NO20141407A1 - Likestrøm shunt forvarmingsstartmetode for en inert elektrode aluminium elektrolysecelle - Google Patents
Likestrøm shunt forvarmingsstartmetode for en inert elektrode aluminium elektrolysecelle Download PDFInfo
- Publication number
- NO20141407A1 NO20141407A1 NO20141407A NO20141407A NO20141407A1 NO 20141407 A1 NO20141407 A1 NO 20141407A1 NO 20141407 A NO20141407 A NO 20141407A NO 20141407 A NO20141407 A NO 20141407A NO 20141407 A1 NO20141407 A1 NO 20141407A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- direct current
- groups
- inert
- shunt elements
- current shunt
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 44
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 61
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 abstract description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005271 boronizing Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/24—Refining
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/16—Electric current supply devices, e.g. bus bars
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/20—Automatic control or regulation of cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Oppfinnelsen beskriver en likestrøm shunt forvarmingsstartmetode for en inert elektrode aluminium elektrolysecelle, innbefattende (1) danne multiple grupper med likestrøm shuntelementer ved bruk av ledere med bestemte resistanseverdier og geometriske størrelser; (2) legge i herden i elektrolysecellen elektriske oppvarmingselementgrupper med samme antall som/et forskjellig antall fra elektrodegruppene; (3) tørking i herden, smelting av elektrolytten og etablere en termisk balanse og en herde innerprofil ved bruk av de elektriske oppvarmingselementgruppene i henhold til en bestemt oppvarmingskurve eller bestemte trinn; (4) endre antallet grupper/en serie eller parallellkoblingstilstand til likestrøm shuntelementene; og (5) gradvis erstatte inerte elektroder og gradvis justere antallet grupper med/serie eller parallellkoblingstilstanden til shuntelementene. Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse kan inert elektrode aluminium elektrolysecellen forvarmes godt og det termiske balansen kan etableres; ved utbyttingsprosessen for inerte elektroder kan stabiliteten til cellespenningen videre sikres slik at strømmen som passerer gjennom de inerte elektrodene i cellen er jevn, og seriespenning blir ikke påvirket ved start av en enkelt elektrolysecelle, slik at det implementeres en ikke-forstyrrende start.
Description
LIKESTRØM SHUNT FORVARMINGSSTARTMETODE FOR EN INERT
ELEKTRODE ALUMINIUM ELEKTROLYSECELLE
Teknisk område
Foreliggende oppfinnelse vedrører feltet med smelting av aluminium og vedrører en forvarmings startmetode som er egnet for en aluminium elektrolysecelle med inert elektrode.
Bakgrunn for oppfinnelsen
Forvarmingsstart er en nødvendig og viktig prosess før en elektrolysecelle for aluminium går over i normal drift. Hovedeffektene ved forvarmingsstarten innbefatter tørking og baking av en herde, smeltende elektrolytt, som gjør at temperaturen og dybden av den flytende elektrolytten oppnår måJverdiene, danner en energibalanse og materialbalanse og lignende. Forvarmingsstarten brukes i hovedsak for å erholde et nødvendig driftsmiljø før elektroden går over i en operasjonell tilstand.
Tradisjonelle vanlige forvarmingsstartmetoder for forbaking av anodiske aluminiumeiektrolyseceller innbefatter baking av kokspartiler, baking av aluminiumvæske, brenngassbaking og lignende. Selv om formene for disse bakeprosessene er forskjellige, behøver ikke anodene å delta i bakingen. Videre er det etter bakingen nødvendig med en styringsperiode i et senere trinn med høy spenning, høyt molekylforhold og høy elektrolysetemperatur for å etablere energibalanse og materialbalanse, og deretter kan elektrolysecellene startes opp.
For de inert elektrode aluminiumelektrolysecellene, siden inerte elektroder ikke direkte kan delta i bakingen og må arbeide i et stabilt miljø, kan driftseffektene og levetiden til de inerte elektrodene sikres. Den tradisjonelle forvarmingsstartmetoden for aluminiumeiektrolyseceller kan ikke brukes direkte på den inert elektrode aluminiumelektrolysecellen.
I tidligere kjente patentpublikasjoner fortsetter bakestartet for inerte anodiske elektrolyseceller nesten kontinuerlig å bruke tradisjonelle metoder, spesielt i baketrinnet.
I henhold til patentsøknad nr. 200510031315.3 er en inert anode plassert i et tanklegeme, hvilket tanklegeme er et grafitt eller karbonprodukt, og en elektrode etter plasseringen er det sammen som en karbonanode og kan brukes ved bakestart eller elektrodebytting for å unngå påvirkning av varme, elektrisitet og termisk korrosiv gass. Tanklegemet kan bli forbrukt etter elektrifisering og når den inerte elektroden er eksponert, går elektroden naturlig over til en arbeidstilstand.
