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电解铝范文1
关键词：电解铝；节能降耗；技术
当前，电解铝产业不断发展壮大，其在社会经济发展及国家综合实力提升中发挥了重大作用。电解铝属于高耗能产业，会排放较多废物，电解铝过程的节能降耗，对确保企业和整个社会的可持续发展来说都具有重要意义。同时，做好电解铝节能降耗还是一项保护社会生态的有效举措，本文首先分析了当前电解铝节能降耗的主要技术，然后提出了电解铝节能降耗的实施措施。
1电解铝节能降耗主要技术
1.1异型阴极节能技术
异型阴极节能技术的主要目的是改变铝电解槽槽底中传统的平底特点，提高附带凸台以及相应的阻流作用的凸台阴极，达到优化槽内铝液流态、改善铝液表面变形和优化极距的目的。异型阴极节能技术的主要工作原理为：铝电解槽原铝直流电单耗与槽工作电压二者为相关关系，最终可以达到节能电解[1]。国内外学者纷纷对该技术予以创新，先后开发出多种内容丰富的节能铝电解槽技术，这些技术均有相同的目的——优化铝液形态。当前已有错位凸台、圆弧形凸台、矩开凸台以及二级凸台等技术。这些技术的配套技术主要有异型阴极加工制作技术、焙烧启动技术、异型技术电解槽的大修筑炉技术等。目前，国内外已经有很多铝业公司陆续将该项技术引入自身多条生产链中[2]。在应用异型阴极节能技术的最初阶段，节能效益显著，但是随着使用时间的不断延长，碳素材质凸台逐渐被磨损消耗，其节能效益也不断下降。纵观当前应用于生产的应用槽情况，异型阴极节能技术节能效益很难与其槽龄相匹配。异型阴极节能技术已经在350kA系列工业应用，槽平均电压3.93V，电流效率91.5%，直流电耗12800kW•h/t。
1.2阻流块技术
阻流块技术主要指的是在传统槽的槽底表面上放置特殊材质的凸台块，从而达到进一步优化铝液流态的目的。从设计思路分析，阻流块技术适用于线槽，因此可以在单槽多次放置阻流块，这样能够在线槽的龄期限内将技术优势充分发挥出来。但是，阻流块技术也存在使用范围有限和期限较短等问题，其主要原因有两个。1.2.1阻流块材质方面的因素该技术对电解质体系的清洁度要求较高，但是很难找到合适或者清洁度达标的材料，以致于阻流块存在漂移、过轻、断裂、溶解等缺点，无法全面地满足高温不化解条件下的阻流技术要求。1.2.2槽底状况技术方面的因素对由计算机技术控制的大型铝电解槽来讲，虽然其对氧化铝的浓度和生产技术的要求较高，但是若从理想的角度上看，在电解槽内数十平方米工作区域的模式依然存在问题，炉底和炉膛不规整，使得阻流块失去了有利的基础条件，在被放置后其在槽内的作用无法统一。若电机槽自身情况较好，其应用初期的效果是值得肯定的。阻流块技术经在350kA系列工业应用，槽平均电压3.9V，电流效率91.5%，直流电耗12700kW•h/t。
1.3导流槽技术
发明导流槽技术的最初目的是当电解槽阴极处于懒惰状态时，能够在槽底表面不保留或者很少保留铝液。所以，该技术的主要原理是通过预留在槽底表面上的导流沟和导流槽将形成的铝珠汇集到铅端头的蓄铝池中。迄今为止，依然未出现应用惰性阴极的情况，人们在试验槽内设置了硼化软涂层。经过试验发现，实验槽的槽工作电压可以维持在很低水平，但是考虑到槽体存在热工分布的问题，再加上侧部炉帮结壳很厚，最终确定铝液应超过铝水平10cm[3]。导流槽技术的产生，为我国铝电解节能技术发明提供了新方向和新思路，既可以降低试验槽的热支出，又可以减少热收入，最终达到降低能耗的目的。导流槽技术经在350kA系列工业应用，槽平均电压3.88V，电流效率91.8%，直流电耗12600kW•h/t。
1.4异型阴极钢棒技术
继异型阴极技术之后，异型阴极钢棒技术成为行业追逐的对象。该技术是将铝电解槽阴极燕尾槽内的一整根通长钢棒分为不相连的两段，同时将每段进行“双钢棒”处理。“双钢棒”处理的结果是，槽周磁场平衡得到进一步优化，槽内铝液流态得到优化，与异型阴极技术相同，因槽工作电压有效降低，电解生产原铝直流电解单耗得到明显降低。同时，本技术只对钢棒进行“双钢棒”处理，实施较易[4]。重要的是槽内底表面为平面底，有利于建立和保持规整槽膛。因而被快速接受。异型阴极钢棒技术经在350kA系列工业应用，槽平均电压3.95V，电流效率91%，直流电耗13000kW•h/t。
2电解铝节能降耗的实施措施
2.1从原料着手
从原料着手，降低电解铝所用氧化铝、氟化铝、阳极覆盖料、炭阳极中杂质含量，避免对电解铝过程产生影响。通过控制原材料质量、净化阳极覆盖料、提高炭阳极质量及优化电解生产工艺技术参数等，人们可以提升电解铝质量。
2.2降低线路电压
