电解铝生产系统的制作方法

本发明涉及电解铝生产，具体而言，涉及一种电解铝生产系统。

背景技术：

1、通常采用熔盐电解的方法生产铝，具体过程如下：铝电解槽中设置有电解质即熔融盐(熔盐是熔融状态的盐类，其中主要是卤化物)，将氧化铝放入电解质即熔融盐中，然后向铝电解槽中通入直流电，使得氧化铝在阳极处被氧化成铝阳离子(al3+)，铝阳离子(al3+)在阴极上还原成铝金属，并沉积在阴极处。由于铝的需求量较大，需要向铝电解槽中通入大量电流，采用火力发电的方式向铝电解槽供电会产生大量的二氧化碳，污染环境，因此大多选用新能源发电的方式向铝电解槽供电。

2、然而，新能源供电主要包括风力发电、太阳能发电等，由于其发电量或者发电效率受地理位置、环境、天气等因素的影响较大，新能源供电电源向铝电解槽提供的电流是不稳定的，导致流入铝电解槽的电流忽大忽小，导致铝电解槽运行不稳定，进而导致铝电解槽生产铝的效率下降。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种电解铝生产系统，以解决现有技术中的铝电解槽的运行不稳定导致的铝电解池生产铝的效率下降的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种电解铝生产系统，包括：铝电解槽装置；分流件，分流件用于与外部电源电连接，分流件具有至少两个连接端，至少两个连接端中的一个连接端与铝电解槽装置电连接；蓄电装置，至少两个连接端中的另一个连接端与蓄电装置电连接，蓄电装置具有充电状态和放电状态，其中，在蓄电装置处于充电状态时，电流由分流件流入蓄电装置；在蓄电装置处于放电状态时，电流由蓄电装置流入分流件后流入铝电解槽装置；检测件，设置在铝电解槽装置和分流件之间，以对流入铝电解槽装置的电流量进行检测，以根据检测件的检测结果控制蓄电装置在放电状态和充电状态之间切换。

3、进一步地，蓄电装置包括电池单元、正极电流总线和负极电流总线，电池单元设置在正极电流总线和负极电流总线之间，正极电流总线与分流件的连接端电连接，电池单元中的电流流向具有由正极电流总线至负极电流总线的第一流向，以及由负极电流总线至正极电流总线的第二流向，电池单元的电流流向可切换地设置，以在电池单元的电流流向切换至第一流向时，蓄电装置由放电状态切换至充电状态。

4、进一步地，电池单元还包括电池单体、充电线路和放电线路，充电线路和放电线路的第一端均与正极电流总线电连接，充电线路和放电线路的第二端均与电池单体的一端电连接，电池单体的另一端与负极电流总线电连接，充电线路和放电线路中的电流流向相反，充电线路和放电线路均可通断地设置，以在充电线路处于连通状态，且放电线路处于断开状态时，电池单元的电流流向由第二流向切换至第一流向。

5、进一步地，电池单元还包括控制器和两个控制开关，两个控制开关分别设置在充电线路和放电线路上，两个控制开关均与控制器通讯连接，检测件与控制器通讯连接，以使控制器根据检测件的检测结果控制充电线路和放电线路的通断。

6、进一步地，电池单元包括保温管和电池壳体，电池单体包括正极极棒、负极极棒和电解质熔液，正极极棒、负极极棒和电解质熔液均设置在电池壳体内，保温管环绕电池壳体设置，以对电解质熔液进行保温。

7、进一步地，铝电解槽装置包括槽体和导热组件，导热组件包括导热件，导热件的一端与槽体相连通，导热件的另一端与蓄电装置的保温管的进口相连通。

8、进一步地，导热组件包括换热件，换热件设置在槽体的侧壁，换热件的进口用于通入气体，换热件的出口与保温管的进口相连通，以使被槽体加热的气体流入保温管。

9、进一步地，导热组件还包括第一导热管、第二导热管和第三导热管，第一导热管的两端分别与导热件和第三导热管相连通，第二导热管的两端分别与换热件和第三导热管相连通，第三导热管还与保温管相连通。

