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迪拜铝业、美国铝业电解槽技术应用

   日期:2016-10-31     来源:网络    浏览:1882    评论:0    

    2006年以来,迪拜铝业公司(Dubal)一直在开发自己的专利电解槽设计——DX技术,现在已经对360kA的电解槽试车投产,产能达2.78吨/槽/日,电流效率超过95%,能源消耗12.95千瓦时/公斤。

电解槽由槽体、阳极和阴极组成,多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开。按电解液的不同分为水溶液电解槽、熔融盐电解槽和非水溶液电解槽三类。当直流电通过电解槽时,在阳极与溶液界面处发生氧化反应,在阴极与溶液界面处发生还原反应,以制取所需产品。对电解槽结构进行优化设计,合理选择电极和隔膜材料,是提高电流效率、降低槽电压、节省能耗的关键。

电解槽车间

    从1979年开始,迪拜铝业公司一直在铝冶炼工艺上不断创新以生产世界上最佳质量铝产品并获得最大工作效率。公司的研究开发重点放在高电流还原电解槽技术上,这一技术可以在保持环境保护的最高标准的同时改进劳动生产率、产能和效率。

    近年来,在迪拜阿里山(Jebel Al)的迪拜铝业公司电解铝联合企业的每一个扩建项目都采用了比从前更为先进的技术。公司自主的电解槽技术的开发和工艺上的应用,在单位能耗方面具有特殊的优势,现有八条电解生产线总共1573个电解槽,平均电耗为14.65千瓦时/公斤铝。

    近年来,迪拜铝业公司研究开发活动的重点是新建电解铝厂项目的高电流电解槽的开发,这和迪拜铝业公司到2015年成为世界五大顶级原铝生产商的雄心状态同步,其在新建电解铝厂开发的核心业务中部分实现,可以重复提供迪拜铝业公司的工业专长和先进技术。

    DX技术
   
    迪拜铝业公司的努力促进了公司注册专利的DX技术的发展,2006年开始DX技术工作电流为340kA,第一代DX电解槽作为样板电解槽在迪拜铝业公司的五台电解槽中间试验生产线上试车。铝工业三位全球顶级专家对中间试验DX技术的生产能力进行综合研究后确认这些电解槽运行稳定且坚实。2007年随着对电解槽设计、部件、阳极结构、槽壳、工艺控制、母线汇流排槽上部结构和生产操作实践的一系列改进,引进了第二代DX电解槽。2008年2月,迪拜铝业公司在阿里山电解铝厂第8条电解生产线上,对40个经过改进的DX电解槽在工业化生产条件下进行试车。第二代DX电解槽在350kA和360kA电流下运行非常成功(在360kA电流下效率为95.7%,单位能耗为12.95千瓦时/公斤铝),有效表明了在工业规模下DX技术的优异效能,并使DX技术成为可提供的最佳技术水平。目前正在试验370kA电流,可以提供最佳级别净单位能耗低于13.05千瓦时/公斤铝,长期电流效率高于95.2%。迪拜铝业公司的总目标是继续提高工作电流。

    DX技术还有其他几个优势:DX技术改进了能源效率,使电解铝生产降低了对环境的影响,碳消耗较低,低于0.408公斤/公斤铝,DX技术产生阳极效应最少,(0.01阳极效应/槽/日,平均值),明显减少高氟化碳排放数量,这使DX技术成为市场上可提供的最清洁的技术之一。DX电解槽还提高了劳动生产率,在365kA电流下生产能力为2.81吨/槽/日,在360kA电流下为2.78吨/槽/日,优异的蠕变潜力显示每台电解槽更多的能量。另外,建设采用DX技术的电解铝厂,每吨铝成本明显低于采用其他技术建设的电解铝厂的吨铝成本,建设周期明显短一些,所以采用DX技术的电解铝厂的总成本远远低于与之竞争的电解铝技术应用的电解铝厂的总成本。

    一揽子交易
   
    重要的是迪拜铝业公司有能力提供一整套完整的终端——终端服务方案,利用DX技术作为一个平台,这一揽子交易包括下述服务:先进的银行技术,工程,项目开发,资金,长期原材料供应,全球市场销售和销售网络,培训和获奖生产实践。提供一套综合工程作为技术特许协议的一部分内容(包括说明书,图纸,培训等)为每一项目安排有经验的支持小组,支持DX技术应用实施。这包括派第二个专家小组去新建电解铝厂现场和安排迪拜铝业公司专业技术人员去不同的项目现场指导工作,迪拜铝业公司的DCCU电解槽控制系统和DX技术一起安装在电解槽上,从而有效解决了用户对其他技术供应商的依赖。
新建电解铝厂