线路电能损耗可能会对电能供应效率产生影响，倘若电路电压高出正常范围，可能会增加电能消耗。因此，在电解铝过程中，要降低线路电压，这样可以在一定程度上减少直流电耗。另外，还要重视配电室管理工作，配电室三相负载电流之间差异尽量不要大于10%，若超过10%，应对三项负载电流进行适当调整，从而节约电能。
2.3动力设备节电
人们应树立稳定供电思想，正确认识稳定供电可以实现节约资源的目的，针对配电室、动力电缆等供电设备进行定期检查，重点检查电缆、刀闸等部位，若发现有问题应及时整改。另外，还要定期对母线绝缘、地坪间隙处位置进行检查，对一些杂物进行清理，尽量减少电能消耗[5]。
2.4烟气回收利用
电解铝在实施过程中会有烟气排放，现阶段我国在电解铝过程中已经开始运用净化系统，这样可以显著解决电解铝产生的烟气污染。加强电解铝烟气回收利用，既可以降低成本消耗，实现能源利用和经济效益的最大化，又对贯彻落实电解铝节能降耗理念有重要意义。
2.5建设新型电解槽
电解槽是铝电解必要设备，电解槽的工作效率也影响着铝电解的能源损耗量。所以，要想实现电解铝节能降耗，还要重视新技术的引进和应用，对电解槽进行优化，新型电解槽可以更好实现节能降耗的目的。
3结语
我国铝行业的发展潜力巨大，在电解铝过程中，为了确保能源的有效利用，人们必须要最大程度地实现节能降耗。在发展电解铝产业的同时，企业要加大对电解铝节能降耗技术的研究和运用，改善电解铝高耗能、高污染情况，从而实现自身的可持续发展。
参考文献
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电解铝范文2
关键词：节能减排；电解铝；耗能大户；绿色发展
近些年来，在化解过剩产能方面国家下了很大的力气，尤其是涉及到电解铝行业的相关事件或政策就有不少。比如在2013年12月的《关于电解铝企业用电实行阶梯电价政策的通知》中，就规定了要将电解铝企业电解交流电耗与铝业电解用电价格挂钩，以此来倒逼落后电解铝产能退市。根据卓创监测数据统计显示，截至到2016年，我国电解铝落后产能累计达到了278.1万吨。此外，近六年来，我国电解铝行业基本处于亏损局面，暴利时代已经逝去，因此在这样的形势背景下，对于电解铝企业而言，通过借助于节能减排生产技术提高企业市场竞争力，创造更多收益变得尤为重要[1]。
1电解铝生产节能技术
1.1电解铝生产节能技术原理
工业铝电解槽的电能消耗量与平均电压以及电流效率这两个因素有着密切的关系，具体公式如下：W=2.980U/η公式中：W表示电能消耗量，单位kwh/t-AL；U表示平均电压，单位V；η表示电流效率，单位%。从上面的公式以及表1-1可以看到，电解铝生产要想实现节能，那么就需要从平均电压以及电流效率这两个重要影响电能消耗量的因素入手，一是降低平均电压，二是提高电流效率，而同时实现平均电压降低和电流效率提高就是电解铝生产实现节能降耗的最优努力方向[2]。
1.2电解铝生产节能对策
1.2.1低电压生产技术目前低电压生产技术已经在许多电解铝企业中获得了普遍应用，但低电压生产技术的应用需要注意以下几点：一是伴随槽电压的降低电解槽的稳定性也相应降低，所以需要更加可靠、稳定的电解槽控制系统来支持低电压生产技术的应用。倘若电解铝企业的电解槽控制系统无法满足低电压生产技术的应用条件的时候，有必须对电解槽控制系统进行再次优化升级，确保即使在低电压条件下电解槽也能够平稳运行。二是在槽工作电压的降低过程中，会减少电解槽热量输入，那么此时就需要对电解槽强化保温，使热量散发减少，逐步使阳极覆盖料的厚度增加，对烟气流速予以合理控制，并对散热孔尤其是角部做好保温。三是保持良好炉膛内型，这是继续降电压的关键。应根据膛内型情况，进行局部散热损失调整。四是工艺技术条件优化。通常情况下，伴随槽电压降低，点解嘲温也随相应逐步降低，从而逐渐增大了电解质粘度，导致氧化铝溶解能力降低，效应系数升高，最终使得电解槽稳定性降低，所以有必要适当提高铝水平以助槽况稳定，适当通过分子比的提高以提高氧化铝的溶解性和电解质的流动性和电导率，这也有利于控制阳极效应和减小极距的下降幅度，最终确保在低电压下电解槽能够平稳运行[3]。1.2.2提高电流效率如何在低槽电压这一前提下能够有一个较高的电流效率，是电解铝生产实现节能的关键。据相关研究结果表明，在槽电压相同的情况下，电流效率每提高1%，那么电能消耗就能够降低140kWh/t-Al左右，炭耗降低5kg/t-Al左右。而很多因素都会影响电解槽的电流效率，比如电解槽稳定性、电解温度、氧化铝浓度、分子比、极距、添加剂、非阳极投影面积、电流密度、换极、阳极电流分布、两水平、炉膛内形、电解质黏度、电解质过热度、界面张力等等。而且需要注意的是，这些影响因素并不是孤立的，往往一个因素的变化就会引起其他一个或多个因素的相应变化。但总的来说，对于电解铝企业而言，电解槽稳定性、炉帮厚度、分子比、电解温度、极距等是影响电流效率的主要因素。所有在实际生产过程中，企业应寻找出电流效率和低的极距的匹配关系，使电解槽运行于一个较佳的极距状态下。此外，保持良好的炉帮厚度和适当的铝水平，在低分子比和电解温度的情况下能够获得较高的电流效率[5]。
