CN104342720B - 一种特大型连续生产节能环保铝电解槽 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特大型连续生产节能环保铝电解槽，尤其涉及一种电流强度>400kA的电解槽。它主要由槽壳(9)、电解槽内衬(4)和上部结构(10)构成，上部结构(10)设有新型连续自动焙烧阳极(1)，阳极(1)内设有阳极网状导电系统(2)，上部结构(10)还设有常规氧化铝下料系统(6)、阳极横梁母线(5)及阳极糊自动下料与密封装置(3)，可实现特大型铝电解槽连续节能生产。此种电解槽可根据实际槽型设定阳极数目及阳极导电网络的配置，一方面实现阳极内电流的优化配置，另一方面可实现特大型铝电解槽的连续节能生产，此外，通过对自动焙烧阳极及下料管道的密封，可实现清洁生产，且电解槽内衬、母线结构等无需任何改变，易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及一生中铝电解槽，特别是涉及一种特大型连续生产节能环保铝电解槽。
背景技术
传统霍尔-埃鲁特法(Hall-Héroult)铝电解工艺一直是工业炼铝的唯一方法，铝电解槽则其核心设备。整体而言，铝电解槽的结构发展经历小型自焙槽、小型预焙槽、大型预焙槽和特大型预焙槽的历程，传统自焙槽由于环保等原因，在工业界已被全部淘汰，当前主流电解槽皆为大型或特大型预焙铝电解槽。但由于预焙铝电解槽的阳极为非连续生产，平均每台铝电解槽每天都有阳极更换的人工作业，这将给铝电解的正常生产带来较大的影响，尤其是当前铝电解行业为追求低能耗而执行的低电压工艺，导致电解槽的物料平衡、热平衡与磁流体稳定性皆处于高度敏感的临界区域，故每次阳极更换皆会给电解槽带来长时间的非正常生产周期，这一方面让电解槽的能耗得不到有效降低，另一方面也会对槽寿命产生一定的影响。
由此可见，作为铝电解的“心脏”，阳极直接影响着电解槽的稳定运行与能耗。现行铝电解的预焙阳极为一个非连续的过程，当电解槽槽型变得越来越大、极距变得越来越低时，预焙阳极的弊端便愈显突出：首先，预焙阳极需要专门的阳极生产车间来进行阳极生产，且需要经过一系列复杂流程，因此预焙铝电解槽的综合能耗(含炭素阳极生产的能耗)显然要比自焙槽高；其次，预焙阳极的频繁更换会不断破坏电解槽的稳定性，让电解槽处于非正常的生产之中，如此反复的在正常与非正常状态间的更替，会导致电解槽能耗难以根本性降低。因此，当前预焙阳极铝电解槽不利于铝电解的稳定生产与深度综合节能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能实现节能化连续生产、实现电解槽在低极距下稳定运行的特大型连续生产节能环保铝电解槽。
为了解决上述技术问题，本发明提供的特大型连续生产节能环保铝电解槽，包括槽壳、电解槽内衬和上部结构，电解槽内至少设有4块连续自动焙烧阳极，每组所述的连续自动焙烧阳极内设有阳极网状导电系统，所述的阳极网状导电系统由网状钢质导电棒和与所述的网状钢质导电棒连接的铝导杆组成，所述的上部结构还设有氧化铝下料系统、阳极横梁母线及密闭阳极糊自动下料管道，所述的铝导杆与所述的阳极横梁母线电连接。
所述的网状钢质导电棒与所述的铝导杆通过爆炸焊连接。
所述的网状钢质导电棒的截面为圆形或矩形。
所述的铝导杆大小与现行阳极铝导杆一样或根据阳极电流大小加粗。
所述的密闭阳极糊自动下料管道与所述的连续自动焙烧阳极之间通过分流管和密封罩实现全密封。
所述的密闭阳极糊自动下料管道内阳极糊通过螺纹输送方式下料。
所述的连续自动焙烧阳极的宽度与现行阳极一样，或为现行阳极宽度3倍～10倍，长度根据槽型自适应设计。
所述的连续自动焙烧阳极的外部为金属阳极框架。
所述的连续自动焙烧阳极在电解槽内布置平分为两列，每列设置若干单独的所述的连续自动焙烧阳极。
采用上述技术方案的特大型连续生产节能环保铝电解槽，其思路与现行预焙铝电解槽及传统小型自焙铝电解槽存在根本性差异。首先，相比传统预焙铝电解槽，尽管本发明的电解槽内衬结构、母线及上部下料系统可整体保持不变，但通过使用若干新型连续自动焙烧的阳极，同时在阳极内装配网状导电系统的阳极导杆及在电解槽上部增加密闭阳极糊自动下料管道，可实现特大型铝电解槽连续节能生产。其次，相比传统小型自焙槽，本发明的铝电解槽为若干新型连续自我焙烧的阳极组成，因此阳极的维护更加方便(可从电解槽内完全取出，并替换以新极)；不同于传统自焙槽只用阳极棒，本发明提供阳极导电网络，让阳极电流更加均匀，且通过在阳极顶部添加密封的阳极糊加料系统，将使得电解槽运行更加环保，从而完全避免了传统小型自焙槽的关键弊端。因此，采用本发明提供电解槽既可以避免当前大型预焙铝电解槽的间断生产及阳极制备能耗较高的缺陷，又可以克服小型自焙电解槽的污染大、自动化程度低的弊端，可为下一代铝电解槽的发展方向。电解槽的下料系统、母线系统及内衬与现行槽一样。
本发明与现有电解槽结构相比具备如下优点：
