電解鋁節(jié)能降耗影響因素及途徑之研究

李云鵬

【摘要】電解鋁是高耗能的行業(yè)，隨著電力供應(yīng)日益緊張和氧化鋁價(jià)格的上漲，電解鋁行業(yè)的效益不樂(lè)觀，為了達(dá)到更好的效益，作為高耗能的電解鋁企業(yè)，需要突破的問(wèn)題就是如何節(jié)能降耗。本文主要希望通過(guò)探討電解鋁節(jié)能降耗的影響因素以及分析電解鋁節(jié)能降耗的途徑來(lái)幫助電解鋁企業(yè)從源頭控制生產(chǎn)成本，增大企業(yè)效益，確保企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】電解鋁 節(jié)能降耗 影響因素 節(jié)能降耗途徑

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，資源和能源被大量消耗，能源越來(lái)越緊張。眾所周知，電解鋁是一個(gè)高耗能的行業(yè)，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于一個(gè)每年生產(chǎn)50KT的電解鋁企業(yè)，電能消耗成本約占總生產(chǎn)成本的36%。再加上受2008年的經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，氧化鋁原料價(jià)格上漲，使得電解鋁廠的生產(chǎn)成本普遍上漲，企業(yè)的利潤(rùn)空間有所下降，不利于企業(yè)的發(fā)展。電解鋁企業(yè)為了生存和盈利，必須尋找方法降低企業(yè)的總體生產(chǎn)成本，而節(jié)能降耗將會(huì)是一個(gè)比較好的突破口。本文主要通過(guò)分析電解鋁節(jié)能降耗的影響因素，探討電解鋁節(jié)能降耗的可行途徑，供電解鋁企業(yè)節(jié)能降耗參考，希望能幫助電解鋁企業(yè)降低能耗和生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，使得電解鋁企業(yè)能夠在市場(chǎng)中可持續(xù)健康發(fā)展。

一、電解鋁節(jié)能降耗的影響因素

從電解生產(chǎn)的角度來(lái)看，影響電解鋁企業(yè)節(jié)能降耗的影響因素主要可以分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是槽平均電壓，另一類(lèi)是電流效率。根據(jù)鋁電解電能消耗與槽平均電壓成正比，與電流效率成反比可知要降低電解鋁的電能消耗，只需降低槽平均電壓或者提高電流效率即可。

（一）槽平均電壓影響因素

槽平均電壓主要由電解槽的陽(yáng)極壓降、陰極壓降、極距之間的電解質(zhì)壓降、分解與極化壓降以及槽周?chē)妇€壓降等組成。能維持電解槽正常工作所需的最低電壓稱(chēng)為槽平均電壓。鋁電解電能消耗與槽平均電壓成正比，也就是說(shuō)在電流一定的情況下，維持電解槽正常工作的電壓越高，鋁電解電能消耗越大。若要降低電解鋁的電能消耗，則需要降低槽平均電壓。槽平均電壓主要受槽型設(shè)計(jì)、母線配置、爐底壓降和極距等影響。一般情況下，母線配置經(jīng)過(guò)修理之后，壓降會(huì)增大；爐底有沉淀，壓降會(huì)增大。因此槽平均電壓會(huì)隨著電解槽的使用和老化而上升，在電解槽的使用過(guò)程中要注意對(duì)電解槽各壓降和零件進(jìn)行清理和維護(hù)，以盡量減少電槽平均電壓的改變。

（二）電流效率影響因素

電解消耗能與電流效率成反比，也就是說(shuō)當(dāng)電壓一定時(shí)，電流效率越大，電解消耗能越小，因此可以通過(guò)觀察電流效率來(lái)反映電解鋁的能量消耗情況。在電解過(guò)程中，鋁一般在陰極析出，除此之外，會(huì)有其它損耗，比如鋁的氧化，因此電流效率一般達(dá)不到100%，一般在93%?？梢詮纳a(chǎn)技術(shù)入手，減少鋁的損耗，來(lái)提高電流效率。有資料顯示，影響電流效率主要有三個(gè)因素，分別是電解質(zhì)溫度、分子比和電解質(zhì)及鋁的水平。