2电解铝生产减排技术
从国内电解铝企业目前实际运行情况的调查来看，受投资运行成本和治理技术等多种因素的影响，多数电解铝企业对其产生的二氧化硫尚无治理与控制，从而造成二氧化硫直接排放的污染现状。纵观当今，绝大多数电解铝企业电解烟气净化采用氧化铝干法净化治理工艺，但这仅对氟化物和烟粉尘去除效果较好，除氟效率≥98%，除尘效率≥99%。但近年来，国内有少数电解铝企业开始研究电解烟气脱硫脱氟除尘一体化技术。比如云南某电解铝企业建成“电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化土业试验示范装置”，脱硫效率≥90%，在减少二氧化硫排放、改善环境质量的同时，还能够将烟气中的二氧化硫转化为硫酸铰化肥产品，使资源循环利用得到了真正意义上的实现。其他电解铝企业也可以利用电解烟气脱硫脱氟除尘一体化技术来帮组企业同时实现氟化物、烟粉尘以及二氧化硫同时减排的目的。
3结语
电解铝行业进行节能减排，不仅是相应国家绿色发展战略的需要，同时更是提升自身市场竞争力的需要，为了在激烈的市场竞争中赢得生存与发展，电解铝生产企业必须更加重视节能减排工作，积极探索和应用先进的技能减排技术，依靠先进的节能减排技术，大力发展循环经济，努力将电解铝行业建设成为环境友好型和资源节约型的产业。希望能借本文的研究结果给予相关人员一定参考借鉴，但需要注意的是，由于各个企业生产工艺的不同，所以开展节能减排工作一定要结合企业自身实际情况来进行。
参考文献
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电解铝范文3
电解铝生产的过程中会产生一些有害的气体、污水和固体废弃物，而这些污染物对环境质量会产生非常重大的影响，如果不对这些问题采取有效的措施加以控制，就可能会出现更大的问题，对人的身体健康也会构成非常严重的安全隐患，所以，我们需要采取有效的措施对其加以控制和处理。
关键词：
电解铝；环境污染；生产系统；治理措施
当前，我国的电解铝生产量有了十分显著的提高，在电解铝生产的过程中很多氟化盐会受到高温的影响生成电解质，氧化铝合格电解质发生反应之后就会产生金属铝，电解质当中的氟化盐在受到高温的影响之下还会生成氟化氢、氟化碳和氟化硅等多种物质，这些物质就是电解铝生产中非常重要的污染物，如果不对其加以严格的控制和处理，就可能会产生更为严重的污染问题，此外，在生产当中还可能会有一部分氟化物产生较为严重的粉尘，这些烟气对周围的环境会产生很强的污染，此外，电解铝生产中还存在着非常多的固体废弃物，因此我们必须要针对这几方面的内容加以研究和探讨，制定科学有效的控制措施。
1电解铝污染物分析
1.1电解铝生产系统在电解铝生产当中，阳极是炭素体，阴极是铝液，在反应中，应该将温度控制在950—970℃，碳素阳极和氧气会产生反应生成CO和CO2，所以要在反应的过程中对碳素阳极进行有效的控制和及时的补充，阴极主要是铝液，其从电解槽的内部经过出铝台包抽出，从而进入到了混合炉和铸造机制当中，这样就产生了铝锭。在电解反应当中，电解槽当中会产生很多的氟化物，这些物质会以气体和粉尘的形式存在，此外，还会产生二氧化硫和大量的粉尘，这些物质都是电解铝生产中非常重要的污染物。电解铝企业在生产中其污染物的产率较高，同时电解铝企业生产中，很多污染物都是在生产流程当中产生的。
1.2污染物分析
1.2.1有害气体污染，电解铝企业环境污染最主要的因素便是电解铝生产过程中产生的有害气体。当前，国内外铝炼冶多采用冰晶石和氧化铝熔融电解法来获得单质铝，在电解过程中因物质分解、挥发等过程产出大量的有害气体和有害粉尘，具体为：电解原料中的冰晶石和氧化铝中含有大量的氟化物，在电解槽高温和电流作用下氟化物发生化学反应生成氟化氢，氟化碳和氟化硅等氟化物气体；在电解槽内，部分含氟颗粒随电解质挥发和氟化物升华而散出，这部分含氟颗粒形成粉尘散布于生产车间直至随空气排出；以游离态存在的氟离子与阳极碳结合生成的氟化物气体也会对环境造成污染；阳极糊中含有的沥青在电解过程中会产生少量的二氧化硫、硫化氢气体和苯并花等物质；另外，在电解过程中，游离氧与阳极碳素相结合生成二氧化碳和一氧化碳气体，二氧化碳是重要的温室气体，一氧化碳是剧毒物质。电解铝企业在生产过程中会产生氟化氢，氟化碳、二氧化硫、硫化氢等多种有害气体和含氟颗粒，这些污染物若不加以控制势必对周围环境造成严重的污染。
