CN108914162A - 一种氧化铝加料量控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧化铝加料量控制方法及系统。该方法应用于提取金属铝的电解槽中；该方法包括：当获取到阳极更换开始信号时，确定电解槽中的换极操作区域；当获取到阳极更换结束信号时，控制换极操作区域对应的加料口改变换极操作区域内加入的氧化铝加料量；判断换极操作区域是否为端部区域；若是，则控制第一邻近区域对应的加料口改变第一邻近区域内加入的氧化铝加料量和控制第二邻近区域对应的加料口改变第二邻近区域内加入的氧化铝加料量；若否，则控制第三邻近区域的对应的加料口改变在第三邻近区域内加入的氧化铝加料量。本发明能够使电解槽中各区域的氧化铝的浓度趋于均衡，提高电流效率，降低产品成本，减少全氟化碳温室气体的排放量。

Description

一种氧化铝加料量控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电解提取金属铝技术领域，特别是涉及一种氧化铝加料量控制方法及系统。

背景技术

近20年来，基于数值计算的三场设计改善了铝液和电解质的波动水平、热平衡。低电压电解技术释放了巨大的节能空间，电解槽大型化提升了投资回报率，600kA级电解槽实现系列化生产应用。

随着电解槽的容量大幅增加，电解槽尺寸增大，阳极数量增加。当前最大电解槽阳极数量接近60根，而电解槽控制系统仍然根据系列电流与槽电压信号推算电解质伪电阻变化，对氧化铝加料、热平衡和槽稳定性进行控制。电解槽空间增大稀释了电阻控制信号，单根或数根阳极的电流变化在槽电压信号上不能辨识出来。

在电解槽中，每根阳极上阳极电流的大小直接决定了该阳极区域参与反应的氧化铝量，也就是消耗的氧化铝量。当前的氧化铝加料是对全槽所有加料点统一进行控制，即在相同的时间间隔进行等量的正常、过量、欠量加料操作。而由于铝电解碳素阳极为消耗性阳极，其工作周期为30天左右，一般每天都有两根阳极需要更换。每天的换极操作，新的阳极代替旧阳极加入到电解槽中，其温度由常温缓慢升高到电解温度，由此导致的新阳极表面形成绝缘的电解质层、电解质层升温熔化、新阳极导电性逐步改善、邻近区域的电解液温度降低等众多因素，换极操作使得以氧化铝加料点为中心的区域的阳极电流区域分布发生了较大的变化，也就是区域的氧化铝消耗量发生了较大变化。可见，在统一的加料制度下，换极操作导致一部分区域氧化铝富余(新换极区域)，一部分区域却缺少，电解槽始终处于一种区域偏差的亚健康状态，严重情况下，导致底部沉淀形成、局部效应甚至整槽效应的发生，降低电流效率。

发明内容

基于此，有必要提供一种氧化铝加料量控制方法及系统，根据换极引起的区域电流减少或增加控制氧化铝的加料量，使电解槽中各区域的氧化铝的浓度趋于均衡，减少因换极操作引起的阳极效应或局部效应发生次数，提高电流效率，降低产品成本，减少全氟化碳温室气体的排放量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种氧化铝加料量控制方法，所述方法应用于提取金属铝的电解槽中；所述电解槽中放置有电解液，所述电解槽包括多个区域，每个所述区域对应一个加料口，且每个所述区域内设置的阳极的数量相等；在不发生阳极更换操作时，每个所述加料口按照预设加料规则进行加料；所述预设加料规则为每个所述加料口每间隔第一预设时间段在对应的区域内同时加入预设量为θ的氧化铝；

所述方法包括：

当获取到阳极更换开始信号时，确定所述电解槽中的换极操作区域；所述换极操作区域为所述区域内阳极进行更换操作的区域；

当获取到阳极更换结束信号时，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述换极操作区域对应的加料口改变所述换极操作区域内加入的氧化铝加料量；

判断所述换极操作区域是否为端部区域；所述端部区域为所述电解槽中只存在一侧相邻区域的区域；

若所述换极操作区域为端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值、第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述第一邻近区域对应的加料口改变所述第一邻近区域内加入的氧化铝加料量和控制第二邻近区域对应的加料口改变所述第二邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻；