10、进一步地，导热组件还包括温度检测件、压力检测件和阀门，阀门设置在保温管上，温度检测件和压力检测件设置在保温管的出口处，以对保温管内的气体进行检测，温度检测件和压力检测件均与阀门通讯连接，以使阀门根据温度检测件和压力检测件的检测结果，控制保温管的通断。

11、进一步地，铝电解槽装置还包括依次电连接的第一连接线、阳极横梁母线、阳极导杆、熔盐电解质、铝液、阴极钢棒和阴极母线，第一连接线与分流件的连接端连接，以使从第一连接线流入的电流依次流经阳极横梁母线、阳极导杆、熔盐电解质、铝液和阴极钢棒以完成电解之后，从阴极母线流出。

12、应用本发明的技术方案，电解铝生产系统包括铝电解槽装置、分流件、蓄电装置和检测件，通过将分流件的至少两个连接端分别与铝电解槽装置和蓄电装置电连接，使得当新能源供电电源增大时，检测件检测到流入铝电解槽装置的电流量超过预设电流量，蓄电装置切换至充电状态，从新能源供电电源流入的部分电流经由分流件流入蓄电装置，避免流入铝电解槽装置的电流量过大；使得当新能源供电电源减小时，检测件检测到流入铝电解槽装置的电流量小于预设电流量，蓄电装置切换至放电状态，从新能源供电电源流入的电流全部经由分流件流入铝电解槽装置，同时蓄电装置中的电流经由分流件进入铝电解槽装置，以保证铝电解槽装置的中的电流达到预设电流量。通过分流件对从新能源供电电源流入的电流进行分流，通过检测件检测流入铝电解槽装置的电流量，以控制蓄电装置在充电状态和放电状态之间灵活切换，使得流入铝电解槽装置的电流量总是等于预设电流量，进而有效避免新能源供电电源忽大忽小导致流入铝电解槽装置的电流量忽大忽小，从而解决了现有技术中的铝电解池的运行不稳定导致的铝电解池生产铝的效率下降的问题，保证了铝电解槽装置的稳定、高效运行。

技术特征：

1.一种电解铝生产系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电解铝生产系统，其特征在于，所述蓄电装置(2)包括电池单元(21)、正极电流总线(22)和负极电流总线(23)，所述电池单元(21)设置在所述正极电流总线(22)和所述负极电流总线(23)之间，所述正极电流总线(22)与所述分流件(10)的连接端电连接，所述电池单元(21)中的电流流向具有由所述正极电流总线(22)至所述负极电流总线(23)的第一流向，以及由所述负极电流总线(23)至所述正极电流总线(22)的第二流向，所述电池单元(21)的电流流向可切换地设置，以在所述电池单元(21)的电流流向切换至所述第一流向时，所述蓄电装置(2)由所述放电状态切换至所述充电状态。

3.根据权利要求2所述的电解铝生产系统，其特征在于，所述电池单元(21)包括电池单体(24)、充电线路(25)和放电线路(26)，所述充电线路(25)和所述放电线路(26)的第一端均与所述正极电流总线(22)电连接，所述充电线路(25)和所述放电线路(26)的第二端均与所述电池单体(24)的一端电连接，所述电池单体(24)的另一端与所述负极电流总线(23)电连接，所述充电线路(25)和所述放电线路(26)中的电流流向相反，所述充电线路(25)和所述放电线路(26)均可通断地设置，以在所述充电线路(25)处于连通状态，且所述放电线路(26)处于断开状态时，所述电池单元(21)的电流流向由所述第二流向切换至所述第一流向。

4.根据权利要求3所述的电解铝生产系统，其特征在于，所述电池单元(21)还包括控制器和两个控制开关(27)，两个所述控制开关(27)分别设置在所述充电线路(25)和所述放电线路(26)上，两个所述控制开关(27)均与所述控制器通讯连接，所述检测件与所述控制器通讯连接，以使所述控制器根据所述检测件的检测结果控制所述充电线路(25)和所述放电线路(26)的通断。