I beskrivelsen i patentsøknad nr. 01620302.7, blir et mangfold inerte elektroder kombinert sammen og isolerende materiale blir videre tilsatt for å danen formen, som er lik den til en karbonanode. Kombinasjonen av hver gruppe med inerte elektroder kan erstatte en eller flere karbonanoder i en eksisterende celle. I denne patentsøknaden er det beskrevet at karbonanoden først brukes for bakestart av elektrolysecellen og etter at driften av elektrolysecellen er stabil, blir den inerte anodegruppen videre brukt for erstatning.
I beskrivelsen i US 6537438, når elektrolysecellen blir utsatt for forvarmingsstart, er et beskyttende lagt belagt utenpå en katode. Det innerste laget i det beskyttende laget, som er i kontakt med karbonkatoden, er et boroniserende mykt lag, det mellomliggende laget er metallisk aluminium eller en legering, og det ytterste laget er karbon. Ved å anvende en gassbakemetode er anoden en metall-keramisk anode. Det beskyttende laget til anoden er fra oksidasjonen i bakeprosessen for å oksidere overflatelaget.
Fra disse patentene kan det sees at det i det siste har blitt tatt enkelte foranstaltninger for bakestart av inerte elektrolyseceller slik at den tradisjonelle bakemetoden indirekte kan anvendes og det er ikke tatt for mye hensyn til startprosessen. En forvarmingsstartmetode for en inert elektrode aluminium elektrolysecelle ble vist i tidligere patentene til oppfinnerne i foreliggende patentsøknad.
Patentsøknad nr. 200910243383.4 tilveiebringer en forvarmingsstartmetode for en inert anode aluminium elektrolysecelle som i hovedsak er som folger; legge in en herde elektriske oppvarmingskomponenter {likestrøm eler vekselstrøm krafttilførsel) som er konsistent med gruppene av elektroder i antall, fylle herden med elektrolytt, oppvarme og smelte elektrolytten og kontinuerlig tilsette elektrolytten for å oppnå det ønskede nivået. Deretter blir energien til oppvarmingskomponentene redusert, oppvarmingsmengden til elektrolysecellen under normal drift blir simulert og etter at forskjellige teknologiske parametre er stabile, blir inerte elektroder gradvis brukt for å erstatte oppvarmingsresistorer.
Patentsøknad nr. 201110221899.6 tilveiebringer en oppvarmingsstartmetode for en aluminium elektrolysecelle. Oppvarmingselementer er forbegravd i grafitt/karbonelektroder for å danne forvarmingselektroder. Oppvarmingselementene blir brukt for oppvarming i en ovn i et tidlig trinn og smelting av elektrolytten; før utbytting med normale elektroder, likestrøm føres gjennom forvarmingselektrodene og forvarmingselektrodene gjennomgår elektrolysereaksjon; og forvarmingselektrodene blir trukket ut en og en for å erstatte de normale elektrodene for drift. Forvarmingsstartmetoden kan ikke bare brukes for en tradisjonell forbakt karbonanode elektrolysecelle men også i en inert elektrode aluminium elektrolysecelle.
I de to ovenfor nevnte patentsøknadene illustrere oppfinnerne av foreliggende patent forvarmingsstartteknologien for å pre-etablere energibaJanse og pre-etablere et inert elektrode driftsmiljø slik at de inerte elektrodene er i stand til å operer i et stabilt miljø etter elektrifisering. Ulempene er imidlertid som følger: forvarmingsstartmetoden beskrevet i patentsøknad nr. 200910243383.4 er utformet for effektene til en serie elektrolyseceller på strømrekke og etter elektrolysereaksjonen til grafitt/karbonelektroden patentsøknad nr. 201110221899.6 ved passering av likestrøm. Kan grafitt/karbonelektroden selv bli gradvis forbrukt På en ene side er det nødvendig å bytte grafitt/karbonelektrodene med inerte elektroder i løpet av kort tid; og ellers er forbruket ferdig. På den annen side, kan tømming av karbonrester forurense elektrolytten og er ugunstig for inerte anoder. Disse ugunstige faktorene kan gjøre at forvarmingsstartprosessen ikke går glatt og medfører forstyrrelser av seriene av elektrolyseceller eller elektrolysecellene.
