添节能减排动力
首先在是电解铝的生产，企业可以以推广运用低电压、地效应等技术作为攻坚点，大范围推广运用并加强铝电解槽铝液流态优化节能技术、电解槽三度寻优控制技术、阳极底部开槽技术以及电流技术等等诸多技术，可以面对在针对各个成分的石墨质阴极与石墨化阴极生产技术的产业化目标，依据实际情况来构建一套企业大型铝电解槽运行与管理的理念与管理方式[5]。
结束语
在电解铝这个传统行业之中，利用新兴科学技术进行生产节能减排技术的研究探讨显得十分有必要，只有重视节能技术的应用，尽最大努力做好生产减排工作，电解铝企业才能脱掉落后帽子，最大程度降低生产成本，提升经济效益。
参考文献：
[1] 张宁, 陈伟. 电解铝生产节能减排技术探究[J]. 中国金属通报,2017(11):101+100.
[2] 李旭波, 普海宝, 范靖超. 电解铝生产中的烟气余热回收节能技术[J].有色冶金节能,2011,27(05):51-52.
[3] 张宁, 陈伟. 电解铝生产节能减排技术探究[J]. 中国金属通报,2017(11):101+100.
[4] 魏银菊, 李凯. 铝用预焙阳极质量新型电解铝生产的影响研究[J/OL].世界有色金属,2018(13):8+10.
[5] 杜纪福, 杨翠红. 中国电解铝行业产能过剩现状、成因及化解对策研究[J]. 科技促进发展,2018,14(05):331-337.
论文作者:杨波
论文发表刊物:《中国电业》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/1
标签：电解槽论文; 电解铝论文; 技术论文; 阴极论文; 节能技术论文; 节能论文; 电压论文; 《中国电业》2019年第13期论文;