若所述换极操作区域不是端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制第三邻近区域对应的加料口改变在所述第三邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的两个区域。

可选的，在获取到阳极更换开始信号之后，且在获取到阳极更换结束信号之前，还包括：

控制所述换极操作区域对应的加料口每间隔所述第一预设时间段在所述换极操作区域内加入第一加料量的氧化铝；所述第一加料量其中a表示所述换极操作区域内未进行更换的阳极个数，b表示所述换极操作区域内的阳极总数。

可选的，所述当获取到阳极更换结束信号时，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述换极操作区域对应的加料口改变所述换极操作区域内加入的氧化铝加料量，具体包括：

当获取到阳极更换结束信号时，控制所述换极操作区域对应的加料口在所述换极操作区域内加入第二加料量的氧化铝；所述第二加料量n＝θ-c·θ，其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

控制所述换极操作区域对应的加料口在加入所述第二加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第一增量值；所述第一增量值

当所述换极操作区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述换极操作区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

可选的，所述若所述换极操作区域为端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值、第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述第一邻近区域对应的加料口改变所述第一邻近区域内加入的氧化铝加料量和控制第二邻近区域对应的加料口改变所述第二邻近区域内加入的氧化铝加料量，具体包括：

若所述换极操作区域为端部区域，则控制第一邻近区域对应的加料口在所述第一邻近区域内加入第三加料量的氧化铝和第二邻近区域对应的加料口在所述第二邻近区域内加入第四加料量的氧化铝；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第三加料量p＝θ+c·d·θ，其中，I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值，I₂表示第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻；所述第四加料量q＝θ+c·(1-d)·θ；

控制所述第一邻近区域对应的加料口在加入所述第三加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第一减量值和控制所述第二邻近区域对应的加料口在加入所述第四加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第二减量值；所述第一减量值所述第二减量值

当所述第一邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第一邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料；

当所述第二邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第二邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

可选的，所述若所述换极操作区域不是端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制第三邻近区域对应的加料口改变在所述第三邻近区域内加入的氧化铝加料量，具体包括：

若所述换极操作区域不是端部区域，则控制第三邻近区域的对应的加料口在所述第三邻近区域内加入第五加料量的氧化铝；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的区域；所述第五加料量其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

控制所述第三邻近区域对应的加料口在加入所述第五加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第二增量值；所述第二增量值

当所述第三邻近区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述第三邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

本发明还提供了一种氧化铝加料量控制系统，所述系统包括：

换极区域确定模块，用于当获取到阳极更换开始信号时，确定所述电解槽中的换极操作区域；所述换极操作区域为所述区域内阳极进行更换操作的区域；

第一控制模块，用于当获取到阳极更换结束信号时，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述换极操作区域对应的加料口改变所述换极操作区域内加入的氧化铝加料量；

判断模块，用于判断所述换极操作区域是否为端部区域；所述端部区域为所述电解槽中只存在一侧相邻区域的区域；

第二控制模块，用于若所述换极操作区域为端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值、第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述第一邻近区域对应的加料口改变所述第一邻近区域内加入的氧化铝加料量和控制第二邻近区域对应的加料口改变所述第二邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻；

第三控制模块，用于若所述换极操作区域不是端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制第三邻近区域对应的加料口改变在所述第三邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的两个区域。

可选的，所述系统还包括：

更换间控制模块，用于在获取到阳极更换开始信号之后，且在获取到阳极更换结束信号之前，控制所述换极操作区域对应的加料口每间隔所述第一预设时间段在所述换极操作区域内加入第一加料量的氧化铝；所述第一加料量其中a表示所述换极操作区域内未进行更换的阳极个数，b表示所述换极操作区域内的阳极总数。

可选的，所述第一控制模块，具体包括：

第一控制单元，用于当获取到阳极更换结束信号时，控制所述换极操作区域对应的加料口在所述换极操作区域内加入第二加料量的氧化铝；所述第二加料量n＝θ-c·θ，其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

第二控制单元，用于控制所述换极操作区域对应的加料口在加入所述第二加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第一增量值；所述第一增量值

第三控制单元，用于当所述换极操作区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述换极操作区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

