一种降低铝电解槽阴极区散热的方法与流程

本发明涉及铝电解，具体涉及一种降低铝电解槽阴极区散热的方法。

背景技术：

1、铝电解的能耗较高，每生产1吨原铝消耗13000kwh电能，其中只有6400kwh用于加热原料、电解反应，其余电能均以热量的形式散失到环境，难以有效回收利用。因此，降低电解槽的散热是铝电解节能的前提，而优化电解槽设计是实现铝电解过程节能的有效途径，但采用这种方法需要进行电解槽大修，成本较高。

2、研究表明，对于在产的电解槽，调整工艺参数可以降低铝电解能耗，但随着槽龄的增长，电解槽阴极区耐火材料保温性能衰退，通过调整工艺参数获得的节电效果有限。而部分企业在调整电解槽工艺参数的同时，会在电解槽外壁粘附保温材料，通过减少电解槽外壁各部位的散热达到减少阴极区能源损耗的目的，粘附保温层的铝电解槽外壁，其熔体区、阴极区、保温区、炉底板和钢棒的最高允许温度分别不高于400℃、380℃、350℃、200℃和330℃。然而实际运行过程中，由于保温材料保温性能与实际需求偏差较大，导致保温效果不佳，而且随着外界条件的变化，电解槽运行状况也会发生变化，引起电解槽过热，导致电解槽保温过度，电解槽槽壳温度过高，槽壳强度急剧下降，内衬保温材料烧结等问题出现，给电解生产带来巨大风险，同时由于电解槽槽壳钢板长期处于超高温状态，存在电解槽外壁高温失效的风险，严重影响其使用寿命。

技术实现思路

1、本发明提供了一种降低铝电解槽阴极区散热的方法，目的在于降低电解槽阴极区散热和能耗的同时，避免因其他因素变化导致阴极区外壁温度过高，造成电解槽外壁高温失效的风险，保障电解槽安全生产，延长其使用寿命。

2、本发明为一种降低铝电解槽阴极区散热的方法，所述铝电解槽的外壁包括熔体区、阴极区、保温区、炉底板和钢棒，在所述铝电解槽的外壁粘附至少一层保温层，当保温层为一层时，保温层为熔盐或熔盐与保温材料的复合体；当保温层为多层时，最内层为熔盐层；所述熔体区、阴极区、保温区、炉底板和钢棒部位保温层中熔盐的熔点比各部位最高允许温度低5-10℃。

3、优选的，熔体区、阴极区、保温区、炉底板和钢棒部位的保温层中熔盐熔点分别为380±10℃、360±10℃、330±10℃、185±10℃和310±10℃。

4、优选的，熔盐包括碳酸钠、碳酸锂、碳酸钾、碳酸镁、碳酸锰、硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠中的一种或几种。

5、优选的，铝电解槽阴极区外壁粘附的保温层，除熔盐外，其余保温材料的耐热温度均高于对应位置允许的最高温度。

6、优选的，铝电解槽外壁粘附的保温层，除熔盐外，其余保温材料为刚性、柔性或无定型材料。

7、优选的，刚性材料为保温砖或保温板；柔性材料为保温棉或保温毡；无定形材料为颗粒或粉状材料。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供的降低铝电解槽阴极区散热的方法，是在铝电解槽的外壁粘附至少一层保温层，通过调配熔盐成分及比例，使得保温层与铝电解槽外壁粘接处熔盐的熔点比铝电解槽外壁温度低5-10℃，当铝电解槽外壁温度达到允许最高温度范围前，粘附在铝电解槽外壁的保温层会出现部分或全部熔化脱落现象，在降低电解槽阴极区散热和能耗的同时，避免铝电解槽阴极区外壁温度过高，造成电解槽外壁高温失效的风险，保障电解槽安全生产，延长其使用寿命。

技术特征：

1.一种降低铝电解槽阴极区散热的方法，所述铝电解槽的外壁包括熔体区、阴极区、保温区、炉底板和钢棒，其特征在于：在所述铝电解槽的外壁粘附至少一层保温层，当保温层为一层时，保温层为熔盐或熔盐与保温材料的复合体；当保温层为多层时，最内层为熔盐层；所述熔体区、阴极区、保温区、炉底板和钢棒部位保温层中熔盐的熔点比各部位最高允许温度低5-10℃。

2.如权利要求1所述的一种降低铝电解槽阴极区散热的方法，其特征在于：所述熔体区、阴极区、保温区、炉底板和钢棒部位的保温层中熔盐熔点分别为380±10℃、360±10℃、330±10℃、185±10℃和310±10℃。

3.如权利要求2所述的一种降低铝电解槽阴极区散热的方法，其特征在于：所述熔盐包括碳酸钠、碳酸锂、碳酸钾、碳酸镁、碳酸锰、硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠中的一种或几种。

4.如权利要求3所述的一种降低铝电解槽阴极区散热的方法，其特征在于：所述铝电解槽阴极区外壁粘附的保温层，除熔盐外，其余保温材料的耐热温度均高于对应位置允许的最高温度。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种降低铝电解槽阴极区散热的方法，其特征在于：铝电解槽外壁粘附的保温层，除熔盐外，其余保温材料为刚性、柔性或无定型材料。

6.如权利要求5所述的一种降低铝电解槽阴极区散热的方法，其特征在于：所述刚性材料为保温砖或保温板；柔性材料为保温棉或保温毡；无定形材料为颗粒或粉状材料。

技术总结本发明公开了一种降低铝电解槽阴极区散热的方法，铝电解槽的外壁包括电解槽熔体区、阴极区、保温区、炉底板和钢棒，在铝电解槽的外壁粘附至少一层保温层，当保温层为一层时，保温层为熔盐或熔盐与保温材料的复合体；当保温层为多层时，最内层为熔盐层；所述熔盐的熔点比铝电解槽外壁的最高允许温度低5‑10℃。在铝电解槽阴极区外壁温度达到允许最高温度范围前，粘附在铝电解槽阴极区外壁的保温层会出现部分或全部熔化脱落现象。在正常状态下对电解槽保温降低电解槽阴极区散热和能耗；在异常状态侧壁温度过高时通过融化脱落增大散热量，避免铝电解槽阴极区外壁钢板温度过高，造成电解槽外壁高温失效的风险，保障电解槽安全生产，延长其使用寿命。技术研发人员：陈荣,侯光辉,张阳,李昌林,张向珍,王俊青,王世涛,方斌,姚峰,王俊伟,陈耀山,韩莉,巨建龙,汪红增,赵鑫,任广义,孙富有,苏江妍受保护的技术使用者：中国铝业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18