二、電解鋁節(jié)能降耗的途徑

經(jīng)過(guò)前面的分析，我們知道電解鋁是高耗能的行業(yè)，影響電解鋁節(jié)能降耗的主要因素主要分為槽平均電壓和電流效率，要想成功降低電解鋁的能耗，主要要從槽平均電壓和電流效率入手，尋求解決的途徑。

（一）采用微機(jī)控制電解槽極距

電解槽的極距是影響槽電壓的重要因素，槽電壓的高低主要與極距的高低決定，極距升高時(shí)，槽電壓就會(huì)升高，相應(yīng)的電解鋁的電能耗就會(huì)升高，所以在電解鋁工作中需要控制極距在最佳高度。相比于傳統(tǒng)方法，采用微機(jī)控制極距，可以使得電解槽極距處于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，減少誤差的產(chǎn)生，從而降低電解槽的效應(yīng)次數(shù)，達(dá)到降低電解鋁能耗的目的。

（二）保持較低的爐底壓降

合理設(shè)計(jì)電解槽爐底的陰極結(jié)構(gòu)和制造優(yōu)質(zhì)的筑爐，盡量使得爐底不要有沉淀，盡量減少鈉離子的析出，避免陰極受損，從而達(dá)到降低爐底壓降、降低能耗的目的。

（三）提高電流效率

影響電流效率的主要因素有電解質(zhì)溫度、分子比和電解質(zhì)及鋁的水平等。要通過(guò)增大電流效率來(lái)達(dá)到降能減耗的目的，需要保持合適的電解質(zhì)溫度，據(jù)資料顯示，通過(guò)調(diào)整電解質(zhì)成分，電解溫度在940度，電流效率可達(dá)到94%，電能消耗降低?？刂坪侠淼姆肿颖?，一般電解質(zhì)分子比控制在2.35-2.55之間，可提高電流效率，降低電能消耗。保持合適的電解質(zhì)水平和鋁水平，穩(wěn)定電解質(zhì)成分和電解質(zhì)高度，進(jìn)而提高電流效率，降低電能消耗。

（四）優(yōu)化生產(chǎn)流程、強(qiáng)化操作，降低能耗

在電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)統(tǒng)籌整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的用電情況，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，可以用節(jié)能的設(shè)備代替的應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮。另外，鋁電解一般是在高溫條件下進(jìn)行的，為了減少作業(yè)過(guò)程因換極、出鋁和加料等原因造成的能量消耗，應(yīng)適當(dāng)?shù)亟o電解槽提供熱量，使得鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中保持正常的電解溫度，進(jìn)而降低熱量的損失，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

三、結(jié)語(yǔ)

電解鋁是高耗能的行業(yè)，企業(yè)在電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中，可從降低槽平均電壓和提高電流效率等方面入手，使得電解鋁的能耗降低，進(jìn)而減少電力的損耗，節(jié)約成本，提高企業(yè)的利潤(rùn)空間，以確保企業(yè)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中穩(wěn)健發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳偉，張寧.電解鋁節(jié)能降耗措施探討[J].中國(guó)資源綜合利用，2017，（11）.

[2]賈巧真.電解鋁企業(yè)節(jié)能降耗影響因素分析及控制方法[A].2009（重慶）中西部第二屆有色金屬工業(yè)發(fā)展論壇論文集，2009.

[3]尹書(shū)奎.電解鋁廠節(jié)能降耗途徑探討[A].中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì).節(jié)能環(huán)保和諧發(fā)展——2007中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（一）[C].中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，2007.

[4]趙光輝，方振祥.電解鋁節(jié)能降耗的途徑[J].世界有色金屬，2000，（03）.