鋁(lv)(lv)的(de)(de)應用(yong)有(you)助于輕量(liang)化(hua)和節能減排,但(dan)電(dian)解(jie)(jie)(jie)鋁(lv)(lv)也是(shi)高(gao)(gao)耗能的(de)(de)產業(ye).在(zai)中(zhong)國,2016年僅電(dian)解(jie)(jie)(jie)鋁(lv)(lv)耗電(dian)量(liang)就(jiu)占(zhan)(zhan)到全社會用(yong)電(dian)量(liang)的(de)(de)約7.25%.同時(shi)令(ling)人惋惜的(de)(de)是(shi),在(zai)鋁(lv)(lv)電(dian)解(jie)(jie)(jie)生產過程中(zhong),輸入電(dian)解(jie)(jie)(jie)槽的(de)(de)能量(liang)中(zhong)有(you)約50%的(de)(de)能量(liang)以廢熱(re)形式散失掉了(le).其中(zhong),煙(yan)氣排放(fang)約占(zhan)(zhan)35%,電(dian)解(jie)(jie)(jie)槽上部結構(gou)約占(zhan)(zhan)8%,電(dian)解(jie)(jie)(jie)槽側部約占(zhan)(zhan)35%,底(di)部陰(yin)極(ji)約占(zhan)(zhan)22%.提高(gao)(gao)電(dian)解(jie)(jie)(jie)鋁(lv)(lv)生產中(zhong)的(de)(de)能效(xiao)水平,既是(shi)國家(jia)節能減排的(de)(de)迫切要求,也是(shi)企業(ye)提高(gao)(gao)運營(ying)效(xiao)率,實現可(ke)持續發展的(de)(de)努(nu)力方向(xiang).

    鋁(lv)電解槽主動冷卻技術(shu)—為(wei)鋁(lv)廠錯峰彈性生(sheng)產和節能減排提供解決方案!

    挪威(wei)科(ke)納斯科(ke)技公(gong)司(si)(Cronus Technology AS)經過10多(duo)年的(de)(de)努力,開發了獨特的(de)(de)鋁電(dian)解槽(cao)余(yu)熱回收和主動冷卻系統,可為電(dian)解鋁工業節能減排和彈(dan)性生產提供新的(de)(de)思路和高(gao)效(xiao)解決方案.

    該技術利(li)用了(le)熱(re)(re)管(guan)原理.熱(re)(re)管(guan)是(shi)熱(re)(re)傳(chuan)輸裝置,是(shi)超級(ji)熱(re)(re)導(dao)(dao)體(ti).熱(re)(re)管(guan)結合了(le)熱(re)(re)傳(chuan)導(dao)(dao)和流(liu)體(ti)相變原理,熱(re)(re)管(guan)中工(gong)作(zuo)液(ye)(ye)體(ti)可以在液(ye)(ye)態(tai)和氣態(tai)之間進行轉換(huan),其導(dao)(dao)熱(re)(re)能力是(shi)銅(tong)的1000倍(bei).

    鋁電(dian)解槽主動冷卻技術—為鋁廠錯峰彈性生產和節能減排提供解決(jue)方案!

    鋁電(dian)解槽(cao)主動冷卻系(xi)統(tong)包括四個主要部分:油(you)站(zhan)、集(ji)(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)、控制系(xi)統(tong)和管道.油(you)站(zhan)中(zhong)(zhong)的低(di)溫(wen)導熱(re)(re)油(you)通過(guo)管道首先進(jin)(jin)(jin)入(ru)到煙(yan)氣系(xi)統(tong)的集(ji)(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)中(zhong)(zhong),對煙(yan)氣進(jin)(jin)(jin)行冷卻,并收(shou)集(ji)(ji)(ji)煙(yan)氣中(zhong)(zhong)的熱(re)(re)量;之后進(jin)(jin)(jin)入(ru)電(dian)解槽(cao)側部的集(ji)(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi),收(shou)集(ji)(ji)(ji)電(dian)解槽(cao)側壁的熱(re)(re)量;然后進(jin)(jin)(jin)入(ru)熱(re)(re)交換(huan)器(qi),將收(shou)集(ji)(ji)(ji)的熱(re)(re)量進(jin)(jin)(jin)行轉換(huan)或者利(li)用;經過(guo)冷卻的油(you)再進(jin)(jin)(jin)入(ru)到油(you)站(zhan),完成一(yi)個循(xun)環.

