鲍 亮,邓胜祥

(1.上海工程技术大学 机械与汽车工程学院能源与动力工程系,上海 200423；2.上海工程技术大学 新能源与节能新技术研究所,上海 200423)

电解铝熔盐方法[1]发明到现在已经100多年,在这期间电解铝技术迅速发展,主要体现在电解铝铝电解槽容量不断增大,600 kA电解槽[2]已经在实验阶段,电解铝耗能不断降低。电解铝主要能耗是电能。电能作为二次能源属于不可再生能源,所以怎样提高电流效率[3],节约电能一直是电解铝发展方向。虽然现在电解铝技术比较先进,但是电能的利用率仅在53%左右。降低槽电压[4]是降低能耗的有效途径,降低槽电压的方法有多种,其中通过改变阳极结构降低压降,效果较为突出。

铝电解槽电流为直流电流,电流流过电阻产生压降,电流从阳极母线流入阳极导杆,通过阳极钢爪分流[5]进入阳极炭块[6],经过阳极炭块与氧化铝发生电解铝反应,之后电流流过原铝进入阴极炭块,由阴极钢棒流入阴极母线进入下一个电解槽。主要产生阳极压降[7]、极距压降、阴极压降。极距压降涉及到多种电解质氧化铝还原反应,所以降低极距压降较为复杂,实现效果不理想,但是从阳极和阴极结构的设计实现降低电解槽电压较为方便,而且对降低槽电压降也有不错的效果。

国内阳极复合结构钢爪[8],新型异型阴极[9]等,在降低槽压降方面都取得不错效果,达到节能的目的。目前国内阳极压降的研究主要为改变阳极材料,优化阳极炭块尺寸[10]。……