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电解槽内炭渣过多有什么危害?

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2023-03-23 09:47:13
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铝电解槽使用了预焙阳极作为阳极,参与电解铝电化学反应,生成铝液。在生产中,预焙阳极在960度左右的高温下会发生氧化、碳颗粒脱落进入电解质中,这样来说炭渣就是一个不断产生的过程,会在电解质中累积。为了取得好的经济指标,一般工区都会安排员工打捞炭渣,此项工作固化为了一项日常工作。


但您知道电解槽内炭渣过多会对生产有什么危害吗?


在电解生产过程中难免会产生大量的炭渣,这将对铝电解生产造成不利的影响。


具体表现为电解质电压降升高、槽温上升、电解槽内铝的二次反应增加、电流效率下降、突发效应增加等,不仅造成电能消耗增加,而且对电解槽正常的运行和技术经济指标产生严重影响,同时增加电解槽管理的难度和工人劳动强度。


据《电解四厂开展打捞碳渣专项行动》文章记载:近日,为缓解电解生产一线压力,给电解生产提供强有力保障,电解四厂以"稳中求优"为主线,以“标准化管控”为抓手,针对当前人员紧张、电解生产炭渣多,影响电流效率的生产现状,积极开展打捞碳渣专项行动。


随着打捞碳渣专项工作的开展,电解四厂为释放极距,降低槽电压,提升电流效率创造了有利条件。


由上可见,炭渣对电解槽的影响还是蛮大的,主要是增加电解质电阻、增加电耗、降低电流效率。


一、增加电能消耗


电解质中的炭渣导致电解质的电阻增大,从而导致电解质电压降升高,增加电能消耗。随着电解质中炭渣含量的增加,电解质的导电率则呈反比下降趋势,炭渣颗粒越细,对降低电解质的导电率副作用越大。


行业有界定,当电解质含碳量在0.1%以下,可以说基本不掉渣,不会影响电解质的电导率,电解槽也不会过热,有利于提高电流效率;当电解质含碳量在0.2%~0.5%,电解质的电导率会出现明显的下降;当含碳量达到0.6%,电解质的电导率会下降10%,影响较大。


一般系列槽电压每上升1mV,电耗将增加3.24度电/吨铝。


二、形成热槽,导致长包、脱极等事故


若电解质中的炭渣积累到一定浓度时,由于其电阻的增大,必定造成电解质电压降升高,从而使电解槽两极间电能收入额外增加,结果引起电解质溶液温度过热,槽温上升,形成热槽,这样对电解生产是极为不利的,不但会造成电能的无谓消耗,同时也会使电解槽的阴极受到损坏,影响槽子寿命,而且在处理热槽时,还会消耗较多的氟化盐。


当过多的炭渣聚集在阳极底掌下时,可能会导致阳极消耗不均,形成长包,出现脱极、电解槽破损、漏槽等事故。


三、造成电流损失,电流效率降低


当铝电解质溶液表面漂浮有大量炭渣时,炭渣将阳极和阴极组成电流通路,部分电流会直接通过炭渣进入阴极或侧部,而不能参与电解反应,严重时还会形成侧部漏电。


电解质电阻过高后,电解槽设定电压不作调整的话,会出现“压极距”的现象,导致电解槽电流效率降低。


当形成热槽、长包、脱极等事故会导致电解槽炉膛发生变化,导致电解槽的电流效率长期低下,下降幅度很大。


当电流效率降低1%时,吨铝电耗将增加144度;一台500KA的铝电解槽一年将损失26万元以上的产品。


四、增加工人劳动强度


电解质中炭渣含量过大时,必须组织人工打捞,尤其是在夏天,人力损耗尤其严重,对防暑降温工作也是一个严峻考验,而且打捞炭渣不仅带走大量的电解质和热量,影响电解槽稳定,而且还会增大氟化盐消耗量。


五、诱发阳极效应


大量炭渣漂浮在电解质表面,导致氧化铝不能及时溶解到电解质中,从而诱发阳极效应。


当设定效应电压28V,时间3min,则;V效应分摊=(28-4.05)*3*0.1/60/24=5mv,也就是说电解槽每增加0.1效应系数,则平均电压增加5mv,吨铝直流电耗增加16kwh。


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