探究420KA电解铝生产节能减排技术

探究 420KA电解铝生产节能减排技术

黄庆迎

广西百矿铝业有限公司 广西百色市田阳区 533600

摘要：在我国目前工业发展的基本状态下，节能减排占据着不可估量的作用。特别是从电解铝企业消耗能源过高的角度来看，电力成本占生产成本的40%，因此，从电解铝企业的角度来看节能减排生产技术将成为企业未来发展过程中的主流，并且此项目的实施也满足我国现阶段下的绿色发展目标。

关键词：420KA；电解铝生产；节能减排

前言

420KA电解铝企业生产遗留的污染物对环境造成了严重的污染。对于电解铝企业实施相关节能减排工作已经刻不容缓，世界各国都对其格外关注。由于目前正处于百年未有之大变局，世界经济在高速发展的同时也暗藏着莫测风云，我们国家倾注了许多的人力物资来解决产能过剩的现象，尤其对电解铝企业进行了相关的改革。早在2018年的时候，国家便颁布了一系列解决措施，特别强调了电解铝企业的未来规划发展，要求电解铝的价格应当与所消耗的电能相互联系起来，从而来淘汰掉那些产能过于落后的电解铝企业，使得优质电解铝能够更好地在同行业中胜出，创造一个良好的发展背景。

2 420KA电解铝生产节能技术原理

在420KA电解铝企业进行生产的过程中，所消耗的电能与平均电压以及平均电流密切相关，具体关系如下：

W=2.980U/η

公式中：W 表示电能消耗量，单位 kwh/t-AL；U 表示平均电压，单位 V；η 表示电流效率，单位 %。

表 1 电能耗对照表（kwh/t-AL）

按照上述的电能消耗量公式以及点耗能对照表，如果要实现420KA电解铝生产过程的节能目标，则需从影响消耗量的两个重要因素入手，即通过降低生产时的平均电压，或者提高生产时的电流效率，实现420KA电解铝生产过程中的节能减耗，而将两种因素结合发展无疑是420KA电解铝技术发展的最佳方向。

3 420KA电解铝在生产过程中遇到的问题

3.1具有一定的危害性

在420KA电解铝的生产阶段，会排放出大量的固体废物和气体，这些物质不仅污染电解铝企业的周围环境，而且危害工人以及周围居民的身体健康。首先，420KA电解铝生产阶段还会产生大量的粉尘等微小颗粒物，如果这些颗粒物大量被人体吸入，则会引起矽肺等疾病的产生，危害呼吸系统。其次，排放到空气环境中的氟化物气体大量积存，会对周围环境的动植物造成严重危害。

3.2环境污染严重

通常我国电解铝企业中在生产过程中，采用的生产工艺主要为溶解电解，该方法的关键生产材料为冰晶石-氧化铝。首先在该工艺的生产阶段，冰晶石-氧化铝材料的温度先逐渐升高，但其熔点也会随之较高。因此诸如飞散之类的生产外情况也会随之产生，而这些情况会污染周围环境状况。此外，采用点解法的铝生产制造阶段，会产生大量的游离氧离子。这些游离物质堆积在阳极周围，并与二氧化碳发生化学反应，生成受到污染的气体，直接导致周围环境污染以及人民生命安全。

3.3高耗电，能源耗费量大

在我国不断提高420KA电解铝产能的背景下，对电能的消耗需求也逐渐增加，而目前生产企业的电力供给主要依靠火力发电，这也使得需要消耗更多的资源以及牺牲环境代价来提高产能，与当前国家所倡导的绿色环保发展理念背道而驰。

4 420KA电解铝节能降耗的主要技术

4.1阻流块技术

阻流块技术作为一种用于420KA电解铝节能降耗的传统技术，其应用实质为在以前常用的槽底表面上放置一个由特殊材料制得的凸台，来达到进一步优化铝液流动状态的目的。当在420KA电解铝生产过程中应用阻流块以后，必须了解该技术的应用范围和使用寿命，可依据以下两点出发：其一为槽底的技术状况。通过内置计算机的控制，大型铝电解槽对氧化铝的浓度和技术标准有着严格的要求。电解池中的某些工作区域内仍然存在许多问题，例如电解炉底部和炉床规格不标准等，导致阻流块缺乏基本条件，最终无法统一电解槽中的所有功能。在这种情况下，仅当电动机插槽本身的状态相对良好时，操作初始阶段显示的效果才会相对良好。其次，阻流块的质地。当详细使用阻流块技术后，由于电解液具有严格的清洁标准，并且材料也不符合清洁标准，因此阻流块很容易引起漂移、转变、断裂及溶解等危害，从而使得电解炉生产过程达不到使用阻流块的技术状态。