可选的，所述第二控制模块，具体包括：

第四控制单元，用于若所述换极操作区域为端部区域，则控制第一邻近区域对应的加料口在所述第一邻近区域内加入第三加料量的氧化铝和第二邻近区域对应的加料口在所述第二邻近区域内加入第四加料量的氧化铝；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第三加料量p＝θ+c·d·θ，其中，I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值，I₂表示第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻；所述第四加料量q＝θ+c·(1-d)·θ；

第五控制单元，用于控制所述第一邻近区域对应的加料口在加入所述第三加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第一减量值和控制所述第二邻近区域对应的加料口在加入所述第四加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第二减量值；所述第一减量值所述第二减量值

第六控制单元，用于当所述第一邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第一邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料；

第七控制单元，用于当所述第二邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第二邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

可选的，所述第三控制模块，具体包括：

第八控制单元，用于若所述换极操作区域不是端部区域，则控制第三邻近区域的对应的加料口在所述第三邻近区域内加入第五加料量的氧化铝；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的区域；所述第五加料量其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

第九控制单元，用于控制所述第三邻近区域对应的加料口在加入所述第五加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第二增量值；所述第二增量值

第十控制单元，用于当所述第三邻近区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述第三邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种氧化铝加料量控制方法及系统，所述方法应用于提取金属铝的电解槽中；电解槽中放置有电解液，电解槽包括多个区域，每个区域对应一个加料口，且每个区域内设置的阳极的数量相等；在不发生阳极更换操作时，每个加料口按照预设加料规则进行加料。所述方法包括：当获取到阳极更换开始信号时，确定电解槽中的换极操作区域；当获取到阳极更换结束信号时，控制换极操作区域对应的加料口改变换极操作区域内加入的氧化铝加料量；判断换极操作区域是否为端部区域；若是，则控制第一邻近区域对应的加料口改变第一邻近区域内加入的氧化铝加料量和控制第二邻近区域对应的加料口改变第二邻近区域内加入的氧化铝加料量；若否，则控制第三邻近区域的对应的加料口改变在第三邻近区域内加入的氧化铝加料量。本发明的方法或系统，根据换极引起的区域电流减少或增加控制氧化铝的加料量，使电解槽中各区域的氧化铝的浓度趋于均衡，减少因换极操作引起的阳极效应或局部效应发生次数，提高电流效率，降低产品成本，减少全氟化碳温室气体的排放量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例电解槽的结构示意图；

图2为本发明实施例氧化铝加料量控制方法的流程图；

图3为本发明实施例氧化铝加料量控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的实施例氧化铝加料量控制方法应用于提取金属铝的电解槽中。图1为电解槽的结构示意图，图1(a)为电解槽的主视图，图1(b)为电解槽的俯视图。参见图1，所述电解槽中放置有电解液铝液，所述电解槽包括多个区域，每个所述区域对应一个加料口1，加料口1位于所述区域的中心位置，且每个所述区域内设置相同数量的阳极2，每个所述阳极2连接一个阳极导杆3，多个阳极导杆3之间通过水平母线4连接。在不发生阳极更换操作时，每个所述加料口按照预设加料规则进行加料；所述预设加料规则为每个所述加料口每间隔第一预设时间段在对应的区域内同时加入预设量为θ的氧化铝。

图2为本发明实施例氧化铝加料量控制方法的流程图。

参见图2，实施例的氧化铝加料量控制方法包括：

步骤S1：当获取到阳极更换开始信号时，确定所述电解槽中的换极操作区域。

所述换极操作区域为所述区域内阳极进行更换操作的区域，即图1(b)中的区域h。

步骤S2：控制所述换极操作区域对应的加料口每间隔所述第一预设时间段在所述换极操作区域内加入第一加料量的氧化铝。

所述第一加料量其中a表示所述换极操作区域内未进行更换的阳极个数，b表示所述换极操作区域内的阳极总数。

步骤S3：当获取到阳极更换结束信号时，则控制所述换极操作区域对应的加料口改变所述换极操作区域内加入的氧化铝加料量。其依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，来控制所述换极操作区域对应的加料口改变所述换极操作区域内加入的氧化铝加料量。

所述步骤S3，具体包括：

当获取到阳极更换结束信号时，控制所述换极操作区域对应的加料口在所述换极操作区域内加入第二加料量的氧化铝；所述第二加料量n＝θ-c·θ，其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

