异形阴极电解槽

1、一、电解槽结构及工作原理2、铝电解的原理 以冰晶石氧化铝熔体为电解质，炭素材料为两极，强大的直流电由阳极导入，经过电解质与铝液层从阴极导出，在两极间发生电化学反应，使电解质中的铝离子从阴极上得到电子而析出得到铝液，氧离子则在阳极上放电生成一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）的混合气体的过程。2Al3O21.5C2Al1.5CO2 此反应的结果是含有氧化离子在阳极上放电所生成的氧与炭阳极上的炭反应，其电解产物以CO2的形式从阳极表面逸出。含铝的离子在阴极上放电，从阴极上获得3个电子，生成金属铝。此阴极反应是在电解槽中的金属液表面进行的。 电解槽阴极表面与炭阳极底面之间的距离称为电解槽的极距。通常

2、在工业铝电解槽中，电解槽极距为45。 极距在通常的工业铝电解生产中是一个非常重要的工艺和技术参数，太高或太低的极距都对铝电解生产影响。 原因：太低的极距会增加从阴极表面溶解到电解质熔体中的金属铝与阳极气体的二次反应，使电流效率降低。太高的极距会增加电解的槽电压，使铝电解生产的直流电耗增加。 作为铝电解生产来说，希望电解槽有最高的电流效率和最低的电能消耗。 铝电解生产中，直流电耗可以用如下公式来表示：式中：V平为电解槽的平均槽电压（伏），CE为电解槽电流效率（%）从上式可以看出，为了降低铝电解生产的电能消耗，可以通过提高电解槽的电流效率和降低电解槽的平均槽电压来实现。 CEVW平 2980电解槽

3、的极距是决定槽电压大小的重要工艺和技术参数。E0-电解质熔体中氧化铝的理论分解电压 SA-阳极反应过电压CA-阳极表面的浓度扩散过电压 CC-阴极过电压 RA-阳极电阻 RB-电解质熔体的电阻RC-阴极电阻 RX-母线电阻XBACCCAASIRIRIREE0槽项目电压值/V项目电压值/V项目电压值/VE01.225CC0.019IRC0.416SA0.082IRB1.781IRX0.160CA0.500IRA0.234合计4.417二、异形阴极电解槽作用1 1、概念、概念 异形阴极电解槽是其阴极炭块为异形结构，即在阴极表面上形成一个或多个凸起的一种电解槽。 2 2、作用、作用 可以减缓电解槽内

4、阴极铝液的流动速度和降低铝液的波动高度，从而达到提高铝电解槽的金属铝液面的稳定性，减少铝的溶解损失，提高电流效率和减少极距，降低铝电解生产电能消耗，以及在阴极底部凸起的墙体之间能形成粘稠冰晶石熔体氧化铝的混合物或沉淀物，阻止阴极铝液通过槽底裂纹和缝隙流入槽底，熔化钢棒，达到延长电解槽寿命的目的。 三、异形阴极电解槽节能原理 就目前的工业电解槽而言，其极距每降低1，约使槽电压降低35mv左右，可以看出，在不降低电解槽电流效率的情况下，它可以使铝电解生产的直流电耗每吨铝降低100多度，由此可见，在不影响电流效率的情况下，降低极距极，对铝电解生产的电能消耗意义重大。通常工业铝电解槽的极距在4.05.

5、0cm，有文献报导，电解槽阴极铝液面波峰高度约在2.0左右。假如电解槽没有铝液波动，那么电解槽可以在2.03.0的极距下进行电解生产。这样，可使槽电压降低0.71.0伏，从而达到使电解槽节电20003000度电/吨铝的目标。CEVW平 2980四、异形阴极电解槽探讨1 1、效应熄灭方法、效应熄灭方法 由于异形炭块电解槽阴极炭块存在横向凸起，从出口铝熄灭效应时效应棒往阳极底掌插入时会被异形阴极的凸起所挡住，而阻碍效应的正常熄灭。所以要采用从侧部效应熄灭方法。具体要求：在A1处侧部扎洞并长期保留（为防止氧化，班班对该处泼撒氧化铝粉或浇电解质），熄效应时效应棒从A1侧部顺凹槽插入。其他操作执行正常效

6、应熄灭程序。安全注意事项：劳保穿戴齐全，戴好面罩、手焖子、脚护套等。盖板不可全部揭开，以露出插入孔能够插入效应棒为准。插入效应棒后立刻离开A1处位置，避免电解质大量涌出造成人员烫伤。缺点：熄效应时，人所在的空间小，当电解质溅出时，不利于人员躲闪。突发效应时，由于侧面没有风动打壳装置，必须靠人工打破壳面，耽搁熄效应时间，并且也存在安全隐患。2 2、如何保持异形阴极电解槽的热平衡、如何保持异形阴极电解槽的热平衡 电压是电解槽输入能量最主要的来源，是维持和调整体系平衡最重要、最易实现的因素。由于异形电解槽极距减小，槽电压随之减小，造成槽子热收入小于正常电解槽的热收入，破坏槽子热平衡。 电解槽赖依平稳

7、运行的两大条件是热平衡和物料平衡。如两大平衡遭到破坏则电解槽难以正常运行，可见控制好热平衡对电解槽有多么的重要。热平衡是综合技术条件的反映，如控制得当，则槽子炉底比较干净；炉膛规整；槽子运行平稳，经济指标就会较好，物料消耗也会降低，物料平衡和技术条件平稳控制也能得到有力的保障。如热平衡控制不好则一 、如果温度偏低，铝的二次反映就会减少，电效短期内会有所提高，可是长期运行炉底出现沉淀、结壳、伸腿肥大，造成铝水平上涨假象；电解质水平变低槽子走冷趋势；突发效应较多，因电解质水平低槽子冷，常有来效应时电压较高、难以熄灭，并伴随着闪烁等现象。这样的槽子如不及时控制，就会出现电压波动变成病槽，由于铝水平高

8、发热区上移，容易化上口，出现侧部发红、漏炉等恶性事故。 热平衡就是热收入和热支出之间谁大谁小的关系，就看你如何调节利用的能力。只有通过别的技术条件对它调整，所以其它条件平稳性决定着热平衡的平稳性。热收入热收入一、电压。电压是调节电解槽能量平衡最重要最易实现的因素之一。它是保证电解槽能够正常运行的最低电压值。电压调整实质就是改变极距。二、效应。效应对电解槽的负面影响越来越引起人们的注意，它对电解槽的破坏远远大于对电解利处。电解槽应尽量减少来效应的次数。电解槽来效应后电解温度会上升510度，融化侧部炉帮，破坏炉膛，槽温在12小时甚至更长的时间才降到正常值，在这段时间里槽子电效较低，融体电解质温度高，破坏热平衡。热支出热支出一、铝水平。铝水平是支配槽子散热的重要因素，也是调整热平衡热平衡首当其冲采取的手段。二、电解质水平。电解质在电解中起者储存热量、导电和溶解氧化铝的作用。如电解质水平高，则电解糟的热稳定性就强，可在较低的温度下运行。可是电解质量大，特别是老龄槽，容易使侧部钢板发红。三、操作质量。如果敞开槽罩过多，换极时间过长就会增加，阳极上的保温料也是维持电解槽热平衡热平