1.2.2固体废弃物污染，在电解过程中，高温电解质会不断渗入电解槽内衬并与内衬组成发生化学反应，生成的新型化合物填充在槽内衬内造成内衬结构破坏，根据电解铝生产实践，电解槽平均3～4年就需要进行一次大修，大修时必须更换槽内衬和槽体耐火材料，废弃的槽内衬含有大量的氟化物和其他有毒物质，耐火材料含氟量较低，故废槽内衬属于高危废物，有关资料显示，电解铝废槽衬、耐火材料等固体废弃物产率为10～40kg/t-Al，若废槽衬处理不当还会造成二次污染，如堆放在露天场地的槽内衬和耐火材料会因雨雪的侵蚀造成氟化物渗入地下造成土壤和地下水污染，在大气侵蚀作用下致使废弃物表面风化产生有毒粉尘污染大气，故废槽内衬和其他废弃固体处理一直是电解铝企业着重解决的固体污染源。
1.2.3水污染，电解铝企业生产废水含有少量的氟化物和氰化物，若不经过净化处理直接排放则会直接影响地下水体水质；另外，企业生产和生活过程中产生的冷却水和生活污水也是电解铝企业周边污染的重要源泉。
2环境污染应对措施
2.1气体污染治理在铝电解反应的过程中所产生的硫化物、粉尘和氟化物可以通过干法净化系统对其进行有效的控制和处理，这种方法在使用的过程中不会产生无水化学反应，同时在生产中也不容易产生二次污染，这种方法通常是借助电解铝生产中所使用的氧化铝当做是吸附烟气中吸附有害气体的吸附物质，这样也就起到了净化环境和控制污染的作用。干法净化系统工艺是一个比较复杂的过程，它的流程相对较多，所以其所发挥的作用也是不容忽视的。在长期的实践当中我们发现，干法净化是当前电解铝生产企业处理有害烟气的一个非常重要的途径，其得到了十分广泛的应用。
2.2固体废弃物处理考虑到槽内衬和耐烧材料在电解铝企业生产中都是非常危险的废弃物，在对这些物质处理的过程中一定要严格按照相关的标准和规定对其加以处理，在生产过程中出现的碳渣可以借助阳极组装车间开展专业化的处理，在达标之后重新的利用，而已经损坏的阳极可以对其修理之后重新使用，生活废弃物一定要首先进行严格的分类，之后才能交给换位部门来进行全面的处理，对于其他固体废弃物的处理必须要充分的根据处理中应该遵循的原则和注意的事项来操作和进行。
2.3水污染处理针对含氟化物以及氰化物等一些污染物已经影响过的水体，一定要使用先进的水体净化装置进行处理，保证其已经达到环境保护的标准之后才能排放到大自然当中，对于冷却水而言，生产企业需要在生产中设置循环利用系统，从而在处理之后重复利用，也就是说，电解车间、煅烧、生阳极系统在生产和运行过程中所产生的冷却水一定要将其放入到冷却水塔当中进行充分的处理，铸造车间生产中所产生的冷却水要经过除油和冷却系统进行全方位的处理，冷却水在经过了全面的处理达标之后可以直接将其放入到循环系统当中加以应用，生活污水可以直接进入到污水处理厂加以处理。
3结束语
电解铝生产中会产生多种形式的污染物，如果在生产过程中我们不能采取有效的措施对其加以控制和处理，就可能会对自然环境造成十分严重的污染，所以在这一过程中，我们一定要按照国家的要求对污染物的排放加以严格的控制，同时它也成为了提升电解铝生产企业发展的一个有效的方法，在对电解铝废弃物进行回收和利用的过程中可以很好的提升企业的运行效率，同时也减少了企业生产中的成本投入，对环保性生产企业的建设有着重要的意义。
参考文献
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电解铝范文4
【关键词】电解铝；整流桥；PLC；监控系统；通信
现代铝工业生产，主要采用冰晶石―氧化铝融盐法，氧化铝是炼铝的主要原料，冰晶石是电解质的主要成分。直流电通入电解槽，在阴极和阳极上发生电化学反应。在直流电流的作用下，氧化铝中的氧在碳阳极上放电，生成气体CO2和CO。电解的不断进行，在阴极上沉积一层铝液，盛置在由碳素材料砌成的溶池内。国内有3种形式的铝电解槽：预焙阳极槽，自焙阳极侧插槽，自焙阳极上插槽，目前，预焙阳极槽得到越来越广泛的应用，槽电流也在逐步地增加，在国民经济中占着十分重要的地位[1]。
铝行业预焙槽生产工艺采用直流供电方式，实行连续不间断生产，生产中要求停电时间不得超过30分钟，若长时间停电，将对预焙槽产生不良后果，并直接影响工厂经济效益。电解铝整流系统构造复杂、体积庞大，维修和维护极为不便。因此，实时掌握和了解直流电源系统的工作状况显得极为重要，保证直流供电系统的可靠性和安全性。所以，一套安全可靠的电解铝整流桥监控系统对于现代铝工业生产至关重要。