Oppsummering av oppfinnelsen
Det tekniske problemet som løses ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forvarmingsstartmetode som er egnet for en inert elektrode aluminium elektrolysecelle, som kan brukes for forvarming av en herde, smelte elektrolytt og pre-etablere termisk balanse og den god indre herdeprofil, og kan holde oellespenning og strømfordeling under den inerte elektrodeutbyttingsprosessen relativt balansert, forhindre påvirkning av serier av elektrolysecellestrørn ved start av enkeltceller og realisere en forvarmingsstart uten forstyrrelser.
For å løse dette problemet tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en likestrøms shunt forvarmingsstartmetode for en inert elektrode aluminium elektrolysecelle, innbefattende: (1) Danne multiple grupper av likestrøm shunt elementer ved bruk av ledere med forhåndsinnstilte resistansverdier og geometriske størrelser, hvor de likestrøm shunt elementene kan dele atl likestrøm til elektrolysecellen; (2) Legge i herden til elektrolysecellen elektriske
oppvarmingselementgrupper med samme antall som /et forskjellig antall fra elektrodegruppene; (3) Tørke herden, smelte elektrolytten og etablere en termisk balanse og en innerprofil til herden ved å bruke de elektriske oppvarmingselementgruppene i henhold til en innstilt oppvarmingskurve eller innstifte trinn for å tilveiebringe et driftsmiljø for inerte elektroder; (4) Endre antallet grupper/en serie eller parallefltilkoblingstilstand til likestrøm shunt elementene for å regulere cellespenningen og la cellespenningen være den samme som spenningen under drift ved elektrifisering etter erstatning av de inerte elektrodene; og (5) Gradvis erstatte de inerte elektrodene og gradvis justere antallet grupper/serie- eller parallellkoblingstilstanden til shuntelementene for å holde cellespenningen stabil, sikre at jevn og stabil likestrøm passerer gjennom de inerte elektrodene og forhindre skade på de inerte elektrodene, hvor shuntelementene stanser vekslingen og de inerte elektrodene fører hele likestrømmen inntil erstatningen av alle de inerte elektrodene er ferdig.
Likestrøm shunt forvarmingsstartmetoden for den inert elektrode aluminium elektrolysecellen tilveiebragt i foreliggende oppfinnelse anvender likestrøm shuntelementene, slik at den totale likestrømmen ikke kan endres i forvarmingsstartprosessen til den enkelte elektrolysecellen og seriene med elektrolysecellestrørn blir ikke påvirket; og samtidig kan hver inert elektrode holde sin egen vellespenning stabil under erstatningsprosessen slik at strømmen som passerer gjennom de inerte elektrodene over er jevn.
Detaljert beskrivelse av til nå foretrukne utførelsesformer
Likestrøm shunt forvarmingsstartmetoden for den inert elektrode aluminium elektrolysecellen i den foretrukne utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse, innbefatter: (1) Danne multiple grupper av likestrøms shuntelementer ved å bruke ledere med forinnstilte resistanseverdier og geometriske størrelse, hvorved likestrøm shuntelementene kan dele all likestrøm til elektrolysecellen; (2) Legge i en herde i elektrolysecellen elektriske
oppvarmingselementgrupper med samme antall som /et forskjellig antall fra elektrodegruppene, hvorved de elektriske oppvarmingselementgruppene kan godta likestrøm eller vekselstrøm og oppvarmingsenheter i de elektriske oppvarmingselementgruppene innbefatter eller innbefatter delvis eller innbefatter ikke likestrøm shuntelementene i trinn (1); (3) Tørke herden, smelte elektrolytten og etablere en termisk balanse og en herde innerprofil ved bruk av de elektriske oppvarmingselementgruppene i henhold til en innstilt oppvarmingskurve eller innstilte trinn for å tilveiebringe en driftsmiljø for den inerte elektrodene; (4) Endre antallet grupper/en serie eller parallellkoblingstilstand til likestrøm shuntelementene for å regulere cellespenning, slik at cellespenningen er den samme som spenningen ved arbeid ved elektrifisering etter utbytting av de inerte elektrodene; og (5) Gradvis erstatte de inerte elektrodene og gradvis regulere antallet grupper/serie eller parallelkoblingstilstanden til shuntelementene for å holde cellespenningen stabil og forhindre skade på de inerte elektrodene, hvorved shuntelementene stanser shunting og de inerte elektrodene bærer all likestrømmen inntil erstatningen av alle de inerte elektrodene er ferdig.
