1.本课题确定的研究目标与任务需求分析 1.1项目目标： 预焙阳极铝电解槽的阳极使用周期一般在28-31天，当阳极达到使用周期时，换下来的残极温度约为930℃，所以残极带有大量物理热，同时对周围环境换造成烟气污染与热辐射。在研究过程中我们采取一定方法，将残极热量有效的用于加热新极，使残极温度在8小时左右达到230℃以下；或将残极热量以其他有效方式回收利用，达到降低铝电解能耗、减少残极热量浪费与环境污染的目的。 1.2需求分析： 1.2.1为我国铝电解工业健康、良性发展提供必要理论基础。 我国是铝电解生产大国，进入21世纪，铝电解关键技术取得了长足发展，年产原铝量占世界总量的45%以上。十二五期间，西北地区尤其是甘肃省铝电解行业发展迅速，自2011年至今相继有中铝连城分公司、甘肃东兴铝业有限公司、新疆希望铝业有限公司等多家企业都建成投产了500KA预焙阳极铝电解槽系列，吨铝电耗逐步赶超了世界先进水平，但是电流效率还是在93%左右，与国际水平96%以上还存在一定差距。本项目研究可以为国内企业节能降耗提供必要理论基础和方法依据。 1.2.2为我省铝电解行业顺利完成十二五节能减排目标奠定理论基础。 有色金属是我省支柱产业之一，甘肃东兴铝业、中铝连城、兰州、华鹭分公司等大中型铝电解企业为我生经济发展做出了重要贡献。节能降耗一直是铝电解企业不懈追求的目标，本项目研究正是顺应铝电解企业发展的需求，为甘肃铝电解企业实现节能减排降耗提供理论基础 2.研究内容： 2.1预焙阳极铝电解槽残极余热利用现状的调查研究： 项目研究的第一阶段（前三个月），主要进行铝电解企业残极量及余热利用现状的调查和数据收集： 1）通过查阅文献资料、深入铝电解企业生产一线等形式，掌握不同电流强度下的电流效率、效应系数、槽电压、换极周期、吨铝电耗、槽寿命等关键技术参数。 2）残极余热与余热利用现状的数据收集。 了解目前国内铝电解企业残极的量、余热量的计算及余热利用现状，详细收集整理有关数据，为下一步做好基础准备。 2.2预焙阳极铝电解槽残极余热利用方案的初步确定： 项目研究的第二阶段（第四—十二个月），根据第一阶段铝电解能耗现状的调查和收集的数据开展计算、推导，根据查阅的文献资料数据，初步确定预焙阳极铝电解槽的残极余热利用方案：1）设计专用保温箱，利用残极高温加热新极；2）在保温箱设计时考虑标尺线，达到自动测量残极高度的目的，降低工人工作量。 2.3预焙阳极铝电解槽残极余热利用的实验研究： 1）残极余热的利用方案制定及设计实施： 铝电解残极带着930℃的高温，更换所用的新极处于常温，两者之间存在八百多度的温差。所以残极余热的利用方案一就是设计一个能同时容纳两块阳极的密封箱，将高温的残极与新极同放于其中，用残极的高温来预热新极。可先利用校内实验室的加热炉加热残极块到900℃左右，然后将高温残极与“新极”置于同一保温箱中，保持八小时以上，测试新极升温情况，初步验证此方法的可行性与合理性。 残极余热利用的方案二就是将残极置于一个上部传热良好的密封容器内，在上部设计一个余热收集装置，将收集的预热用来加热、发电或车间局部照明等。 3.拟突破的重点和难点 3.1以预焙阳极铝电解槽残极余热收集利用为目的，研究有效的余热收集与空气隔离技术，填补国内在该项技术领域的空白，为企业开展节能降耗提供理论支持与实践经验。 3.2在换热保温箱中加装测量标尺，达到残极高度的自动测量，降低现场工人工作量和操作危险。 3.3在研究过程中充分发挥校企合作的优势，体现了产学研合作、学校科研围绕企业发展最核心需求这一宗旨。 |