控制所述换极操作区域对应的加料口在加入所述第二加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第一增量值；所述第一增量值

当所述换极操作区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述换极操作区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

步骤S4：判断所述换极操作区域是否为端部区域。

所述端部区域为所述电解槽中只存在一侧相邻区域的区域，即图1(b)中的区域i和区域k。

若所述换极操作区域为端部区域，则执行步骤S5。

步骤S5：控制所述第一邻近区域对应的加料口改变所述第一邻近区域内加入的氧化铝加料量和控制第二邻近区域对应的加料口改变所述第二邻近区域内加入的氧化铝加料量。其依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值、第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述第一邻近区域对应的加料口改变所述第一邻近区域内加入的氧化铝加料量和控制第二邻近区域对应的加料口改变所述第二邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻。

所述步骤S5，具体包括：

若所述换极操作区域为端部区域，则控制第一邻近区域对应的加料口在所述第一邻近区域内加入第三加料量的氧化铝和第二邻近区域对应的加料口在所述第二邻近区域内加入第四加料量的氧化铝；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第三加料量p＝θ+c·d·θ，其中，I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值，I₂表示第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻；所述第四加料量q＝θ+c·(1-d)·θ；

控制所述第一邻近区域对应的加料口在加入所述第三加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第一减量值和控制所述第二邻近区域对应的加料口在加入所述第四加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第二减量值；所述第一减量值所述第二减量值

当所述第一邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第一邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料；

当所述第二邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第二邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

若所述换极操作区域不是端部区域，则执行步骤S6。

步骤S6：控制第三邻近区域对应的加料口改变在所述第三邻近区域内加入的氧化铝加料量。其依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制第三邻近区域对应的加料口改变在所述第三邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的两个区域，即图1(b)中与区域h左右两侧分别相邻的两个区域均为第三邻近区域。

所述步骤S6，具体包括：

若所述换极操作区域不是端部区域，则控制第三邻近区域的对应的加料口在所述第三邻近区域内加入第五加料量的氧化铝；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的区域；所述第五加料量其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

控制所述第三邻近区域对应的加料口在加入所述第五加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第二增量值；所述第二增量值

当所述第三邻近区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述第三邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

下面为本发明提供的一个具体实施例。

该具体实施例为400kA铝电解槽换极操作氧化铝加料量的控制方法。400kA铝电解槽共有48根阳极、6个氧化铝加料口，以加料口为中心分为6个区域，每个区域有8根阳极。换极操作中，一般每个区域每次同时更换两根阳极。在不发生阳极更换操作时，每个所述加料口按照预设加料规则进行加料；所述预设加料规则为每个所述加料口每间隔第一预设时间段(1-3分钟)在对应的区域内同时加入预设量为θ的氧化铝。具体控制方法包括：

1)在换极操作过程(换极时间约为20-40分钟)中，即在获取到阳极更换开始信号之后，且在获取到阳极更换结束信号之前，控制所述换极操作区域对应的加料口每间隔所述第一预设时间段在所述换极操作区域内加入第一加料量的氧化铝；所述第一加料量其中a表示所述换极操作区域内未进行更换的阳极个数，b表示所述换极操作区域内的阳极总数，本实施例中，换极操作区域中阳极更换的个数为2，阳极总数为8，因此，第一加料量

2)当获取到阳极更换结束信号时，控制所述换极操作区域对应的加料口在所述换极操作区域内加入第二加料量的氧化铝；所述第二加料量n＝θ-c·θ，其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；本实施例中，换极操作区域的阳极电流变化值以及其他各区域的阳极电流值均是通过电流测量装置如光纤电流传感器测量得到的，经测量得到c＝0.2，即第二加料量n＝0.8θ。

然后，控制所述换极操作区域对应的加料口在加入所述第二加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段(5小时)增加第一增量值；所述第一增量值s₁＝0.05θ；直到第20个小时，所述换极操作区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，此时控制所述换极操作区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

3)当所换阳极对是电解槽烟道端或者出铝端时，即当所述换极操作区域为端部区域时，控制第一邻近区域对应的加料口在所述第一邻近区域内加入第三加料量的氧化铝和第二邻近区域对应的加料口在所述第二邻近区域内加入第四加料量的氧化铝；所述第三加料量p＝θ+c·d·θ，所述第四加料量q＝θ+c·(1-d)·θ，其中c＝0.2，I₂表示第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值，经测量得到d＝0.6，即p＝1.12θ，q＝1.08θ。

