鋁電解生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-10 20:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Al 氟化鋁 24Kg/tAl 氟化鈣 1Kg/tAl 本設(shè)計(jì)中的電解槽技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)現(xiàn)列于下 : 序號(hào) 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)量 1 電流強(qiáng)度 KA 300 2 電解槽數(shù) 臺(tái) 180 3 電流效率 % 95 4 陽(yáng)極電流密度 A/㎝ 2 5 電解溫度 ℃ 940950 6 極距 ㎝ 7 鋁水平 ㎝ 22~24 9 表31 電解槽技術(shù)經(jīng)濟(jì)指 標(biāo) 第四章 冶金計(jì)算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 產(chǎn)量： 10 萬(wàn)噸 /年 鋁錠 容量 ： 300KA 陽(yáng)極電流密度 ： 效應(yīng)系數(shù)： 次 /槽日 電流效率 ： 95% 陽(yáng)極碳?jí)K尺寸： 1550mm 660mm 550mm 單槽原鋁產(chǎn)量： 日產(chǎn) 300 24 = Kg 年產(chǎn) 365 = 837t 鋁電解槽電壓的平衡計(jì)算 V 平 =△ V 槽 +△ V 母 +△ V 效應(yīng) ； 其中 :△ V 槽 ： 電解槽的工作電壓； △ V 母 ： 槽外母線電壓降； 8 電解質(zhì)水平 ㎝ 20~22 9 陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù) 次 /槽 日 10 電能消耗率 kWh/tAl 14000 11 平均工作電壓 V 12 氧化鋁單耗 Kg/tAl 1920 13 陽(yáng)極碳?jí)K單耗 Kg/tAl 500 14 冰晶石單耗 Kg/tAl 5 15 氟化鋁 Kg/tAl 24 16 氟化鈣 Kg/tAl 1 17 分子比 ~ 18 氧化鋁濃度 % ~ 19 槽壽命 天 2021 10 △ V 效應(yīng) ：陽(yáng)極效應(yīng)分?jǐn)倝航担? 其中，Δ V 槽 =E 極 +△ V 質(zhì) +△ V 陽(yáng) +△ V 陰 E極 = Al203%+ MgF2% 1 Ca F2% NaCl% LiF%+ d 陽(yáng) t℃ 取分子比為 ： 。 Al2O3為 2% 。 CaF2，為 5% 。 t： 955℃ 得 E 極 =。 用該式算出的極化電壓偏高，大約高出實(shí)測(cè) 量 ，因此取 E 極 = 左右。 (1)電解質(zhì)壓降： 一般可由下式取得 △ V 質(zhì) = KSX LI 陽(yáng)??? 其中 ： I：為電流強(qiáng)度，（ A）； S 陽(yáng)：為陽(yáng)極水平截面積 （ cm2） 。 △ L：為極距改變值（ cm）； X：為電解質(zhì)導(dǎo)電率（歐 1厘米 1）； K：為校正值，一般取 8。 (2)陽(yáng)極效應(yīng)分擔(dān)壓降： 陽(yáng)極效應(yīng)分擔(dān)壓降可按下式進(jìn)行計(jì)算，即 △ V 效應(yīng) = 1440 )tUK(U 槽效應(yīng) ? 其中： K：為陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)，（次 /槽日）；在此為 次 /槽 日； U 效應(yīng) ：為發(fā)生陽(yáng)極效應(yīng)時(shí)的槽電 壓， 35（ V）； U 槽 ：為槽 電壓 （ V）； t：陽(yáng)極效應(yīng)持續(xù)的時(shí)間 （ min） ,在此為 3min； △ V 效應(yīng) =（ 3） /1440=。 （ 3）陽(yáng)極壓降： 夾具壓接壓降： 6mv； 鋁導(dǎo)桿壓降 ： 10mv。 鋁 鋼爆炸焊片壓降 ： 15mv。 鋼爪壓降 ： 50mv。 鋼炭接觸壓牌： 70mv。 陽(yáng)極炭塊壓牌 ： 200mv。 △ V 陽(yáng) = 11 （ 4）陰極壓降 △ V 陰 = （ 5）母線壓降： 母線壓降在槽上基本不變，其實(shí)際值取決于電解槽的母線配置及安裝，母線配置一旦確定，母線本體壓降即確定，各焊接點(diǎn)壓降取決于第一次安裝時(shí)焊接的質(zhì)量，但立柱母線與陽(yáng)極大母線同焊接點(diǎn)的壓降每次大修后視接觸面清理程序而有變化，電解槽通電后此值不會(huì)改變。 △ V 母 = V 平 =+++++= 現(xiàn)列電解槽平衡電壓表如下： 表 41 鋁電解槽電壓平衡表 300KA 預(yù)賠槽 E 反 △ V 質(zhì) △ V 效應(yīng) △ V 陽(yáng) △ V 陰 △ V 母 合計(jì) 物料平衡計(jì)算 以 1 小時(shí)為計(jì)算基礎(chǔ)，平均電流強(qiáng)度取 300KA，電流效率 95% (1) 電解槽鋁產(chǎn)量 ： Q=CIη = 300 =(2) 氧化鋁的消耗量 ：取 Al2O3 單耗為 1920kg/t Al 氧化鋁實(shí)際消耗量 = =； 氧化鋁理論消耗量 = =。 氧化鋁的損失量 == 12 (3) 氟鹽消耗量 ： 取冰晶石單耗為 5kg/t Al，氟化鋁單耗 24kg/t Al， 氟化鈣 ： 1kg/t Al 冰晶石消耗量 = = 氟化鋁消耗量 = = 氟化 鈣消耗 量 = =(4) 陽(yáng)極炭塊消耗量 ： 鋁電解的總反應(yīng)式： Al2O3+3/(1+N)C=2Al＋ 3N/(1+N)CO2＋ 3(1N)/(1+N)CO 其中 ， N： CO2 的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)： 當(dāng)一次陽(yáng)極氣體 的成份為 100% CO2，則 CO 是產(chǎn)生的 Al 與作 CO2用的結(jié)果，一次反應(yīng)電流利用率 100%，由此一次反應(yīng)為 Al2O3+=2Al+ 若電流效率為η，其二次反應(yīng)： 2（ 1η） Al+3（ 1η） CO2=(1η )Al2O3+3(1η )CO N= 12)1(3)]1([ )1( ?????? ?? ??? ? N= 理論炭耗量 =（ 3 ） /（ 54） =取實(shí)際炭耗量為 450kg/t Al 實(shí)際炭耗量 =450 1000=炭損失量 ==炭耗指 數(shù) =（ ） 100%=126% (5) 反應(yīng)生成的氣體量： CO2生成 量 =（ 3 44 ） /［（ 1+） 54］ = CO 的生成量 =［ 3（ ） 28 ］ /［（ 1+） 54］ = 現(xiàn)列物料平衡表如下： 表 41 物料平衡表 收入 支出 項(xiàng)目 ㎏ /h ㎏ /天 ㎏ /年 % 項(xiàng)目 ㎏ /h ㎏ /天 ㎏ /年 % 氧化鋁 9 4406 1608248 5 原鋁 1 1816.56 4 9 冰晶石 2 4204 冰晶石 4204 13 能量平衡 以 1 小時(shí)為計(jì)算基礎(chǔ)，取電解溫度為 950℃ ，在計(jì)算中以電解溫度作為能量平衡的溫度基準(zhǔn)，并以電解槽整體作為計(jì)算體系： 由能量的平衡式： A 電 =A 反 +A 材 +A 損失 電能收入 A 電 =U 平均 I= 300=1275kw 能量支出： （ 1）補(bǔ)償電解反應(yīng)所需的能量 當(dāng)電解生產(chǎn)的電流效 率為 100%時(shí)
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