    鋁(lv)電解(jie)(jie)槽主動(dong)冷卻技術—為鋁(lv)廠錯峰彈性生產和節能減排提(ti)供解(jie)(jie)決方(fang)案!

    電(dian)(dian)解槽側(ce)(ce)部集熱器是等溫(wen)的,不存熱應力.通(tong)過螺栓固定在電(dian)(dian)解槽側(ce)(ce)壁的搖籃(lan)架中間,外面(mian)有保(bao)溫(wen)層(ceng),防止熱損(sun)失.

    通過控(kong)制(zhi)導熱(re)油(you)的(de)(de)流速,就可(ke)以控(kong)制(zhi)電解槽(cao)的(de)(de)散熱(re)速度(du).從而(er)可(ke)以控(kong)制(zhi)槽(cao)幫厚度(du)和(he)電解槽(cao)的(de)(de)熱(re)平衡.

    這樣,就能給電解(jie)槽(cao)提供一個穩定、可控(kong)的(de)工(gong)作環境(jing),使其生(sheng)產不受季節變化的(de)影響.在電解(jie)槽(cao)焙燒啟(qi)動的(de)時候,主動冷(leng)卻系統有助于(yu)改(gai)善(shan)電解(jie)槽(cao)槽(cao)殼的(de)升溫(wen)速度,從(cong)而降(jiang)低槽(cao)殼以(yi)及耐火材料的(de)熱膨(peng)脹,從(cong)而延長(chang)電解(jie)槽(cao)的(de)壽命.

    此(ci)外(wai),主動(dong)冷(leng)(leng)卻(que)系統為(wei)調節電流強(qiang)度(du)(du)和電解槽(cao)產(chan)(chan)量提供可能性.在需(xu)(xu)要(yao)提高產(chan)(chan)量時(shi),可以強(qiang)化(hua)電流,同時(shi)提高冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度(du)(du),防(fang)(fang)止電解槽(cao)過(guo)熱;在需(xu)(xu)要(yao)降低(di)產(chan)(chan)量的(de)(de)時(shi)候(hou),可以降低(di)電流強(qiang)度(du)(du),同時(shi)調低(di)冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度(du)(du)(冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度(du)(du)可以為(wei)零),此(ci)時(shi)的(de)(de)集熱器可以起到(dao)保溫作(zuo)用(yong)(因為(wei)外(wai)面的(de)(de)保溫層),也能防(fang)(fang)止電解槽(cao)過(guo)冷(leng)(leng).

    正常(chang)生產(chan)情況下(不調節產(chan)量),該技(ji)術可(ke)以回收總散失熱(re)(re)量的大(da)約40%.據估算,中國(guo)目前有大(da)約55000臺電解槽,2016年(nian)原鋁產(chan)量約為(wei)3200萬噸,電耗約4334億度,熱(re)(re)損失約2167億千(qian)(qian)瓦(wa)時.假(jia)設國(guo)內電解鋁行業都使用(yong)此項(xiang)技(ji)術,可(ke)以回收的總熱(re)(re)量約866億千(qian)(qian)瓦(wa)時,大(da)致(zhi)相當于(yu)(yu)1.7億城鄉(xiang)居民(min)的電耗;可(ke)減少二氧化碳排放約6500萬噸,相當于(yu)(yu)2300萬輛汽車的排放.這將是一個巨大(da)的節能(neng)減排的潛力所在.當然,實際節能(neng)效(xiao)果還取(qu)決于(yu)(yu)回收熱(re)(re)能(neng)的再利用(yong)途徑(jing)和(he)效(xiao)率.

    從電(dian)解(jie)槽回收的熱(re)(re)量(liang)為清潔能源,可以(yi)有多種用途和能源轉化方式(shi).包括用于煤(mei)電(dian)廠發電(dian),對蒸汽(qi)輪(lun)機的給水進行加(jia)熱(re)(re);社(she)區(qu)供(gong)熱(re)(re)、制冷;低溫發電(dian);以(yi)及(ji)工廠加(jia)熱(re)(re)物料等(deng).余熱(re)(re)利用方式(shi)可以(yi)根據電(dian)解(jie)鋁廠自身的產(chan)(chan)業鏈配套、所在(zai)地(di)區(qu)的產(chan)(chan)業布(bu)局、地(di)理特點等(deng)因素有不同的能源再利用模式(shi).

