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电解铝生产节能减排技术探讨

 论文栏目:节能减排论文     更新时间:2018/11/8 8:16:07   

摘要:伴随改革开放之后,我国很多工业领域都获得了一定的发展,很多行业从无到有、从小到大,在行业的模式和技术方面进步都非常明显。这些年以来,铝生产行业发展的速度也进一步加快,然而在电解铝生产的过程中依然出现了很多问题,高能耗就是一个非常值得关注的问题,特别是在可持续发展战略的基本国策提出之后,在电解铝生产过程中,积极采用节能减排技术尤为重要,本文对电解铝生产过程当中节能减排技术的应用进行分析和探究,以供参考。

关键词:电解铝;节能减排;绿色发展

就现阶段我国在工业方面的实际情况而言,其主要工作就是节能减排。特别是像电解铝企业这样能耗较大的企业来讲,所耗费的电力成本大概占到的总生产成本的40%。所以就电解铝企业来讲,为了企业的长期可持续发展,在生产过程当中要始终坚持节能减排的技术路线不动摇,这也是时代发展的必然趋势[1]。

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。

2电解铝在生产过程中遇到的问题

(1)环境污染严重。在我国的电解铝企业当中,一般而言在生产铝的时候采用的都是溶融电解的方式,其中以冰晶石一氧化铝材料为主。在生产过程当中,首先需要做的就是要将温度提升至冰晶石一氧化铝的熔点,而其熔点又相对较高,所以在该阶段当中,难免会产生扬散的现象,进而对环境造成相应的污染。再者,进行铝生产的过程当中采用电解的方法,会有许多的游离氧产生,在阳极附近,这些氧离子会和二氧化碳相反应,随后有污染气体产生,进而污染环境。(2)高耗电,能源耗费量大。就现阶段我国电解铝技术的发展情况来讲,吨铝耗电达13000度以上,同时主要采用的火力发电的形式,能源耗费量较大。一方面,作为高耗能的行业之一,电解铝企业的全年过电量在16年的时候占到了社会总用电量的7.5%,在其生产成本方面大约占到了40%,在有色金属行业当中其用电量最高,生产和出口电解铝产能相当于消耗和出口能源[2]。再者,随着电解铝产能的不断提高,对于火力发电的需求量更是越来越大,对我国环境造成了严重的影响,和现阶段绿色发展的理念相违背。(3)具有一定的危害性。在具体的生产过程当中,电解铝企业所释放出来的固体废弃物以及气体所含有害物质较高,在对环境造成污染的同时还会危及人体的健康。再者,在生产的时候电解铝会产生扬尘等,如果人体过量吸入,会造成致矽肺病,危害人类的呼吸系统。如果氟化物在环境以及空气中的产量过剩的话,甚至还会危害动植物的健康。

3电解铝生产节能对策

3.1低压生产技术

目前低电压生产技术已经在许多电解铝企业中获得了普遍应用,但现阶段常用的低压生产技术主要有以下几种:①异型阴极节能技术。该技术在应用的过程当中,在维修电解槽的时候,应用阴极带有凸台的异型阴极,来阻隔电解过程当中所产生的铝液,用来对铝液的流动速度和铝液界面的变形情况进行相应的缓解,从而可以使电解槽工作电压得到有效降低。②阻流块节能技术。在应用该技术的时候,需要将阻流块加入到生产槽当中,用来对铝液的流动速度和铝液界面的变形情况进行相应的缓解,再者使电解质电压以及电解极距得到有效降低。③双阴极钢棒节能技术,在具体应用该技术的时候,需要加一个贯穿槽在阴极钢棒的位置当中,将绝缘材料加入到槽中,如此就会导致槽中部向阴极钢棒导电增多,从而使磁场得到一定程度的降低。

3.2烟气回收利用

电解铝属于高能耗、高污染企业,生产工艺相对复杂。在生产过程中会释放出氟化氢、一氧化碳、二氧化碳等有毒有害气体,一般情况下通过呼吸道或皮肤进入人体,当人体吸入一定量后会导致氟骨病的产生,严重时还有可能会造成人员伤亡。要想尽可能的防止出现该类问题,目前我国的电解铝企业在进行生产的时候采用了净化系统,如此其在生产过程当中所产生的烟气有明显的效果。回收利用电解铝所产生的烟气,是所消耗的成本有了一定程度的降低,充分的利用了能源,是企业的经济效益有了明显的提高。

3.3加快铝行业的结构调整

就近些年来的电解铝厂的发展情况来讲,一大生产规模大、产业结构合理、技术指标先进的企业相继建成,其对于电能的消耗大约在145kwh/t左右,和世界先进水平相比,不管是在生产成本方面还是在能耗方面都有所降低,所以在市场当中具有着一定的竞争力。因此,就电解铝企业而言必须要清楚的认识到当下的形式,在经过冷静的思考之后在进行相应的决策,在发展的过程当中,一定要稳扎稳打,切忌盲目前进,再者还要提高对于技术的改造,从而使铝行业逐渐发展成为产能合理、技术经济指标先进、和谐发展的产业。

4电解铝生产减排技术

就现阶段我国电解铝企业的具体情况来讲,相关资料指出,由于受目前治理技术以及投资运行成本等方面的影响,大多数电解铝企业在形成的二氧化硫的治理、掌控方面的效果并不是十分理想,长此以往,对空气造成了严重的污染。从目前的现实状况来看,在净化烟气的过程当中大部分的电解铝企业所采用的治理工艺都是氧化铝干法净化,可是,这只是对氟化物及烟粉尘的清除效果极佳,其中除尘效率基本在99%以上,而除氟效率也基本都在98%以上。然而,这些年来,随着科学技术的不断提高,我国部分电解铝企业也逐渐开始了对电解烟气脱硫脱氟除尘一体化技术的探究。

5结语

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。通过文章的简单论述希望能够为相关人士提供借鉴和参考,然而在此尤其需要注意的就是,因为每一个企业所采用的生产工艺都有着一定的差异性,因此在节能减排工作开展的过程当中必须要和企业的具体情况相结合,切不可生搬硬套。

参考文献

[1]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.

[2]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.

作者:李全林 单位:山东魏桥铝电有限公司

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