云南铝业“300kA预焙铝电解槽曲面阴极技术”项目
【铝道】云南冶金集团股份有限公司、云南铝业股份有限公司与中南大学共同研发的《大型曲面阴极高能效铝电解槽新技术的研究与开发》(专利申请号:.1)的鉴定成果为基础,通过进一步与中南大学合作,在当前铝电解行业的主流槽型 300kA大型预焙铝电解槽上研究开发出新型曲面阴极结构铝电解槽及相关配套技术,进行产业化应用。大型曲面阴极高效能铝电解槽技术在云铝公司的成功开发,是铝行业一个重大技术突破,将引领提升整个铝电解工并且仔细检查运转部位的灵活性业的技术装备水平。该技术提高了电解槽电流分布的均匀性、电解槽运行的稳定性,有利于延长电解槽槽寿命,从而降低了废阴极材料给环境带来的污染,社会效益明显。通过降低槽电压和改变槽结构,提高铝电解电流利用率,实现吨铝节电1000kWh以上,电能利用率从不到50%提高到近55%,如果进一步发展则有可能使节电达到2000kWh左右,电能的利用率提高到近60%,成效十分显8. 实验速度::0.001~500mm/min(任意调)著。研究成果在国际铝电解工业得到广泛的推广和应用后,将引领电解铝节能产业化技术的发展,实现大幅度节能减排的目的,促进铝行业健康、可持续发展。2.航天航空
该专利项目以攻克铝电解粗碎机工业能量利用效率一直难以突破50%的技术瓶颈,实现铝电解工业大幅度节能为目标,创造性地提出了曲面阴极铝电解槽的设计理念,开发并应用了75kA/186kA/200kA/300kA等五种槽型的曲面型阴极铝电解槽以及配套的高效焙烧启动技术、高能效电解新工艺及控制技术。
该专利项目技术首次将"阴极截面等电位"的曲面阴极设计原则与阴极表面曲面化后对铝液运动的减缓作用有机结合起来,提高了阴极电流分布的均匀性,降低电解槽中水平电流,减小了铝液的波动与流速,从而提高了铝液的稳定性,在新工艺及控制技术的配套下实现了铝电解槽高效与节能双重目标。
目前,该专利项目技术成功地在五种槽型共206台曲面型阴极铝电解槽实现了低电压电解工艺(平均槽电压3.896V,比常规电解槽降低270mV),平均电流效率95.2%,平均吨铝直流拉花铆钉电耗达12249kWh/t-Al,较优指标已达到12083kWh/t-Al,与我国2009年铝电解原铝平均直流电单耗13309kWh/t-Al(交流电单耗13553kWh/t-Al)相比,吨铝直流电耗降低1060kWh织布机/t-Al,与国外工业电解槽系列能实现的较好指标(12800kWh/t-Al)相比,吨铝直流电耗降低717千瓦时,处于国际领先水平。
从2008年1月到2010年4月,项目已累计创直接经济效益5228.04万元。预计四年内该项目技术将在云铝公司现有50万吨产能的四条生产线上全部推广应用,届时年创经济和田效益可达19294.9万元。
2010年1月29日,以曲面阴极为核心技术支撑的《低温低电压新技术在200~300kA级铝电解系列升级改造中的产业化应用》课题列入"十一五"国家科技支撑计划项目《低温低电压铝电解新技术》(项目编号2009BAE85B00),成为该项目的产业化示范实施的主要内容之一。
国务院关于发挥科技支撑作用促进经济平稳较快发展的意见(国发[2009]9号)明确提出实现直流电耗由13300度/吨铝降至12000度/吨铝以下、节能10%的产业发展目标,并将其纳入有色金属产业调整振兴规划进行推广应用。2009年3月,《有色金属产业调整振兴规划》中提出将铝电解原铝直流电单耗目标值降到12000kWh以下,并明确指出,原铝平均直流电单耗12500kWh/t-Al作为铝行业准入条件之一。在国家产业政策的引导下,本项目在行业具有巨大的推广应用价值。以2009年行业原铝产量1284.5万根据国际钒技术委员会(vanitec)统计吨、原铝直流电耗13309kWh/t-Al计算,年可节电138亿kWh,年创节电效益可达50亿元以上,这对我国铝电解工业的节能增效与可持续发展以及我国实现低碳经济发展的目标具有重要的意义。
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