    該技術經(jing)過(guo)了10多年的(de)研發(fa)、試驗(yan)和(he)不斷改(gai)進.2014年4月,在(zai)迪拜鋁(lv)(lv)業的(de)一(yi)臺(tai)電解(jie)槽上(shang)安裝了這(zhe)套系(xi)統(tong)(tong)(tong).目前(qian)已經(jing)連(lian)續平穩(wen)運行超過(guo)3年,沒(mei)有出現任何問題.槽幫控(kong)制(zhi)和(he)監測,熱量(liang)回收,系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)安全性和(he)穩(wen)定(ding)性已經(jing)得(de)到驗(yan)證.但因(yin)為這(zhe)臺(tai)電解(jie)槽是整個系(xi)列中(zhong)的(de)一(yi)臺(tai),尚未能(neng)驗(yan)證其強化電流,調節產(chan)量(liang)的(de)實際效果.下一(yi)步,這(zhe)項技術期待能(neng)在(zai)節能(neng)減(jian)排挑戰最大(da)(da)、產(chan)能(neng)最大(da)(da)的(de)中(zhong)國(guo)鋁(lv)(lv)行業中(zhong)率先實現產(chan)業化.目前(qian),科納(na)斯科技公司正在(zai)中(zhong)國(guo)與(yu)潛在(zai)的(de)合作伙伴進行交流洽(qia)談,一(yi)方(fang)面推廣該系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)熱量(liang)回收功(gong)能(neng),另(ling)一(yi)方(fang)面進一(yi)步開(kai)發(fa)和(he)完善(shan)該系(xi)統(tong)(tong)(tong)用于(yu)調節鋁(lv)(lv)產(chan)量(liang)、實現彈(dan)性生產(chan)的(de)功(gong)能(neng).

    科(ke)納斯科(ke)技公司認為(wei),該項技術(shu)在中(zhong)國電解鋁行(xing)業(ye)應用(yong)有多重意義(yi)及價值.

    首(shou)先,對利用這一系(xi)統回收(shou)的(de)熱量進行多種形式的(de)綜合(he)利用,可以(yi)減(jian)少企(qi)業(ye)的(de)整體燃煤和能(neng)源消耗(hao),提(ti)高能(neng)效(xiao),降低企(qi)業(ye)運行成本.

    其次,降低(di)煤耗能耗的(de)(de)(de)同時,也相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)降低(di)了碳排放,緩解(jie)電(dian)解(jie)鋁企業面臨的(de)(de)(de)越來越大的(de)(de)(de)環保(bao)壓(ya)力.

    第三,在正常情況下,通過控制(zhi)電(dian)(dian)解槽熱平衡,從而可(ke)以強化電(dian)(dian)流,將每臺電(dian)(dian)解槽的產量提高20%.

    第四,在(zai)需要(yao)減(jian)產(chan)(chan)限產(chan)(chan)的(de)時候,還能通過控(kong)制電(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)熱平(ping)衡,降(jiang)低電(dian)流強度(du),實(shi)現不停槽(cao)(cao)(cao)減(jian)產(chan)(chan)20%左右.這(zhe)將避(bi)免(mian)停槽(cao)(cao)(cao)減(jian)產(chan)(chan)和重新(xin)啟(qi)動給企業帶(dai)(dai)來的(de)經濟(ji)損失和電(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)壽命損失.更重要(yao)的(de)是(shi)減(jian)少(shao)(shao)停槽(cao)(cao)(cao)帶(dai)(dai)來的(de)固廢的(de)產(chan)(chan)生,減(jian)少(shao)(shao)重新(xin)啟(qi)槽(cao)(cao)(cao)和非正常(chang)調整期產(chan)(chan)生的(de)無組織污(wu)染(ran)物排(pai)放和溫室氣體排(pai)放,降(jiang)低環境污(wu)染(ran).

    總之,企業可以(yi)按照(zhao)環(huan)保(bao)政策要求,在不停槽的情況(kuang)下實(shi)現(xian)(xian)限產(chan)或錯峰生(sheng)產(chan).也可以(yi)根據鋁(lv)價和成本核算情況(kuang),隨時自主調節(jie)產(chan)量,實(shi)現(xian)(xian)彈性生(sheng)產(chan),優(you)化生(sheng)產(chan)組(zu)織,提高適應性.相關部門也可以(yi)通過(guo)控制系(xi)統,對電解槽限產(chan)情況(kuang)進行實(shi)時監測.