然后，控制所述第一邻近区域对应的加料口在加入所述第三加料量的氧化铝后，每隔5小时减少第一减量值和控制所述第二邻近区域对应的加料口在加入所述第四加料量的氧化铝后，每隔5小时减少第二减量值；所述第一减量值s₂＝0.03θ；所述第二减量值s₃＝0.02θ；直到第20个小时，所述第一邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ，所述第二邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ，则控制所述第一邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料以及控制所述第二邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

4)若所述换极操作区域不是端部区域，即所述换极操作区域为电解槽中部的四个区域时，控制第三邻近区域的对应的加料口在所述第三邻近区域内加入第五加料量的氧化铝；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的区域；所述第五加料量其中c＝0.2，t＝1.1θ。

然后，控制所述第三邻近区域对应的加料口在加入所述第五加料量的氧化铝后，每隔5小时增加第二增量值；所述第二增量值s₄＝0.025θ；直到第20个小时，所述第三邻近区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述第三邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

本实施例的氧化铝加料量控制方法，实现了各区域氧化铝加料量与消耗量的平衡，既避免了可能的个别区域的氧化铝严重欠缺，也减轻了局部区域可能的氧化铝过量形成沉淀，达到各区域氧化铝浓度的均衡，能够提高电流效率1％以上，大大减少了局部效应和阳极效应的发生频率。

本发明还提供了一种氧化铝加料量控制系统，图3为本发明实施例氧化铝加料量控制系统的结构示意图。

参见图3，实施例的氧化铝加料量控制系统包括：

换极区域确定模块301，用于当获取到阳极更换开始信号时，确定所述电解槽中的换极操作区域；所述换极操作区域为所述区域内阳极进行更换操作的区域。

更换间控制模块302，用于在获取到阳极更换开始信号之后，且在获取到阳极更换结束信号之前，控制所述换极操作区域对应的加料口每间隔所述第一预设时间段在所述换极操作区域内加入第一加料量的氧化铝；所述第一加料量其中a表示所述换极操作区域内未进行更换的阳极个数，b表示所述换极操作区域内的阳极总数。

第一控制模块303，用于当获取到阳极更换结束信号时，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述换极操作区域对应的加料口改变所述换极操作区域内加入的氧化铝加料量。

所述第一控制模块303，具体包括：

第一控制单元，用于当获取到阳极更换结束信号时，控制所述换极操作区域对应的加料口在所述换极操作区域内加入第二加料量的氧化铝；所述第二加料量n＝θ-c·θ，其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

第二控制单元，用于控制所述换极操作区域对应的加料口在加入所述第二加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第一增量值；所述第一增量值

第三控制单元，用于当所述换极操作区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述换极操作区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

判断模块304，用于判断所述换极操作区域是否为端部区域；所述端部区域为所述电解槽中只存在一侧相邻区域的区域。

第二控制模块305，用于若所述换极操作区域为端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值、第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述第一邻近区域对应的加料口改变所述第一邻近区域内加入的氧化铝加料量和控制第二邻近区域对应的加料口改变所述第二邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻。

所述第二控制模块305，具体包括：

第四控制单元，用于若所述换极操作区域为端部区域，则控制第一邻近区域对应的加料口在所述第一邻近区域内加入第三加料量的氧化铝和第二邻近区域对应的加料口在所述第二邻近区域内加入第四加料量的氧化铝；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第三加料量p＝θ+c·d·θ，其中，I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值，I₂表示第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻；所述第四加料量q＝θ+c·(1-d)·θ；

第五控制单元，用于控制所述第一邻近区域对应的加料口在加入所述第三加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第一减量值和控制所述第二邻近区域对应的加料口在加入所述第四加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第二减量值；所述第一减量值所述第二减量值

第六控制单元，用于当所述第一邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第一邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料；

第七控制单元，用于当所述第二邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第二邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

第三控制模块306，用于若所述换极操作区域不是端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制第三邻近区域对应的加料口改变在所述第三邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的两个区域。