Likestrøm Shuntelementene i trinn (1) deler varmen som kommer ut under likestrømsprosessen og hele, deler eller ikke noe av varmen blir brukt til å utføre forvarmingsstarten til en ovn i cellen eller smelte elektrolytten elle etablere en termisk balanseprosess, og hele, deler eller ikke noe av varmen kan også brukes for en ut-av-celle materialtørkeovn, en elektrolyttsmelteovn, en oppvarmingsovn eller en ovn.
Utførelseseksempel 1
Kommersielle legeringsmaterialer blir brukt som ledere for å fremstille 18 grupper med likestrøm shuntelement4er og etter at de 18 gruppene med likestrøm shuntelementene deler all likestrømmen til en elektrolysecelle, er spenningsverdiene j området fra 2,70 V til 2,84V (siden resistanseverdien endres med temperaturen); og de 18 gruppene med likestrøm shuntelementer er plassert i en elektrolyttsmelteovn utenfor elektrolysecellen, og varme som sendes ut fra likestrøm shuntelementene blir brukt for smelting av elektrolytten som brukes i elektrolysecellen.
Hver gruppe med likestrøm shuntelementer innbefatter to ledende plater, som har en resistanseverdi på henholdsvis 0,0031908 O og 0,0055448 O og har samme utseendemessige dimensjoner på 600 mm x 300 mm x 12 mm. Resistanseverdiene blir regulert med forskjellige antall og lengder til sagsnitt på de ledende platene. De to konduktive platene kan brukes parallelt eller hver konduktive plate kan brukes alene. 18 grupper med elektriske oppvarmingselementgrupper (i samme antall som elektrodegruppene) blir lagt i herden i elektrolysecellen og vekselstrøm blir tilført for oppvarming; og den faste elektrolytten blir fylt i herden, oppvarmingen blir utført i henhold til et oppvarmingssystem og temperaturen til elektrolytten i herden er til slutt 780 °C. Den flytende elektrolytten i elektrolyttsmelteovnen blir kontinuerlige fylt i elektrolysecellen inntil elektrolyttnivået er 38 cm. Deretter blir strømmen til de elektriske oppvarmingselementgruppene redusert og oppvarmingsmengden til elektrolysecellen under normal drift av elektrolysecellen blir simulert. Et fluoridsalt blir samtidig etterfylt for å justere komponentene i elektrolytten. Energibalansen er etablert etter 48 timer og tykkelsen til en ovnsvegg er 6,8 cm.
De elektriske oppvarmingselementgruppene blir gradvis trukket ut fra herden til elektrolysecellen for å erstatte inerte elektroder; etter at erstatning av en gruppe med inerte elektroder er ferdig, blir en gruppe med likestrøm shuntelementer stengt av slik at strømmen med den korresponderende intensiteten passerer gjennom de inerte elektrodene og holder cellespenningsverdien på ca. 3,8 V; etter at utbyttingen av alle de 18 gruppene med inerte elektroder er ferdig, blir alle likestrøm shuntelementene stengt av og de inerte elektrodene bærer hele likestrømmen; og den endelige cellespenningen er 3,88 V, starten er jevn og serielikestrømmen har ingen endringer, cellespenningen har ingen store fluktuasjoner og strømfordelingen er jevn.
Utførelseseksempel 2
Selvlagede legeringsmaterialer blir brukt som ledere for å fremstille 18 grupper med likestrøm shuntelementer; de 18 gruppene med likestrøm shuntelementer deler hele likestrømmen til eti elektrolysecelle, spenningsverdiene er i området fra 2,72 V ti) 3,86 V (siden resistanseverdien endres med temperaturen; og de 9 gruppene med likestrøms shuntelementer blir plassert i en elektrolyttsmelteovn utenfor elektrolysecellen, og varmen som sendes ut fra likestrøm shuntelementene blir brukt for smelting av elektrolytten som brukes i elektrolysecellen; og andre 9 grupper med likestrøm shuntelementer blir lagt i herden til elektrolysecellen og brukes som elektriske oppvarmingselementgrupper, hvor den totale ytre dimensjonen til de andre 9 gruppene med likestrøm shuntelementer er den samme som den total ytre dimensjonen til de elektriske oppvarmingselementgruppene.
Hver gruppe med likestrøm shuntelementer innbefatter to ledende plater som hver har en resistanseverdi på henholdsvis 0,0031908 Cl og 0,0055448 Q og har den samme utseendemessige størrelsen på 600 mm x 300 mm x 12 mm. Resistanseverdien blir regulert med antall og lengder av sagsnitt på de ledende platene. De to ledende platene kan brukes parallelt, eller hver ledende plate kan brukes alene.