    DX技术已经确定用于新建电解铝厂的开发,并且已通过其与穆巴达拉开发公司的联盟承诺,这些新建电解铝厂项目的第一个是阿布扎比Al Taweelah的Emal电解铝厂项目,分两阶段建设产能 140万吨/年电解铝厂,第一阶段建设756个电解槽,产能70万吨/年,于2009年12月开始建设。

    2007年10月,迪拜铝业公司和Emal签订了DX技术特许协议,迪拜铝业公司还原电解槽技术特许协议提供通过综合工程和生产文件资料采用迪拜铝业公司最现代化技术使用的特许,通过试车起动和生产的服务,全面培训和技术开发还有不断来自迪拜铝业公司的技术支持作为特许服务。到2008年4月,迪拜铝业公司已经向Emal电解铝厂开发和管理小组交付了一个综合技术一揽子方案。该方案详细介绍了如何运行、实施和起动DX技术电解生产线。这一方案包括有约600张图纸,技术规范、表格和规程。运行一座电解铝联合企业在所有方面的培训工作已经由迪拜铝业公司在迪拜向约2000名Emal员工提供。

 美国铝业公司的预焙槽技术

美国铝业公司开发出9种预焙槽,电流强度一种比一种的大,在公司所属的各铝厂运转:侧对侧的端部提升式的N-40、T-51、P-75、P-88型预焙槽,侧对侧的端部提升式的P-100、P-155、A-697、P-225、及A-817型预焙槽。 在上世纪40年代,美国政府为适应战争需要委托美国铝业公司建设了7座铝电解厂,全部采用该公司尼亚加拉瀑布城(Niagara Falls)铝厂N-40型、50 kA的端部提升的中间下料预焙槽。这些工厂中的纽约州的布鲁克林(Brooklyn)铝厂、纽约州的马塞拉(Massena)铝厂、加利福尼亚州的莱文赛德(Riverside)铝厂已关闭;

其他的铝厂在第二次世界大战后卖给其他的铝业公司:凯撒铝及化学公司买下了米德铝厂(Mead),雷诺兹金属公司购买了琼斯迈尔斯(Jones Mills)铝厂与特劳特达尔(Troutdale)铝厂,温哥华(Vancouver)铝厂卖给了纳尔科(Vanalco)铝业公司。在这4个铝厂中,除了琼斯迈尔斯铝厂外,其他的都仍在运转,但都经过现代化的技术改造。印度欣达尔科铝业公司(Hindalco)1974年在印度雷努库特(Renukoot)建的铝厂采用的技术就是经过全面现代化改造的米德型预焙槽。 上世纪50年代美国铝业公司采用端部提升T-51型预焙槽建成了罗克代尔(Rockdale)与韦纳奇(Wenatche)铝厂。

T-51型槽的改型为P-75型槽,电流加大了,马塞拉(Massna)铝厂装备的是这种槽,而沃里克(Warrick)铝厂则用的是另一种改进型槽——P-88。60年代,罗克代尔、韦纳奇、沃里克铝厂安装全球首批4向提升机的P-100型预焙槽。 现在有5个生产的铝厂用的是美国铝业公司P-155型电解槽技术,170 kA,2台侧部提升机,点式加料,该技术于1969年投产,这5个铝厂是:格兰德湾(Grande Baie)铝厂,拉特利尔(Laterriere)铝厂,波因特亨利(Point Henry)铝厂。巴丁(Badin)铝厂,锡布里(Sebree)铝厂。美国铝业公司的A-697型预焙槽(180 kA,双侧提升,点式加料)于1977年开始服役,有3个厂采用:霍利山(Mt. Holly)铝厂;纽马德里(New Madrid)铝厂,圣路易丝(Sao Luis)铝厂。

美国铝业公司于1970~1972年建成的田纳西铝厂(Tennessee)与自1975年以来建设的马塞拉铝厂用的是Alcoa P-225 预焙槽,225 kA,四面提升,点式加料,该槽阳极移动可单独控制。美国铝业公司开发的A-817型电解槽已在澳大利亚波特兰(Portland)铝厂投产,300 kA,5台提升机,点式加料。 一直在连续运转的美国的最老铝厂是1903年产出第一块原铝锭的马塞拉铝厂,巴丁铝厂是美国铝业公司1919年从普基铝业公司购买的,当时该厂正在建设。

 
标签: 电解槽 电解铝
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