所述第三控制模块306，具体包括：

第八控制单元，用于若所述换极操作区域不是端部区域，则控制第三邻近区域的对应的加料口在所述第三邻近区域内加入第五加料量的氧化铝；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的区域；所述第五加料量其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

第九控制单元，用于控制所述第三邻近区域对应的加料口在加入所述第五加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第二增量值；所述第二增量值

第十控制单元，用于当所述第三邻近区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述第三邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

本实施例中的氧化铝加料量控制系统，根据换极引起的区域电流减少或增加控制氧化铝的加料量，使电解槽中各区域的氧化铝的浓度趋于均衡，减少因换极操作引起的阳极效应或局部效应发生次数，提高电流效率，降低产品成本，减少全氟化碳温室气体的排放量。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种氧化铝加料量控制方法，其特征在于，所述方法应用于提取金属铝的电解槽中；所述电解槽中放置有电解液，所述电解槽包括多个区域，每个所述区域对应一个加料口，且每个所述区域内设置的阳极的数量相等；在不发生阳极更换操作时，每个所述加料口按照预设加料规则进行加料；所述预设加料规则为每个所述加料口每间隔第一预设时间段在对应的区域内同时加入预设量为θ的氧化铝；

所述方法包括：

当获取到阳极更换开始信号时，确定所述电解槽中的换极操作区域；所述换极操作区域为所述区域内阳极进行更换操作的区域；

当获取到阳极更换结束信号时，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述换极操作区域对应的加料口改变所述换极操作区域内加入的氧化铝加料量；

判断所述换极操作区域是否为端部区域；所述端部区域为所述电解槽中只存在一侧相邻区域的区域；

若所述换极操作区域为端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值、第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述第一邻近区域对应的加料口改变所述第一邻近区域内加入的氧化铝加料量和控制第二邻近区域对应的加料口改变所述第二邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻；

若所述换极操作区域不是端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制第三邻近区域对应的加料口改变在所述第三邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的两个区域。

2.根据权利要求1所述的一种氧化铝加料量控制方法，其特征在于，在获取到阳极更换开始信号之后，且在获取到阳极更换结束信号之前，还包括：

控制所述换极操作区域对应的加料口每间隔所述第一预设时间段在所述换极操作区域内加入第一加料量的氧化铝；所述第一加料量其中a表示所述换极操作区域内未进行更换的阳极个数，b表示所述换极操作区域内的阳极总数。

3.根据权利要求1所述的一种氧化铝加料量控制方法，其特征在于，所述当获取到阳极更换结束信号时，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述换极操作区域对应的加料口改变所述换极操作区域内加入的氧化铝加料量，具体包括：

当获取到阳极更换结束信号时，控制所述换极操作区域对应的加料口在所述换极操作区域内加入第二加料量的氧化铝；所述第二加料量n＝θ-c·θ，其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

控制所述换极操作区域对应的加料口在加入所述第二加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第一增量值；所述第一增量值

当所述换极操作区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述换极操作区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

4.根据权利要求1所述的一种氧化铝加料量控制方法，其特征在于，所述若所述换极操作区域为端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值、第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述第一邻近区域对应的加料口改变所述第一邻近区域内加入的氧化铝加料量和控制第二邻近区域对应的加料口改变所述第二邻近区域内加入的氧化铝加料量，具体包括：

若所述换极操作区域为端部区域，则控制第一邻近区域对应的加料口在所述第一邻近区域内加入第三加料量的氧化铝和第二邻近区域对应的加料口在所述第二邻近区域内加入第四加料量的氧化铝；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第三加料量p＝θ+c·d·θ，其中，I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值，I₂表示第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻；所述第四加料量q＝θ+c·(1-d)·θ；

控制所述第一邻近区域对应的加料口在加入所述第三加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第一减量值和控制所述第二邻近区域对应的加料口在加入所述第四加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第二减量值；所述第一减量值所述第二减量值

当所述第一邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第一邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料；

当所述第二邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第二邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

5.根据权利要求1所述的一种氧化铝加料量控制方法，其特征在于，所述若所述换极操作区域不是端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制第三邻近区域对应的加料口改变在所述第三邻近区域内加入的氧化铝加料量，具体包括：