1.监控系统总体设计
本设计针对配置了6台整流机组的铝电解槽，为保证供电可靠性及检修便利性，整流桥主接线采用双母线连接方式。结合主接线，保证监控系统的可靠性，当其中一个整流桥的监控系统故障后不会影响其他整流桥的监控状态，因此该监控系统采用1个整流桥配置1套PLC控制柜的方案。然后每个整流桥的控制柜通过现场总线跟一个总调PLC相连接。总调PLC通过工业以太网与上位机相连接，实时监测整流所的运行状态，并能进行远程控制，保证了电源的供电可靠性。现场采用PROFIBUS-DP总线，其具有传输介质简单、安装维护方便、容易进行扩展、可靠性高等优点。工业以太网连接其强大的通信能力保证数据的准确，可靠的，传递到远程监控中心[2]。系统控制总图如图1所示。
2.单台整流桥监控系统的设计
2.1 监控系统的控制对象
电铝整流系统共设6套整流装置，每套整流装置由一台调压整流变压器及两台硅整流柜及相应辅助设备构成一套独立的整流系统，并分别配置于独立的间隔内，每套整流装置的保护单元配置于各自的整流装置间隔内。每套整流保护单元含一套PLC控制系统，PLC采集的所有报警信号及状态信号（含变压器油风冷却器、整流柜的水 风冷却器、直流大电流刀开关、直流传感器、有载调压开关等设备的工作状态及控制信号）都能进入站级微机，站级微机通过PLC直接设定和调整直流系列的输出和远控[3]。
监测系统包括各电力设备电量测量AI和各状态量DI、测量各回电流、电压及有功功率，无功功率、电度、功率因素等计算电量，监视各设备各种状态。各电量、各状态通过监测装置通讯口向工控机报告。
2.2 系统控制原理设计
本系统单台监控装置由西门子S7-300和上位机WINCC构成，上位机（内插SIEMENS CP5611卡）与整流控制系统通过SIEMENS的现场总线PROFIBUS-DP通信.PLC扩展为2个开关量输入模块，一块开关量输出模块，一个模拟量输入模块。
该系统可实现在上位机对整流器、直流刀闸、纯水冷却器、有载开关、变压器、油风冷却器及高压断路器等整流供电设备的远程操作控制及其故障报警和状态显示，完成各单机组和总系列的电流设定和自动稳流调节控制，完成各机组有载开关升降压综合控制功能。整流系统被监测的模拟量有输入电压、电流，直流电压、电流，单只可控硅导通电流，可控硅触发角等。开关量有熔断器、变压器瓦斯、油温等。
控制采用的是比较控制原理[4]：当整流变压器具备条件会给槽控机一个允许升降负荷的提示，为开关量点，只有当整流器输出的正刀闸和负刀闸都处于闭合状态（状态量进入槽控机），整流柜打到远程控制状态才可以开始远程控制，如果以上条件都满足了，就可以开始由槽控机来控制电流的升降。当电流升（降）到一个固定值的时候切除（投入）极化装置，升降过程中要求设定电流最终值、两次指令输出间隔时间；在确定以后就可以手动的输入一个目标值，经过不断的发出指令到整流器的继电器实现整流器电流的升降，然后目标值不断的与实际测量值进行比较，如果有偏差就会继续发出闭合指令，直到偏差在允许的范围内才会停止。凭借以上原理来实现自动的升降电流。
3.通信的实现
整套整流控制系统由7个PLC柜组成，六套整流机组各对应一台PLC柜，1个PLC柜做为统调。7台PLC相互形成网络并最终与上位机通讯。整流桥与总调PLC之间的通信采用PROFIBUS-DP。PROFIBUS-DP是一种经过优化的高速而便宜的通信模块，专用于对时间有苛刻要求的自动化系统中单元级控制设备与分布式I/O之间的通信，属于多主通信方式，使用PROFIBUS-DP可以取代价格昂贵的24V或4―20MA的模拟量信号传输。
4.上位机的软件设计
4.1 上位机与PLC的通信
本系统采用S7-300的经济型串行通信处理器模块CP340。CP340与就地PC之间通过RS-232C（V.24）接口进行数据交换，数据交换根据双方约定的规则即通信协议进行。通信协议的要点包括波特率、字符格式、字符间隔、开始传输的条件以及如何保证传输信息完整等内容。CP340内部固化有ASCII和3964（R）两种标准协议，可以与多种设备进行数据交换。ASCII协议是与外部系统相连接的简单协议，带有文本字符的起停或块检查字符，接口的握手信号由用户程序查询和控制。3964（R）协议用于连接西门子设备及第三设备，是由西门子公司进行标准化的并且对外开放的协议。
4.2 监控主界面设计
