Снижение омических потерь напряжения на газосодержащем слое электролита электролизера с самообжигающимся анодом | Научно-инновационный портал СФУ

Снижение омических потерь напряжения на газосодержащем слое электролита электролизера с самообжигающимся анодом

Перевод названия: Decreasing of ohmic loss of stress at gas-containing elcectrolyte layer in electrolytic cell with self-baking anode

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2014

Ключевые слова: государственная политика, ресурсосбережение, state politics, energy efficiency, analysis, aluminum electrolysis, self-baking anode, electrolyte, gas-containing layer, voltage loss, energy and resource saving, энергосбережение, анализ, алюминиевый электролизер, самообжигающийся анод, электролит, газосодержащий слой, потери напряжения, энергетическая эффективность

Аннотация: Представлен анализ потерь напряжения на газосодержащем слое электролита в электролизере с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом. Предложено техническое решение, направленное на уменьшение толщины газосодержащего слоя между угольным анодом и расплавом электролита, где омические потери напряжения достигают 400 мВ, а расход электроэнергии на преодоление его сопротивления достигает 1400 кВт·ч/т Al и более. Уменьшение толщины газосодержащего слоя существенно снижает омические потери напряжения, в 1,5-2,0 раза. Таким образом, сокращается потребление электролизером электроэнергии, в среднем на 700-1000 кВт·ч/т Al, что эквивалентно увеличению выхода по току на 2-3 %, а также улучшаются его энергетические экологические показатели, что соответствует государственной политике России и ведущих стран мира в области энерго- и ресурсосбережения. Внедрение предлагаемого технического решения обеспечивает достижение энергетических показателей электролизера с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом на уровне, близком к уровню энергетических показателей электролизера с предварительно обожженным анодом, на данный момент являющегося наиболее энергоэффективным. Уменьшение толщины газосодержащего слоя обеспечивается отводом части газов, образующихся в процессе коксования и окисления анода, через трубы, запеченные в тело анода и соединенные с системой газоотсоса. В средней части трубы перфорированные, в нижней - оборудованы газопроводящей пробкой с высокой пористостью, которая может быть изготовлена спеканием подштыревой анодной массы с высоким содержанием связующего. Перфорация в средней части обеспечивает удаление газов коксования анода из зон их образования в систему газоотсоса, минуя «традиционный» путь - через тело анода под газосборный колокол, что способствует получению более плотной структуры спеченного анода. Наличие в нижней части трубы газопроводящей пробки предохраняет расплав под ней от замерзания и забивания им трубы. Уменьшение объема газов, проходящих под подошвой анода, снижает интенсивность образования локальных волн на поверхности металла, колебания междуполюсного расстояния и частоту забивания подколокольного пространства оплесами и отложениями. Layer in electrolytic cell with self-baking anode and upper current lead. There was offered a technical solution, aimed at reduction of gas-containing layer thickness between carbon anode and electrolyte melt, where ohmic voltage loss reach 400 mV voltage, and power consumption for its resistance overcoming reaches 1400 kW·h/t of Al and more. Reduction of gas-containing layer thickness significantly reduces the ohmic voltage loss by 1,5-2,0 times. Thus, the electrolytic cell consumption of electricity is reduced by 700-1000 kW·h/t of Al in average, which is equivalent to increase of current efficiency by 2-3%. According to this, energetic environmental indicators are improved, which corresponds to the state politics in Russia and world leading countries in the area of energy- and resource-saving. Implementation of offered technical solution provides the energy performance of a cell with self-baking anode and upper current supply at the level, close to the energy performance level of prebaked anode, which is currently the most energy efficient. Reduction of gas-containing layer thickness ensures the removal of gases, produced during the coking process and oxidation of anode through the pipe and baked anode body, and connected to the venting system. The pipes, placed in the middle part, are perforated, where the pipes, placed at the bottom, are equipped with high porous gas transmission plug, which can be manufactured by sintering of under-stud anode mass with high binder content. Perforation in the middle part provides the removal of anode coking gases from their formation areas into gases removement system, passing the “traditional” way - through anode body under the plenum anode electrolytic cell, which contributes to more compact structure of sintered anode. Due to the lower part of the pipe, a porous plug prevents the melt from freezing and clogging pipes. Reduction of amount of gas, passing under the base of anode, reduces the intensity of local formation of waves on the surface of metal and the size of gas bubbles, entering the plenum cell.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Цветные металлы

Выпуск журнала: 8

Номера страниц: 46-49

ISSN журнала: 03722929

Место издания: Москва

Издатель: Закрытое акционерное общество "Издательский дом "Руда и металлы"

Авторы

  • Шахрай С.Г. (Сибирский федеральный университет)
  • Белянин А.В. (ОАО «РУСАЛ Красноярск»)
  • Кондратьев В.В. (Иркутский национальный исследовательский технический университет)
  • Лапаев И.И. (ООО «РУСАЛ ИТЦ»)

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.