De 18 gruppene med elektriske oppvarmingselementer (i samme antall som elektrodegruppene) blir lagt i herden til elektrolysecellen; hvor 9 grupper utgjøres av likestrøm shuntelementene og delt likestrøm blir brukt for oppvarming; vekselstrøm passerer gjennom andre 9 grupper med separate oppvarmingsenheter (elektriske varmerør) for ytterligere oppvarming; og den faste elektrolytten blir fylt i herden, oppvarming utføres i henhold til et oppvarmingssystem og temperaturen til elektrolytten f herden er til slutt 780<*>Ct Den flytende elektrolytten i elektrolyttsmelteovnen blir kontinuerlig fylt o elektrolysecellen og den faste elektrolytten blir etterfylt inntil elektrolyttnivået er 38 cm. Deretter blir strømmen til vekselstrøm oppvarmingselementgruppene redusert slik at den totale effekten er nær oppvarmingseffekten til elektrolysecellen under normal drift. Det blir samtidig tilsatt et fluoridsalt for å justere komponentene i elektrolytten. Energibalansen blir etablert etter 48 timer og tykkelsen til en ovnsvegg er 6,0 cm.
De elektriske oppvarmingselementgruppene blir gradvis trukket ut fra herden til elektrolysecellen for å erstatte inerte elektroder; etter at erstatning av en gruppe inerte elektroder er ferdig, blir en gruppe med likestrøm shunterementer skrudd av slik at strømmen med den korresponderende intensiteten passerer gjennom de inerte elektrodene og holder cellespenningsverdien på ca. 3,8 V; etter utbytting av alle de 18 gruppene med inerte elektroder er ferdig, blir alle likestrøm shuntelementene skrudd av og de inerte elektrodene bærer all likestrømmen; og den endelige cellespenningsverdien er 3,9 V, starten er jevn og seriene med likestrøm har ingen endringer, cellespenningen har ingen store fluktuasjoner og strømfordelingen er jevn.
Utførelseseksempel 3
Selvlagede legeringsmaterialer ble brukt som ledere for å fremstille 18 grupper med likestrøm shuntelementer; deretter deler de 18 gruppene med likestrøm shuntelementer all likestrømmen til en elektrolysecelle, spenningsverdiene er i området fra 1,25 V til 1,88 V (siden resistanseverdien endres med temperaturen). Hver gruppe med likestrøm shuntelementer innbefatter to ledende plater, som haren resistanseverdi på henholdsvis 0,0018402 0 og 0.0038201 Q og har samme utseendemessige størrelse på 600 mm x 300 mm x 12 mm. Resistanseverdiene blir justert med forskjellige antall og lengder med sagsnitt på de ledende platene. De to ledende platene kan brukes i parallell eller hver ledende plate kan brukes alene.
DE 18 gruppene med elektriske oppvarmingselementer (i samme antall som elektrodegruppene) blir lagt i herden til elektrolysecellen, alle de 18 gruppene utgjøres av likestrøm shuntelementene og de delte likestrømmen brukes for oppvarming. Innledningsvis er alle shuntelementene forbundet i parallell for å operere ved minimal oppvarmingseffekt; når temperaturen stiger og på grunn av behovet for å smelte elektrolytten, blir parallelle koblingsskinner kontinuerlig fjernet og antallet likestrøm shuntelementer blir redusert for å øke oppvarmingseffekten; og til slutt er temperaturen til elektrolytten r herden 800 °C, elektrolyttnivået er 40 cm og temperaturen til elektrolytten holdes uendret ved å øke eller redusere arbeidsfallet til likestrøm shuntelementene. Et fluoridsalt blir samtidig tilsatt for å justere komponentene i elektrolytten. Energibalansen blir etablert etter 48 timer og tykkelsen til en ovnsvegg er 4,6 cm.
De elektriske oppvarmingselementgruppene blir gradvis trukket ut fra herden til elektrolysecellen for å erstatte inerte elektroder; vellespenningsverdien holdes ved ca. 3,8 V ved å justere arbeidsfallet med likestrøm shuntelementer (f.eks. 9 grupper med likestrøm shuntelementer er i arbeid); når hver to grupper med inerte elektroder blir plassert i herden til elektrolysecellen, blir en gruppe med likestrøm shuntelementer skrudd av; denne operasjonen gjentas til utbyttingen av alle de 18 gruppene med inerte elektroder er ferdig, og deretter blir alle likestrøm shuntelementene skrudd av og de inerte elektrodene bærer hele likestrømmen; og i utbyttingsprosessen har cellespenningen kun små fluktuasjoner (300 mV -400 mV), den endelige cellespenningsverdien er 3,86 V, starten er jevn og serie med likestrøm har ingen endringer, cellespenningen har ingen store fluktuasjoner og strømfordelingen er jevn.