4.2异型阴极节能技术

在专门用于420KA电解铝节能减耗的使用过程中，采用异形阴极节能技术可以改善铝电解槽底部的平底特性，从而进一步增强凹凸平台阴极的阻流功能，从而改善铝工业表面的状态，更好地使电解槽内铝水进行流动。在分析现有指标的基础上，异形阴极节能技术已逐渐被多家铝业公司采用，最终使用后表现出较好的效果。然而随着使用寿命的逐渐增加，由碳材料制备的凸台会受到更为严重的磨损，其节能效果会随之逐渐劣化，标志着这种情况会阻碍420KA电解铝节能减耗技术的不断发展。此外，采用异型阴极节能技术后，所产生的经济效益与槽龄的标准不一致。在420KA电解铝技术不断进步的基础上，这些科技成果已逐渐广泛应用于420KA电解铝工业生产中，这无疑将极大地促进420KA电解铝节能减耗技术的拓展与进步。

4.3 异型阴极钢棒技术

在420KA电解铝的实际节能减耗过程中，异型阴极钢棒技术的优势主要表现在解析420KA电解铝槽中的钢棒，必要时采用“双钢棒”进行处理，将最大程度的优化储槽周围的磁场平衡和储槽中铝水的流动状态，以进一步降低储槽的电压并减少420KA电解铝过程中的直流电损耗。此外，异型阴极钢棒技术的应用带来了极大的便利性，但由于槽底的表面相对平滑，对保持规则的槽纹起着积极的作用。当将该技术逐渐应用于420KA电解铝的节能减耗后，可以直接促进420KA电解铝工业的行业发展壮大。

5 420KA电解铝生产节能减排技术优化对策

5.1 管理创新，强化节能减排控制

一是本着中央企业节能减排共同努力的精神，以会议精神了解电解铝行业420KA节能效果的情况，广大职工一定要认真实践420KA节能降耗的使命感和紧迫感，加强行业组织交流与合作，将420KA铝业纳入企业的节能降耗发展当中。二是加强企业之间的合作互助，实行严格的考核机制。420KA电解铝企业各职能部门和生产单位各司其职，通过开发、规划、财务、设备、技术等方面的综合协调，推动420KA电解铝节能降耗技术各项工作的应用，节能降耗。通过建立专业的420KA电解铝节能降耗人才队伍，完善和创新现有工作和生产体系，加强考核评价，最大限度地促进420KA电解铝生产行业节能降耗工作的稳步开展。

5.2 提高电流效率

在这种情况下，作为420KA电解铝节能降耗的重要目的，如何在较低的槽电压下保持较高的电流效率是一个迫切需要研究的问题。根据目前的研究结果，如果电池电压基本相同，平均电流效率可以提高1%，相应的功率损耗可以降低约140kWh/t-Al，碳消耗可以降低约5kg/t-Al。从420KA电解铝企业的水平分析，电解槽的电极间距、电解过程中的温度、电解分子比、壁厚和生产稳定性也将直接影响最终的电流效率水平。因此，在420KA电解铝的实际生产过程中，电力公司应积极研究电能效率对低极距的影响，并建立两者之间的关系，从而促进电解槽在实际生产过程中始终保持最佳极距。

5.3 调整结构，拓展节能减排空间

大规模调整和结构优化为420kA电解铝工业发展循环经济、节能减排、企业可持续发展奠定了坚实的基础。根据实际情况调整生产工艺结构，加大生产节能，加强技术创新，规范生产工艺。通过积极研究和试验新方法和新技术，应用新材料和新工艺。通过一系列科技创新，推进大型预焙槽，逐步改造和更换落后的生产和净化设备，优化节能降耗，可以大大降低420KA电解铝企业生产过程的能耗水平。

5.4 科技创新，增添节能减排动力

首先，企业从事420kA电解铝生产工艺、低压等生产技术，其效果可以作为重要的科研方向，应用和推广铝液电解槽状态优化和节能技术，在电解槽阳极槽底部加工技术的基础上，通过科技创新研究不同石墨阴极材料的组成、性能，促进石墨阴极生产技术目标的实现，并在技术推广和进步的基础上，形成一系列方法，推动420KA电解铝企业实现先进的高端铝电解槽运营管理。

结语

综上所述，在电解铝行业中推广节能减排技术以后，不仅与目前国家的中长期绿色发展战略与规划相一致，而且有助于提高企业在电解铝市场中的竞争力。也只有不断提高节能减排意识，电解铝企业才能在残酷的市场竞逐中占据一席之地。通过加大节能减排措施的实施力度，让电解铝企业尽快的实现高效节约资源、友好环境发展的目标，以实现电解铝经济的可持续发展。希望通过本文的简短讨论，可以为电解铝行业的相关人士提供参照和借鉴，但在此特别要注意的是，由于各电解铝公司应用的生产工艺存在各种差异，因此在节能减排技术的运用实施过程中，必须以各公司的实际情况为基础和导向，按照具体的生产情况具体分析对策，不得将本文的观点内容直接复制运用。

参考文献

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