监控主界面实现采用SIMATIC WinCC Ex-plorer 6.0设计，主界面有各机组直流电流，直流电压的设定和监控，各机组的工作状态，纯水压力，温度，各机组的触发角和个机组的故障记录组成。通过主界面可以查询具体的故障报表，整流机组的直流电流曲线，和对故障后的报警处理。主界面的数字根据现场的需要实现实时的数据交换，到达实现监控各整流机组的状态。对于机组的控制装置通信，机组工作状态，工艺连锁，刀开关状态，断路器状态采用指示灯显示，绿色代表投入运行，红色代表退出运行或者运行故障。该界面对每一台机组都设置了一个故障报表，对运行过程中产生的故障记录，方便检修人员和运行人员及时故障分析，排除故障。机组直流电流电压可以根据当前生产需要人为的输入直流电流电压的大小来改变各机组的整流情况。同时霍尔元件采集的当前直流电压，直流电流的大小也在主界面上显示出来，实现跟踪显示。
5.总结
针对电解铝大功率直流电源的监控保护系统，研究设计了PLC控制与PC监视相结合的监控系统。该系统主要完成工业控制中数据采集、显示和远方控制；对运行数据进行分析，监测系统目前的状态；对历史数据进行分析，预测电源的运行状态。对于电化学整流电源来说，可靠、安全运行是必要的。该系统在现场运行一年，整体情况良好，系统稳定。
参考文献
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电解铝范文5
[关键词]余热发电；电解铝；阳极炭素；应用
中图分类号：TQ127.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0001-01
1 余热发电的技术特点
余热发电是利用燃料燃烧过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能，同时有利于环境保护。余热发电具备如下特点：（1）以热定电。由于整个系统热负荷是不稳定的，例如：有的生产是周期性的，有的高温产品和炉渣的排放是间断性，有的工艺生产虽然连续稳定，但热源提供的热量也会随着生产的波动而波动，因此余热发电需根据生产用热的余压量或生产过程中产生的余热量来决定发电量。（2）热源含尘量大。含尘数量大超过一般的锅炉，容易粘结、积灰，从而对余热锅炉产生严重磨损和堵塞。余热锅炉入口前需进行除尘处理。（3）热源有腐蚀性。余热烟气中常常含有SO2等腐蚀性气体，在烟尘或炉渣中含有各种金属和非金属元素，这些物质都有可能对余热锅炉的炉膛及受热面产生高温腐蚀或低温腐蚀。（4）安装场地受限。由于受整个工厂系统等的限制，在设计安装余热发电系统时需统筹规划。
2 电解铝企业应用烧结余热发电原理、流程及特点
电解铝行业烧结余热比较多，它的温度也会在300～400℃，足以用来进行余热发电。在这笔者结合电解铝烧结冷却机的余热分布特点，提出一种改进的余热发电系统，单独利用烧结矿下落进入冷却机段的高温余热（400～500℃）来加热（高温）过热蒸汽，然后该部分余热资源和中段中低温余热（300～360℃）混合利用，来加热低温过热蒸汽，并产饱和蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，从而带动发电机发电。
它的具体流程是，给水经给水泵进入余热锅炉，经废气加热后，一部分变为过热蒸汽，进入汽轮机作功发电。则另一部分经余热锅炉低温段加热后，产生过热或饱和蒸汽进入汽轮机相应低压进汽口作功发电。冷凝水经低压省煤器后由中压锅炉给水泵供给低压汽包，低压汽包具有自除氧功能，就会实现一个完整的热力循环。电解铝企业烧结余热发电流程具体如下所示：
在这它的特点具体体现在烧结余热热源品质整体较低，低温部分占比例大；在烧结生产中因设备的运行不确定性，短时间停机不可避免，造成烧结烟气不连续性。还有在烧结过程中，随着烧结矿在烧结机上的烧成情况不同，其烟气温度也不同。这是我们要注意的。
3 中国电解铝阳极炭素产业应用发展现状及制约因素
3.1 应用发展现状
自上世纪90年代以来，我国针对电解铝阳极炭素工业的发展，制定了“优先发展铝”这一重大方针，纵观近年来工业投资情况，电解铝行业明显得到了倾斜。戒指2014年止，我国电解铝产量早已在2000万吨以上。自2002年起，我国电解铝产量在全球居于第一，而当时的数据显示电解铝产量占全球总产量的17.2%（1）。我国电解铝产业的发展除受全球经济危机影响外，这些年发展势头一直趋于稳步增长。
我国电解铝阳极炭素产业分布的范围相当广泛，全国除去部分地区如北京、上海、、天津、海南、黑龙江及广东外，其余省、市地区都有分布。我国电解铝产业以西部地区为主，西南地区是我国电解铝产量最为集中地区，年均产量占据全国数据的41.89%。其中四川、云南、广西、贵州等省及自治区已经将铝工业作为重点发展的经济产业支柱。