Utførelseseksemplene over er tre forskjellige måter å implementere en likestrøm shunt forvarmingsstartmetode for en inert elektrode aluminiumélektrolysecélle i henhold til foreliggende oppfinnelse, men foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til disse spesifikke utførelseseksemplene. Endringer og kombinasjoner av de spesifikke formene, inkludert endringer av materialer, resistanseverdier, former, størrelser, antall, plasseringsmåter og typer av varmetilførsel fra likestrøm shuntelementene, så vel som endringer av måten å tilpasse varmeelementgruppene med likestrøm shuntelementgruppene for bruk, formene og arrangementene, vil være innbefattet i beskyttelsesomfanget til kravene i henhold til oppfinnelsen.
Claims (10)
1.
Fremgangsmåte for en likestrøm shunt forvarmrngsstart for en inert elektrode aluminlumelektrolysecelle, innbefattende: (1) danne multiple grupper av likestrøm shuntelementer ved brukav ledere med forinnstilte resistanseverdier og geometriske størrelser, hvor likestrøm shuntelementene kan dele all likestrømmen til elektrolysecellen; (2) legge i herden til elektrolysecellen elektriske
oppvarmingselementgrupper med samme antall som /et forskjellige antall fra elektrodegruppene; (3) tørke herden, smelte elektrolytten og etablere en termisk balanse og en herde innerprofil ved brukav de elektriske oppvarmingselementgruppene i henhold til en innstilt oppvarmingskurve eller innstilte trinn for å tilveiebringe et driftsmiljø for inerte elektroder; (4) endre antallet grupper/en serie eller parallellkoblingstilstand til likestrøm shuntelementene for å regulere cellespenningen og muliggjøre at cellespenningen kan være den samme som spenningen ved drift med elektrifisering etter erstatning av de inerte elektrodene; og (5) gradvis erstatte de inerte elektrodene og gradvis justere antallet grupper/serie eller parallellkoblingstilstanden til shuntelementene for å holde cellespenningen stabil, sikre at jevn og stabil likestrøm passerer gjennom de inerte elektrodene og forhindre skade på de inerte elektrodene, hvor shuntelementene stanser shunting og de inerte elektrodene bærer hele likestrømmen inntil erstatningen av alle de inerte elektrodene er fullstendig.
2.
Fremgangsmåte for en likestrøm shunt forvarmingsstart for en inert elektrode aluminiumelektrolysecelle i henhold til krav 1, hvor de elektriske oppvarmingselementgruppene tilsluttes vekselstrøm eller likestrøm og oppvarmingsenheter med elektriske oppvarmingselementgrupper innbefatter eller innbefatter delvis eller innbefatter ikke likestrøm shuntelementene i trinn (1).
3.
Fremgangsmåte for en likestrøm shunt forvarmingsstart for en inert elektrode aluminiumelektrolysecelle i henhold til krav 1 eller 2, hvor overflatene til lederne til likestrøm shuntelementene i trinn (1) hafeller ikke har et korrosjonsbestandig materiale for beskyttelse og erosjonen av elektrolyttsmelte ved høy temperatur og en atmosfære i forvarmingsstartperioden kan unngås.
4.
Fremgangsmåte for en likestrøm shunt forvarmingsstart for en inert elektrode aluminiumelektrolysecelle i henhold til krav 1 eller 2, hvor likestrøm shuntelementene i trinn (1) deler varme som kommer fra likestrømsprosessen og hele, deler eller ingen ting av varmen forsvinner direkte i luften.
5.
Fremgangsmåte for en likestrøm shunt forvarmingsstart for en inert elektrode aluminiumelektrolysecelle i henhold til krav 1 eller 2, hvor likestrøm shuntelementene i trinn (1) deler varme som dannes i likestrømsprosessen og hele eller deler eller ingen ting av varmen blir brukt for å utføre forvarmingsstarten til en ovn i cellen eller smelte elektrolytten eller etablere en termisk balanse prosess.
6.
Fremgangsmåte for en likestrøm shunt forvarmingsstart for en inert elektrode aluminiumelektrolysecelle i henhold til krav 1 eller 2, hvor likestrøm shuntelementene i trinn (1) deler varme dannet med likestrømsprosessen og hele, deler eller ingen ting av varmen blir brukt for en ut-av-celle materialtørkingsovn eller en elektrolyttsmelteovn eller oppvarmingsovn eller en ovn.
7.
