[发明专利]全石墨化阴极铝电解装置与不停槽调整负荷柔性控制工艺

说明书

本发明属于电解铝技术领域，涉及全石墨化阴极铝电解装置与不停槽调整负荷柔性控制工艺，该电解装置包括支撑保护层、隔热层、防渗层、导电层、阴极炭块层与电解层；该工艺包括：电解装置找平，燃气焙烧，电解装置启动运行；获取电解装置的电解液容器的容积数据，通过实验确定电解装置的电压随时间变化的电压值；电解装置启动运行后根据实验结果逐天设定电解装置的电压值，调节电解液分子比并进行温度柔性调整。本发明解决了铝电解生产难以在不停槽的前提下实现调整运行负荷的难题。

技术领域

本发明涉及电解铝技术领域，具体而言，涉及全石墨化阴极铝电解装置与不停槽调整负荷柔性控制工艺。

背景技术

在铝电解槽生产过程中经常存在需要调整负荷以满足限电等用电要求，铝电解生产企业最常用的方式是停槽，在限电结束后对停运的电解槽进行二次启动，二次启动的电解槽内衬更容易氧化，增大电解槽的运行风险，且二次启动后指标劣化严重，需要提前进行大修，增加企业维修成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供全石墨化阴极铝电解装置与不停槽调整负荷柔性控制工艺。

第一方面，本发明提供了全石墨化阴极铝电解装置，包括支撑保护层、隔热层、防渗层、导电层、阴极炭块层与电解层；

所述支撑保护层设置在电解装置底部，且所述支撑保护层的外侧延伸至所述隔热层与所述防渗层的外侧；

所述隔热层设置在所述支撑保护层的上方；所述防渗层设置在所述隔热层的上方；所述导电层设置在所述防渗层与所述阴极炭块层之间；

所述导电层包括导电体与绝热板，所述导电体穿过所述绝热板；该所述导电体的上面以及所述绝热板的上面与所述阴极炭块层接触，且所述导电体的端部延伸至所述阴极炭块层与所述支撑保护层的外侧；

所述阴极炭块层包括全石墨化阴极炭块；

所述电解层包括设置在所述全石墨化阴极炭块周围的挡板，所述挡板与所述述全石墨化阴极炭块形成电解液容器；所述电解液容器内设置有电解槽。

第二方面，本发明提供了基于全石墨化阴极铝电解装置的不停槽调整负荷柔性控制工艺，包括：

电解装置找平，燃气焙烧，设定燃气焙烧时间，电解装置启动运行；

获取所述电解装置的所述电解液容器的容积数据，根据所述容积数据通过实验确定电解装置的电压随时间变化的电压值；

通过铁炭压降仪检测所述全石墨化阴极炭块与所述导电体之间的节点压降，使得所述节点压降小于第一设定电压；

电解装置启动运行后第一个月与第二个月的若干天数，根据实验结果逐天设定电解装置的电压值，调节电解液分子比，并进行温度柔性调整，保持铝水平高度不高于第一设定高度，以及保持铝液水平不高于第二设定高度；

在第二个月若干天数后以及第三个月，根据实验结果逐月设定所述电解装置的电压，调节电解液分子比，并进行温度柔性调整。

本发明的有益效果是：

(1)采用全石墨化阴极炭块结构能够实现电解槽低炉底压降生产，降低电量损耗，全石墨化阴极炭块具有良好的导热性和导电性，能够承受较高的电流，同时全石墨化阴极炭块的钠膨胀率远小于石墨质阴极炭块，电解槽炉底压降随生产时间的增长变化更平缓；

(2)该全石墨化阴极铝电解装置为强保温内衬结构，有利于电解槽区域及整体的热平衡，解决大面扎糊在焙烧后收缩较大散热能力较差的问题，能有效防止钠蒸汽的渗透对保温材料的侵蚀，吸收阴极炭块在电解槽启动和生产过程中受热和吸钠产生的膨胀量，减少阴极炭块的上拱；

(3)正常生产期确立恒定铝液液位的控制电压更有利于防止铝液侧漏，同时可以减少散热；在电解槽焙烧启动后期管理期间，实现铝水平控制，起到防止铝液侧漏降低电解槽散热；