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NEUl 超大能力氧化铝贮运技术

2021-04-19王尚元杨青辰班允刚艾自金

世界有色金属 2021年3期
关键词:电解槽氧化铝电解

王尚元,杨青辰,班允刚,刘 靖,艾自金

(1.东北大学设计研究院(有限公司),辽宁 沈阳 110166;2.中国有色金属建设股份有限公司,北京 100029)

1 前言

目前,系列化投入运营并推广应用的NEUI600kA 级大容量铝电解槽技术具有显著的技术和经济优势,已成为新建电解铝系列的首选技术。同时,为了提高电解系列的整体经济性,单个电解分区的年产能已经从7-10×104t 增加到20-25×104t。电解分区的产能增加后,电解铝的生产原料—新鲜氧化铝的需求量已经从300~530t/d 提升至1060~1320t/d。新鲜氧化铝贮运系统主要分为加料系统和输送系统。现有的新鲜氧化铝贮运系统,已经难以满足电解槽及电解分区大型化后的物料输送需求。

2 氧化铝贮运系统的存在问题

➢机械化和自动化水平低、劳动生产率低;

➢投资、运行成本高;

➢绿色、节能指标差。

下面从加料系统和输送系统两个方面进行介绍:

2.1 新鲜氧化铝加料系统

目前新鲜氧化铝的加料方式为:外购的氧化铝通过袋装料形式进厂,贮存在氧化铝仓库内。新鲜氧化铝主要采用袋装料方式进行加料,即在氧化铝仓库内设置加料平台,袋装氧化铝通过天车转运至加料平台处,经拆袋后加入料斗。目前,现有的氧化铝加料系统存在的主要问题为:

➢单套系统的加料能力低,通常为40~50t/h;

➢机械化、自动化水平低,劳动生产率低;

➢袋装氧化铝的拆袋方式多为人工破坏性拆袋,包装袋无法回收利用,造成大量经济损失;

教科书的知识分为概念型和过程型两类。这两类的要求不一样。概念型需加以记忆,而对过程型的展开、变化、条件、场所等内容,需分析其本质及规律。经过几次的演示性暗示,学生在解题往往采取教师的方法。例如,教师将光合作用和呼吸作用的物质能量变化的过程性问题转变成一个叶肉细胞中的二氧化碳和氧气在不同阳光强度下的来龙去脉的暗示分析。

➢拆袋作业的相关人员长期处于高危险、高污染的工作环境,与现代化企业的绿色发展理念不符。

2.2 新鲜氧化铝输送系统

目前,新鲜氧化铝的输送方式主要有稀相输送、浓相输送、超浓相输送和皮带输送等类型[1]。现有输送系统存在的主要问题详见表1。

表1 现有输送系统存在的主要问题

3 “超大能力氧化铝贮运技术”介绍

针对传统氧化铝贮运系统存在的主要问题,NEUI开发了“超大能力氧化铝贮运技术”。“超大能力氧化铝贮运技术”主要分为:集装箱氧化铝加料技术和超大能力超浓相输送技术。

3.1 集装箱氧化铝加料技术

针对现有氧化铝加料系统存在的不足,综合分析、研究各种系统和设备的优缺点。NEUI 开发了“集装箱氧化铝加料技术”,采用集装箱装载新鲜氧化铝,通过卸车机对氧化铝进行卸料操作。

新开发的加料技术将单套系统的加料能力从40~50t/h提升至100~150t/h,满足了电解槽及电解分区大型化后的物料输送要求。同时,新开发的加料技术也提高了加料系统的机械化和自动化水平,提高了劳动生产率;降低了加料系统的基建投资和运行成本。氧化铝粉液压翻板卸车机的工作状态具体详见图1。

图1 氧化铝粉液压翻板卸车机的工作状态

“集装箱氧化铝加料技术”通过设置合理的料斗缓存氧化铝,在卸车周期内保证卸料点附近无氧化铝堆积,避免影响卸车机的正常工作;设置合理的收尘及通风系统,减少系统的扬尘,改善车间的劳动卫生条件。氧化铝粉液压翻板卸车机的收尘系统具体详见图2。

图2 氧化铝粉液压翻板卸车机的收尘系统

3.2 超大能力超浓相输送技术

针对现有氧化铝输送系统存在的不足,综合分析、研究各种系统和设备的优缺点。NEUI 开发了“超大能力超浓相输送技术”,采用400mm×586mm 的超浓相溜槽作为输送系统的主体设备。新开发的输送技术,将单套输送系统的输送能力从40~50t/h 提升至200~300t/h,同时也降低了系统的投资、运行成本。超大能力超浓相输送系统详见图3。

图3 超大能力超浓相输送系统

4 主要技术创新点

2018 年采用本技术的超大能力氧化铝贮运系统,在内蒙古某600kA 电解铝项目中得到了应用,各项技术经济指标均达到国内同行业的领先水平。本技术的主要创新点有:

4.1 满足电解槽、电解分区大型化后的物料输送需求

开发的“超大能力氧化铝贮运技术”,满足了电解槽、电解分区大型化后的物料输送需求。将单套系统的加料能力从40~50t/h 提升至100~150t/h;将单套系统的输送能力从40~50t/h 提升至200~300t/h。

4.2 机械化、自动化程度高,劳动生产率高

开发的“超大能力氧化铝贮运技术”,提高了氧化铝贮运系统的机械化、自动化水平,同时也大幅度提高了系统的劳动生产率。以内蒙古某50 万吨600kA 电解系列为例,氧化铝贮运系统的劳动定员对比详见表2。

表2 氧化铝贮运系统的劳动定员对比表

通过表2 可知:通过技术进步,可以减少氧化铝贮运系统的运行及维护人员共60 人,可以将电解铝厂的劳动生产率提高6%。

4.3 经济效益显著

现有的加料系统采用天车进行加料。开发的“超大能力氧化铝贮运技术”,采用卸车机和集装箱作为主体设备对氧化铝进行卸料。对比现有技术,新开发技术的经济效益显著。以东方希望固阳50 万吨电解系列为例,氧化铝贮运系统的主要技术经济对比详见表3。

表3 氧化铝贮运系统的主要技术经济对比表

由表3 可知:对比现有技术,新开发的氧化铝贮运系统在经济效益方面具有明显的优势。

4.4 绿色、节能效益明显

对比现有技术,新开发的技术投入运行后,除尘系统的粉尘排放量从8.76t/a 降低至2.34t/a,践行了电解铝厂的绿色发展理念。

采用现有技术的贮运系统,相关人员长期处于高危险、高污染的工作环境,工作环境安全性差,环保性差。而新技术投入运行后,工作人员主要在封闭的控制室内工作,工作环境得到了改善,工作的安全性得到了提高。

对比现有技术,新开发的技术投入运行后,吨铝能耗从1.4kW·h/t-Al 降低至0.92kW·h/t-Al,节能效益显著。

5 主要经济指标

在同等50 万吨的原铝产能规模下,采用本技术开发的超大能力氧化铝贮运系统,与采用现有技术的系统相比:

(1)采用本技术的超大能力氧化铝贮运系统,基建投资可以降低604 万元。

(2)采用本技术的超大能力氧化铝贮运系统,年运行成本可以减少3048.4 万元。

采用本技术的超大能力氧化铝贮运系统,投资同比降低604 万元,运行成本减少3048.4 万元,取得了显著的经济和社会效益。

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