Fremgangsmåte for en likestrøm shunt forvarmingsstart for en inert elektrode aluminiumelektrolysecelle i henhold til krav 1 eller 2, hvor oppvarmingsenhetene til de elektriske oppvarmingselementgruppene i trinn (2) utgjøres av separate oppvarmingsresistorer og oppvarmingseffekten bli endret ved å regulere krafttilførselen av vekselstrøm eller likestrøm.
8.
Fremgangsmåte for en likestrøm shunt forvarmingsstart for en inert elektrode aluminiumelektrolysecelle i henhold til krav 1 eller 2, hvor oppvarmingsenhetene til de elektriske oppvarmingselementgruppene i trinn (2) utgjøres av Iikest4røm shuntelementene i trinn (1); og den totale resistanseverdien og oppvarmingseffekten til de elektriske oppvarmingselementgruppene kan reguleres ved å endre antallet grupper og seriene eller parallellkoblingstilstanden til likestrøm shuntelementene.
9.
Fremgangsmåte for en likestrøm shunt forvarmingsstart for en inert elektrode aluminiumelektrolysecelle i henhold til krav 1 eller 2, hvor oppvarmingsenhetene til de elektriske oppvarmingselementgruppene i trinn (2) sammen utgjøres av oppvarmingsresistorer og likestrøm shuntelementene i trinn (1); og den totale oppvarmingseffekten til de elektriske oppvarmingselementgruppene blir regulert ved å endre krafttilførselen til oppvarmingsresistorene og antallet grupper og serie eller parallellkoblingstilstanden til likestrøm shuntelementene.
10.
Fremgangsmåte for en likestrøm shunt forvarmingsstart for en inert elektrode aluminiumelektrolysecelle i henhold til krav 1 eller 2, hvor anfallet grupper og serie eller parallellkoblingstilstanden til likestrøm shuntelementene i trinnene (1), (4) og (5) kan endres for å sikre at cellespenningen kan stabiliseres i nærheten av arbeidsspenningen til de inerte elektrodene før og under erstatning av de inerte elektrodene.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210262136.0A CN102808196B (zh) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | 一种惰性电极铝电解槽直流分流式预热启动方法 |
PCT/CN2012/087478 WO2014015638A1 (zh) | 2012-07-27 | 2012-12-26 | 惰性电极铝电解槽直流分流式预热启动方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20141407A1 true NO20141407A1 (no) | 2014-11-24 |
NO347857B1 NO347857B1 (no) | 2024-04-22 |
Family
ID=47232063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20141407A NO347857B1 (no) | 2012-07-27 | 2014-11-24 | Likestrøm shunt forvarmingsstartmetode for en inert elektrode aluminium elektrolysecelle |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9528193B2 (no) |
CN (1) | CN102808196B (no) |
AU (1) | AU2012386298B2 (no) |
CA (1) | CA2872922C (no) |
NO (1) | NO347857B1 (no) |
WO (1) | WO2014015638A1 (no) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102808196B (zh) | 2012-07-27 | 2014-10-22 | 中国铝业股份有限公司 | 一种惰性电极铝电解槽直流分流式预热启动方法 |
CN104514015B (zh) * | 2013-09-30 | 2017-07-25 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种铝电解槽并联预热装置及方法 |
RU2717438C1 (ru) * | 2019-09-24 | 2020-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ обжига подины алюминиевого электролизёра |
CA3173283C (en) * | 2020-05-01 | 2024-06-11 | Benoit BARDET | System and process for starting up an electrolytic cell |
CN112410827B (zh) * | 2020-11-20 | 2021-12-14 | 东北大学 | 铝电解槽的启动方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6338785B1 (en) * | 1997-10-17 | 2002-01-15 | Moltech Invent S.A. | Start-up of aluminum electrowinning cells |
US6030518A (en) * | 1997-06-26 | 2000-02-29 | Aluminum Company Of America | Reduced temperature aluminum production in an electrolytic cell having an inert anode |