若所述换极操作区域不是端部区域，则控制第三邻近区域的对应的加料口在所述第三邻近区域内加入第五加料量的氧化铝；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的区域；所述第五加料量其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

控制所述第三邻近区域对应的加料口在加入所述第五加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第二增量值；所述第二增量值

当所述第三邻近区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述第三邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

6.一种氧化铝加料量控制系统，其特征在于，所述系统包括：

换极区域确定模块，用于当获取到阳极更换开始信号时，确定所述电解槽中的换极操作区域；所述换极操作区域为所述区域内阳极进行更换操作的区域；

第一控制模块，用于当获取到阳极更换结束信号时，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述换极操作区域对应的加料口改变所述换极操作区域内加入的氧化铝加料量；

判断模块，用于判断所述换极操作区域是否为端部区域；所述端部区域为所述电解槽中只存在一侧相邻区域的区域；

第二控制模块，用于若所述换极操作区域为端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值、第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制所述第一邻近区域对应的加料口改变所述第一邻近区域内加入的氧化铝加料量和控制第二邻近区域对应的加料口改变所述第二邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻；

第三控制模块，用于若所述换极操作区域不是端部区域，则依据所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值以及所有所述区域的阳极电流值的平均值，控制第三邻近区域对应的加料口改变在所述第三邻近区域内加入的氧化铝加料量；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的两个区域。

7.根据权利要求6所述的一种氧化铝加料量控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

更换间控制模块，用于在获取到阳极更换开始信号之后，且在获取到阳极更换结束信号之前，控制所述换极操作区域对应的加料口每间隔所述第一预设时间段在所述换极操作区域内加入第一加料量的氧化铝；所述第一加料量其中a表示所述换极操作区域内未进行更换的阳极个数，b表示所述换极操作区域内的阳极总数。

8.根据权利要求6所述的一种氧化铝加料量控制系统，其特征在于，所述第一控制模块，具体包括：

第一控制单元，用于当获取到阳极更换结束信号时，控制所述换极操作区域对应的加料口在所述换极操作区域内加入第二加料量的氧化铝；所述第二加料量n＝θ-c·θ，其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

第二控制单元，用于控制所述换极操作区域对应的加料口在加入所述第二加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第一增量值；所述第一增量值

第三控制单元，用于当所述换极操作区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述换极操作区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

9.根据权利要求6所述的一种氧化铝加料量控制系统，其特征在于，所述第二控制模块，具体包括：

第四控制单元，用于若所述换极操作区域为端部区域，则控制第一邻近区域对应的加料口在所述第一邻近区域内加入第三加料量的氧化铝和第二邻近区域对应的加料口在所述第二邻近区域内加入第四加料量的氧化铝；所述第一邻近区域的一侧与所述换极操作区域相邻；所述第三加料量p＝θ+c·d·θ，其中，I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值，I₂表示第一邻近区域在换极操作时的阳极电流变化值；所述第二邻近区域与所述第一邻近区域的另一侧相邻；所述第四加料量q＝θ+c·(1-d)·θ；

第五控制单元，用于控制所述第一邻近区域对应的加料口在加入所述第三加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第一减量值和控制所述第二邻近区域对应的加料口在加入所述第四加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段减少第二减量值；所述第一减量值所述第二减量值

第六控制单元，用于当所述第一邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第一邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料；

第七控制单元，用于当所述第二邻近区域的氧化铝减少至所述预设量θ时，则控制所述第二邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。

10.根据权利要求6所述的一种氧化铝加料量控制系统，其特征在于，所述第三控制模块，具体包括：

第八控制单元，用于若所述换极操作区域不是端部区域，则控制第三邻近区域的对应的加料口在所述第三邻近区域内加入第五加料量的氧化铝；所述第三邻近区域为与所述换极操作区域的两侧分别相邻的区域；所述第五加料量其中I₁表示所述换极操作区域在换极操作时的阳极电流变化值，I表示在换极操作时所有所述区域的阳极电流值的平均值；

第九控制单元，用于控制所述第三邻近区域对应的加料口在加入所述第五加料量的氧化铝后，每隔第二预设时间段增加第二增量值；所述第二增量值

第十控制单元，用于当所述第三邻近区域的氧化铝增加至所述预设量θ时，则控制所述第三邻近区域对应的加料口按照所述预设加料规则进行加料。