(1)应用本发明的电解槽可以实现铝电解连续高效生产。通过配置阳极糊自动下料系统、若干阳极糊分布于电解槽内可以实现电解槽全自动连续生产，则电解槽可以长期稳定在较低的极距下进行，槽电压可以大幅降低，实现铝电解能耗的根本性突破。
(2)应用本发明的电解槽可以实现铝电解的清洁生产。由于本发明自焙阳极与阳极糊下料系统为全密闭体系，完全可以对自焙阳极生产过程的各种废气与粉尘进行集中处理。
(3)应用本发明的电解槽可以实现自焙阳极的快速、高效维护。由于电解槽装配有若干新型连续自我焙烧的阳极，因此阳极出现问题是，可快速将其从电解槽内完全取出，并替换以新极，从而让阳极的维护更加方便。
综上所述，本发明是一种能实现铝电解清洁、连续与高效生产，能为铝电解的深度节能与环保提供保障的特大型连续生产节能环保铝电解槽。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图2是本发明的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围不受实施例所限。
如图1和图2所示，电流强度在400kA以上，特大型连续生产节能环保铝电解槽，包括槽壳9、电解槽内衬4和上部结构10，电解槽内至少设有4块连续自动焙烧阳极1，每组连续自动焙烧阳极1内设有阳极网状导电系统2，阳极网状导电系统2由网状钢质导电棒7和与网状钢质导电棒7通过爆炸焊连接的铝导杆8组成，网状钢质导电棒7的截面为圆形或矩形。上部结构10还设有氧化铝下料系统6、阳极横梁母线5及密闭阳极糊自动下料管道3，铝导杆8与阳极横梁母线5电连接。
铝导杆8大小与现行阳极铝导杆一样或根据阳极电流大小加粗。
密闭阳极糊自动下料管道3与连续自动焙烧阳极1之间通过分流管12和密封罩11实现全密封。
密闭阳极糊自动下料管道3内阳极糊通过螺纹输送方式下料。
连续自动焙烧阳极1的宽度与现行阳极一样，或为现行阳极宽度3倍～10倍，长度根据槽型自适应设计。
连续自动焙烧阳极1的外部为金属阳极框架。
连续自动焙烧阳极1在电解槽内布置平分为两列，每列设置若干单独的所述的连续自动焙烧阳极1。
连续自动焙烧阳极1的数量可以根据电流强度、上部支撑材料选取等因素合理确定；连续自动焙烧阳极1在电解槽内布置平分为两列，每列设置若干单独块连续自动焙烧阳极1，两列连续自动焙烧阳极1中间区域设置6个下料点，此为公知技术不做详细叙述；密闭阳极糊自动下料管道3通过分流管12和每块连续自动焙烧阳极1连接，再汇合至电解槽端部，在密闭阳极糊自动下料管道3内通过螺纹输送，实现阳极糊的自动、密闭与环保下料；该特大型电解槽可实现连续阳极生产，消除了阳极更换对电解槽的不良影响，提高了电解槽的产能并降低能耗。
Claims (9)
1.一种特大型连续生产节能环保铝电解槽，包括槽壳(9)、电解槽内衬(4)和上部结构(10)，电解槽内至少设有4块连续自动焙烧阳极(1)，每组所述的连续自动焙烧阳极(1)内设有阳极网状导电系统(2)，所述的阳极网状导电系统(2)由网状钢质导电棒(7)和与所述的网状钢质导电棒(7)连接的铝导杆(8)组成，所述的上部结构(10)还设有氧化铝下料系统(6)、阳极横梁母线(5)及密闭阳极糊自动下料管道(3)，所述的铝导杆(8)与所述的阳极横梁母线(5)电连接；其特征是：所述的密闭阳极糊自动下料管道(3)与所述的连续自动焙烧阳极(1)之间通过分流管(12)和密封罩(11)实现全密封。
2.根据权利要求1所述的特大型连续生产节能环保铝电解槽，其特征是：所述的网状钢质导电棒(7)与所述的铝导杆(8)通过爆炸焊连接。
3.根据权利要求1或2所述的特大型连续生产节能环保铝电解槽，其特征是：所述的网状钢质导电棒(7)的截面为圆形或矩形。
4.根据权利要求1或2所述的特大型连续生产节能环保铝电解槽，其特征是：所述的铝导杆(8)大小与现行阳极铝导杆一样或根据阳极电流大小加粗。
5.根据权利要求1或2所述的特大型连续生产节能环保铝电解槽，其特征是：所述的密闭阳极糊自动下料管道(3)内阳极糊通过螺纹输送方式下料。
6.根据权利要求1或2所述的特大型连续生产节能环保铝电解槽，其特征是：所述的连续自动焙烧阳极(1)的宽度与现行阳极一样，或为现行阳极宽度3倍～10倍，长度根据槽型自适应设计。
7.根据权利要求1或2所述的特大型连续生产节能环保铝电解槽，其特征是：所述的连续自动焙烧阳极(1)的外部为金属阳极框架。
8.根据权利要求1或2所述的特大型连续生产节能环保铝电解槽，其特征是：所述的连续自动焙烧阳极(1)在电解槽内布置平分为两列，每列设置若干单独的所述的连续自动焙烧阳极(1)。
9.根据权利要求3所述的特大型连续生产节能环保铝电解槽，其特征是：所述的连续自动焙烧阳极(1)在电解槽内布置平分为两列，每列设置若干单独的所述的连续自动焙烧阳极(1)。
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