CN1085745C (zh) | 1999-09-24 | 2002-05-29 | 平果铝业公司 | 预焙阳极铝电解槽焦粒焙烧启动方法 |
US6537438B2 (en) | 2001-08-27 | 2003-03-25 | Alcoa Inc. | Method for protecting electrodes during electrolysis cell start-up |
US20030057102A1 (en) * | 2001-09-24 | 2003-03-27 | Beck Theodore R. | Temperature control for low temperature reduction cell |
US6866768B2 (en) * | 2002-07-16 | 2005-03-15 | Donald R Bradford | Electrolytic cell for production of aluminum from alumina |
FR2844811B1 (fr) | 2002-09-20 | 2004-10-22 | Pechiney Aluminium | Procede de prechauffage d'une cuve pour la production d'aluminium par electrolyse |
CN100392154C (zh) | 2005-03-10 | 2008-06-04 | 中南大学 | 一种用于铝电解惰性阳极焙烧启动或预热更换的保护装置 |
CN201186954Y (zh) | 2008-04-30 | 2009-01-28 | 河南神火铝业股份有限公司 | 一种用于铝冶炼全负荷开停槽的装置 |
CN101709484B (zh) * | 2009-12-18 | 2011-07-27 | 中国铝业股份有限公司 | 一种惰性阳极铝电解槽的预热启动方法 |
CN201762461U (zh) | 2010-06-13 | 2011-03-16 | 中国铝业股份有限公司 | 一种惰性阳极铝电解槽的预热启动设备 |
CN102234819B (zh) * | 2011-08-04 | 2013-02-13 | 中国铝业股份有限公司 | 一种铝电解槽的预热启动方法 |
CN102808196B (zh) | 2012-07-27 | 2014-10-22 | 中国铝业股份有限公司 | 一种惰性电极铝电解槽直流分流式预热启动方法 |
-
2012
- 2012-07-27 CN CN201210262136.0A patent/CN102808196B/zh active Active
- 2012-12-26 CA CA2872922A patent/CA2872922C/en active Active
- 2012-12-26 US US14/400,305 patent/US9528193B2/en active Active
- 2012-12-26 WO PCT/CN2012/087478 patent/WO2014015638A1/zh active Application Filing
- 2012-12-26 AU AU2012386298A patent/AU2012386298B2/en active Active
-
2014
- 2014-11-24 NO NO20141407A patent/NO347857B1/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2012386298B2 (en) | 2015-10-08 |
CN102808196B (zh) | 2014-10-22 |
CA2872922A1 (en) | 2014-01-30 |
NO347857B1 (no) | 2024-04-22 |
US9528193B2 (en) | 2016-12-27 |
WO2014015638A1 (zh) | 2014-01-30 |
US20150136612A1 (en) | 2015-05-21 |
CN102808196A (zh) | 2012-12-05 |
AU2012386298A1 (en) | 2014-11-27 |
CA2872922C (en) | 2016-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO20141407A1 (no) | Likestrøm shunt forvarmingsstartmetode for en inert elektrode aluminium elektrolysecelle | |
CN102234819B (zh) | 一种铝电解槽的预热启动方法 | |
CN101709484B (zh) | 一种惰性阳极铝电解槽的预热启动方法 | |
CN101838823B (zh) | 异型铝电解槽焦粒电解质混合焙烧方法 | |
CN201762461U (zh) | 一种惰性阳极铝电解槽的预热启动设备 | |
JP2005290557A (ja) | 電気分解生成物の製造方法 | |
CN202730257U (zh) | 一种惰性电极铝电解槽的预热启动装置 | |
CN105531401B (zh) | 制造金属的方法以及制造高熔点金属的方法 | |
US20230175156A1 (en) | System and process for starting up an electrolytic cell | |
CN201952499U (zh) | 设置有加热装置的铝电解槽 | |
CN201296786Y (zh) | 一种预焙阳极铝电解槽焦粒焙烧启动结构 | |
CN116397280A (zh) | 一种惰性阳极铝电解槽的预热启动方法 | |
Abdalla et al. | Thermal analysis of the baking and start-up stages for Hall–Héroult cells at Egyptalum smelter | |
Ali | Preheating and start-up of prebaked aluminium reduction cells | |
CN1282767C (zh) | 铝电解槽混合料焙烧的方法 | |
CN110042427B (zh) | 一种竖式电极铝电解槽预热启动方法 | |
RU2207408C1 (ru) | Способ интенсификации процесса электролитического получения алюминия на электролизерах с самообжигающимися анодами и боковым токоподводом | |
RU2449059C2 (ru) | Электролизер для производства алюминия | |
SU1680803A1 (ru) | Способ термической подготовки алюминиевых электролизеров к пуску | |
JP2005194564A (ja) | 電気分解生成物の製造方法 | |
CN104928718B (zh) | 电解槽生产工艺 | |
RU2621202C1 (ru) | Способ замены анода при электролизе расплава в алюминиевом электролизере | |
Jie et al. | Simulation study on the heating-up rate for coke bed preheating of aluminum reduction cell | |
CN116555836A (zh) | 一种使用独立交流电源预热启动垂直惰性电极结构铝电解槽的方法 | |
CN107941014A (zh) | 一种用于钛阳极制备的进出料系统 |