电解铝企业余热发电技术目前虽然深受电解铝企业的喜爱，但在烧结环冷机余热发电技术方面还有一定的技术难点，这也导致一些电解铝企业对它望而却步。它的比较突出的技术难点是发电系统对主蒸汽的品质要求很严，而现在的烧结系统热力系统非常不稳定，废气温度波动范围在±100℃以上，造成主汽温度的波动超标，严重威胁汽轮机的安全性、稳定性和寿命。
再有就是烧结余热发电机组运行效率不高。烧结余热发电机组对烟气流量及温度均有一定要求，实际运行中，运行效率受烧结设备大小、生产工况等多方面影响，余热回收系统的工作参数变动，输出的压力、温度、流量随之变化，导致发电机组的运行效率不高。
除此之外还有烧结冷却机废气流量很大，同时它的高温段和可利用部分中温段废气的平均温度在330-450℃之间，可利用的余热资源属于中低温余热，质量不高，回收利用难度较大。
3.2 制约因素
随着国际能源价格的不断上升与调整，对于我国电解铝阳极炭素工业的发展形成了制约。近年来随着经的告诉发展，电力能源的使用逐渐加大，我国电价也逐渐上升，一方面由于世界煤炭价格的上升带动国内煤价，同时由于交通条件的有限，煤炭需求供给出现不平衡，从而也带动煤价上涨，致使电能价格上调，影响当前电解铝阳极炭素产业的发展。
4 烧结余热发电在电解铝阳极炭素产业中的应用
烧结余热发电是指烧结工艺生产过程中，烧结机尾落矿风箱及烧结冷却机密闭段产生大量的高温废气，由余热回收设备收集后，用引风机引入锅炉并加热锅炉内的水产生饱和蒸汽，推动汽轮机转动带动发电机发电。从能源利用和经济学角度看，采用烧结余热发电，符合能级匹配的原则。目前国内烧结余热发电技术比较成熟的有4种形式，分为单压、双压、复合闪蒸和补燃余热发电技术。在相同的条件下，双压余热发电技术实现了烟气热能的梯级利用，其发电能力是最高的。马鞍山钢铁股份有限公司是我国最先应用烧结余热发电的，2004年把从日本引进的烧结机余热发电装机进行了大量技术革新，2005年9月正式投产使用，填补了我国利用烧结余热发电的空白。此后，许多大型电解铝阳极炭素公司也相继开始利用烧结余热技术发电。运行过程中，针对烧结余热发电技术存在的问题，提出烧结余热发电系统与高温空气燃烧技术相结合的发电系统。它是在原有烧结余热发电技术的基础上，将回收烟气余热、高效燃烧和降低有害气体排放等技术有机结合。利用蓄热式燃烧器在蒸汽过热炉中燃烧来提高汽轮机进口蒸汽的压力和温度，通过补燃少量煤气来提高蒸汽品质，从而提高发电效率和减少对设备的损耗。这样即使在冬春季节也能使余热发电系统正常运行，在满足电解铝阳极炭素自用的基础上可并入企业电网。
5 结语
总之，我国电解铝阳极炭素生产工艺流程长，工序多，且主要以高温冶炼、加工为主，生产过程中产生大量余热能源，主要来自烧结机烟气显热、红焦显热、转炉烟气及加热炉炉底的余热回收装置等，各种余热资源约占全部生产能耗的68%。电解铝阳极炭素行业余热发电将迎来发展期。
参考文献
[1] 徐树伟等.电解铝企业烧结余热发电技术发展探讨[J].工业锅炉，2010（05）.
电解铝范文6
关键词：电解铝；环境；污染；治理
中图分类号：X758 文献标识码：A
在生产电解铝时，会产生一定的固体废弃物以及废气等一些有害气体，如果没有及时得到有效的治理，就会对水、空气以及土质造成很大的伤害，对此，必须要强有力地对这些废弃物进行治理，达到国家制定的安全硬性标准，与此同时，也要不断地提升电解铝企业的自身控制条件，找出有效的解决方法，提高企业的生产工艺，必须应用环保设备，从根源上对污染进行处理，另外，我们也要注意的是，制定处理电解铝废弃物时必须要有重点性的，要有选择性地进行，再对废弃物做回收利用处理，不仅节约了成本，也保护了环境，这也是电解铝企业可持续发展的一个必然条件。
一、电解铝产生主要的污染物
（一）在电解铝企业的生产过程当中最主要的就是对大气环境造成的一定影响。在铝冶炼的过程当中，就是通过冰晶石一氧化铝进行溶融电解的方法来生产的，而它的主要原料必须要达到相应的熔融点才能发挥出作用，并且温度是非常高的，但是在此期间就会生产一些扬散的问题，从而也就对环境造成了一定的污染。在生产电解链的过程中，必须要用冰晶石，其中所含有的氟量是非常大的，同r也会存在很多的杂质，所以在高温的作用下就会生产水蒸汽与氟的反应，也就形成污染气体。与此同时，在高温的作用下，电解槽中也会存在氯化铝的电解升华，形成氯化物，并且慢慢地进行挥发，也就是扬散的含氟粉尘。由于电解铝的过程当中会应用到冰晶石以和氧化铝等材料，而这些原材料都是粉末体的，所以无论是在搬运的过程中还是在生产的过程中都是对空气造成一定的影响，进行不断地散发，这也就成为电解铝企业主要的污染源。再者，在进行电解氧化铝时会产生很多游离氧，同时会移动向阳极，当二氧化碳与这些阳极产生反应时就会通过气体向外排出，造成环境的污染。在电解铝生产当中还有一种污染就是阳极糊，它主要是通过沥青和碳素所构成的，如果在生产时没有做预焙处理，那么就会从阳极糊当中形成一种像沥青物质的污染物。由于沥青是一种具有黏合性成分的工艺，所以如果通过电解时进行排出，那么会存在很严重的致癌物质。所以说在电解铝的生产当中会存在很多种的污染因素，如果没有得到及时的控制那么就会对空气造成严重的影响。