5.根据权利要求3所述的电解铝生产系统，其特征在于，所述电池单元(21)还包括保温管(28)和电池壳体(29)，所述电池单体(24)包括正极极棒(210)、负极极棒(211)和电解质熔液(212)，所述正极极棒(210)、所述负极极棒(211)和所述电解质熔液(212)均设置在所述电池壳体(29)内，所述保温管(28)环绕所述电池壳体(29)设置，以对所述电解质熔液(212)进行保温。

6.根据权利要求1所述的电解铝生产系统，其特征在于，所述铝电解槽装置(1)包括槽体(11)和导热组件，所述导热组件包括导热件(13)，所述导热件(13)的一端与所述槽体(11)相连通，所述导热件(13)的另一端与所述蓄电装置(2)的保温管(28)的进口相连通。

7.根据权利要求6所述的电解铝生产系统，其特征在于，所述导热组件包括换热件(14)，所述换热件(14)设置在所述槽体(11)的侧壁，所述换热件(14)的进口用于通入气体，所述换热件(14)的出口与所述保温管(28)的进口相连通，以使被所述槽体(11)加热的气体流入所述保温管(28)。

8.根据权利要求7所述的电解铝生产系统，其特征在于，所述导热组件还包括第一导热管(15)、第二导热管(16)和第三导热管(17)，所述第一导热管(15)的两端分别与所述导热件(13)和所述第三导热管(17)相连通，所述第二导热管(16)的两端分别与所述换热件(14)和所述第三导热管(17)相连通，所述第三导热管(17)还与所述保温管(28)相连通。

9.根据权利要求7所述的电解铝生产系统，其特征在于，所述导热组件还包括温度检测件、压力检测件和阀门(40)，所述阀门(40)设置在所述保温管(28)上，所述温度检测件和所述压力检测件设置在所述保温管(28)的出口处，以对所述保温管(28)内的气体进行检测，所述温度检测件和所述压力检测件均与所述阀门(40)通讯连接，以使所述阀门(40)根据所述温度检测件和所述压力检测件的检测结果，控制所述保温管(28)的通断。

10.根据权利要求1所述的电解铝生产系统，其特征在于，所述铝电解槽装置(1)还包括依次电连接的第一连接线(50)、阳极横梁母线(51)、阳极导杆(52)、熔盐电解质(53)、铝液(54)、阴极钢棒(55)和阴极母线(56)，所述第一连接线(50)与所述分流件(10)的连接端连接，以使从所述第一连接线(50)流入的电流依次流经所述阳极横梁母线(51)、所述阳极导杆(52)、所述熔盐电解质(53)、所述铝液(54)和所述阴极钢棒(55)以完成电解之后，从所述阴极母线(56)流出。

技术总结本发明提供的电解铝生产系统，包括：铝电解槽装置；分流件，分流件用于与外部电源电连接，分流件具有至少两个连接端，两个连接端中的一个连接端与铝电解槽装置电连接；蓄电装置，至少两个连接端中的另一个连接端与蓄电装置电连接，蓄电装置具有充电状态和放电状态，其中，在蓄电装置处于充电状态时，电流由分流件流入蓄电装置；在蓄电装置处于放电状态时，电流由蓄电装置流入分流件后流入铝电解槽装置；检测件，设置在铝电解槽装置和分流件之间，以对流入铝电解槽装置的电流量进行检测，以根据检测件的检测结果控制蓄电装置在放电状态和充电状态之间切换。本发明解决了现有技术中的铝电解槽的运行不稳定导致的铝电解槽生产铝的效率下降的问题。技术研发人员：杜善周,黄涌波,韩硕,范培育,徐靓,郭玉龙,毛泽旭,张红亮受保护的技术使用者：神华准格尔能源有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26