（二）在电解铝的生产过程当中也会对水源造成一定的污染。在生产废水当中主要包括有石油以及氟等有害物质，一旦超量超标的排放，那么对水源就会造成严重的影响。在通常条件下，作为电解铝企业所产生的工业废水都是来自于机械冷却时生产的，对于企业而言这也是非常严重的一个问题。
（三）噪音问题也是电解铝企业生产的一个污染因素。其中包括了电解系统的噪音以及在各个阳极系统当中产生的噪音，而振动筛的噪声与排烟机的噪声由为强烈。
（四）在铝电解操作时，由于阴极的碳素内衬与一些筑炉材料会受到不同程序的侵蚀，主要是来自于钠和铝等材料，由此会从中吸附一些含氟盐，在这个过程当中也会受到应力的作用，从而导致内衬破损以及槽变形等问题。由于在应用一段时间后，电解槽会受到不同程度的影响会进行大修，在这个过程当中必须要全清除掉槽内的碳素以及筑炉材料，而产生一定的废渣，在废渣当中又会存在一些氟化物，并且含有大量的氟，同时就会渗出浓度较高的液体，一旦液体当中的氟化物超标时，也就是所谓的污染物。
二、主要的治理方法
（一）首先，作为电解铝企业必须要不断地提升自己的行业技术。作业电解铝的生产企业如果要不断要达到可持续发展的状态，不仅要吸取一些先进技术，同时也要对自身的不足进行改进，降低污染，节约能耗，对企业周边的生态环境要做到保护，改进生产周边的生态效益，达到一个良好的生态环境，做到废物可循环利用，打造成为一个绿色的生态系统。其次，在工业厂区可以建造一个生态防护林带，进而来保护环境，防治污染，达到一个改善的作用。绿色不仅可以美化环境，还可以减少污染，具有调湿和调温的作用，在降噪音与净化空气等方面都能起到一个良好的保护作用。所以作为电解铝企业必须要提高绿化，这为企业在日后长远的发展上起到了很大的作用，也是辅助建设项目的一个基础，减少对周边环境的污染影响，起到了一个生态防护的作用，这也是电解铝生产企业一个有效的发展措施。最后，在生产过程当中会产生很多废弃的材料，可以通过把它们回收循环再利用，不仅减少了铝的消耗，同时也节约了能源。我们知道在制造铝能源过程当中，一般是不会被流失的，所以再加工时我们可以把它们再次激活应用。
（二）在铝电解的反应当中会产生一定量的粉尘，硫化物等气体污染，而这些有害气体可以应用干法净化系统做一个有效的处理和控制，应用这种方法时一般不会发生无水的化学反应，也不会造成二次污染，应用这种方法最主要的就是通过氧化铝吸附了有害气体，达到一个净化的作用，同时也控制了污染因素的产生。由于干法净化系统是相对较为复杂的一项工艺，所以工艺流程也是相对烦琐的，但它的作是也是较为明显的。通过长期应用我们也发现这种方法可以有效减少电解铝生产出的有害气体，在日后的生产中其用途也是非常广泛的。
（三）在电解铝生产当中，水污染是普遍存在的问题，这也是急需我们去解决的。在水体当中含氟化物是一种重要的污染物，所以在处理时必须要应用先进的净化设备去处理，从而来确保达到标准时再排放到大自然当中。生产过程当中会产生一些废弃的冷却水，作为生产企业可以利用循环装置进行处理，再反复的利用，在冷却水达到处理指标后再把它放入到循环系统当中。
（四）处理固体废弃物也是治理污染的一项重要条件。生产企业都知道，在耐烧材料以及槽内衬都是生产过程当中非常危险以及较多的废弃物，所以在处理这些物质时必须要严格根据国家的相应标准进行处理。并且在生产当中会存在一些碳渣，在处理时我们就必须要借助阳极专业化标准进行操作，达到标准后再进行利用，如果一些阳极受到了损坏可以修理后再应用。对于处理其他废弃物时必须要进行分类处理，严格按照注意事项来操作，遵守原则。
结语
在治理电解铝企业生产存在的污染时，我们必须要应用强有力的方法对这些废弃物进行治理，达到国家制定的安全硬性标准，与此同时，也要不断地提升电解铝企业的自身控制条件，找出有效的解决方法，提高企业的生产工艺，必须应用环保设备，从根源上对污染进行处理。治理时，必须要突出重点，要有选择性的进行，再对废弃物做回收利用处理，不仅节约了成本，也保护了环境，这也是该行业可持续发展的一个必经途径。
参考文献
[1]谢静.电解铝废槽衬环境污染分析及对策[J].河南林业科技，2008（2）：45-46.
[2]田京洲，郑余良，牛平文.电解铝侧插自焙槽技术改造与环境保护[J].中国钼业，2007（5）：122-123.
