New Energy-saving Technology for Aluminum Electrolytic Cell with Steady Flow and Heat Preservation
admin
2022-09-16
新型稳流保温铝电解槽节能技术
New Energy-saving Technology for Aluminum Electrolytic Cell with Steady Flow and Heat Preservation
技术编号
HEN-007
提供单位
中铝郑州有色金属研究院有限公司
技术大类
资源能源利用技术
联系人
郭永恒
技术类型
能源回收与节约技术
电话
13939083027
邮箱
zyy_gyh@rilm.com.cn
适用范围
轻有色金属冶炼技术,环境保护工程
推荐单位
中国有色金属工业协会
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技术简要说明新型稳流保温铝电解槽节能技术突破了传统铝电解低电压低效率技术缺陷,首次建立了铝液、阴极碳块、钢棒及组装同步优化组合的稳流模式,创新了电解槽能量平衡设计理念,首次开发出了稳流高导钢棒,首次对复杂电解质体系进行了系统性研究,形成了铝电解槽的综合节能系统解决方案。该技术为铝电解节能技术,主要涉及新建或大修铝电解槽技术改造,实现设备主要是电解槽,电解槽在大修或新建时使用该技术。
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技术提供方中铝郑州有色金属研究院有限公司
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技术主要指标信息推广后铝液直流电耗12500kWh/t-Al,较行业当前平均水平节电约500kWh/t-Al,电能利用率提高4%-5%。
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商业应用情况该技术从2014年开始,在铝电解行业内推广应用,先后在中国铝业股份有限公司下属青海分公司、山西新材料、包头铝业、遵义铝业、山东华宇,以及河南中孚铝业有限公司、林州市林丰铝电有限责任公司、河南永登铝业有限公司等14家电解铝企业应用,涉及了目前国内180-500kA系列所有槽型,截止2020年12月底,推广槽台数1551台,推广产能约200万吨,约占中国电解铝产能的5%,涉及产能超1000万吨。
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资投资成本主要为电解槽大修时筑炉材料使用,每台电解槽根据槽型大小在筑炉材料使用量上的差异使得新增投资成本略有差异,200kA电解槽新增投资成本一般为6万元,300kA电解槽新增投资成本一般为8万元,400kA电解槽新增投资成本一般为10万元,500kA电解槽新增投资成本一般为12万元。
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年运行维护费用该技术在使用后无新增运行维护费用,与原技术相比,该技术单位产品耗电量降低。同时,该技术有助于提高槽寿命,降低设备折旧费、修理费和管理费等维护费用。
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投资回收期该技术在不同槽型上新增投资成本因电解槽槽型而异,投资回收期一般在6-12月之间。下面根据典型案例具体分析。 典型案例: 案例名称:河南中孚铝业有限公司新型稳流保温铝电解槽改造项目 技术提供单位: 中铝郑州有色金属研究院有限公司 建设规模:200台400kA和320kA电解槽。建设条件:大修槽。主要技改内容:铝电解槽大修,包括内衬优化,阴极优化,筑炉管理,工艺参数匹配等。主要设备为铝电解槽、内衬材料、高导电钢棒等。节能技改投资额:新增投资2000万元,建设期24个月。项目年节能量约3.2万tce,碳减排量约7.5万tCO2。年节能经济效益约为3420万元投资回收期7个月。
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附加效益该技术使用后可显著降低电解槽能耗,吨铝节电折合标煤0.16吨,减排二氧化碳0.375吨。中国电解铝产量按3500万吨/年,碳交易额60元/吨计算,如果使用该技术,每年节电折合标煤560万吨,减排二氧化碳1312.5万吨,产生碳交易额7.875亿元。
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综合效益该技术为铝电解节能技术,从2009年开始研发,经过近5年时间形成可推广的成熟技术,从2014年开始在铝电解行业内推广应用。该技术石墨化阴极试验电解槽最好指标达到11805kWh/t-Al,推广后系列铝液直流电耗12500kWh/t-Al左右,较行业当前平均水平节电约500kWh/t-Al,电能利用率提高4%-5%。近6年的推广应用统计数据表明,≥13000kwh/t-Al系列平均节电 471kWh/t-Al,<13000kwh/t-Al系列平均实现直流电耗12459 kWh/t-Al。 吨铝节电按500kWh计算,吨铝节电折合标煤0.16吨,减排二氧化碳0.375吨。目前推广产能约200万吨,电费按0.3元/kWh计算,每年节电10亿kWh,节电效益3亿元,节电折合标煤32万吨,减排二氧化碳75万吨,电解槽生命周年按7年计算,整个生命周期内节电70亿kWh,节电效益21亿元,节电折合标煤224万吨,减排二氧化碳525万吨,经济效益和社会效巨大。
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/29
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技术成熟度该技术从2014年开始,在14家电解铝企业应用,涉及了目前国内180-500kA系列所有槽型,截止2020年12月底,推广槽台数1551台,推广产能约200万吨,约占中国电解铝产能的5%,涉及产能超1000万吨,所有推广槽运行状态良好,除产能转移外,没有出现破损停槽现象。该技术节能潜力巨大,成熟度高,适用性强,推广应用前景广阔。
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技术适用性与使用条件目前该技术可以在中国所有电解铝企业应用,中国电解槽阳极电流密度在0.7-0.85A/cm2之间,国外企业如果电流密度在0.85A/cm2以下也能用。如果阳极电解密度在0.85 A/cm2以上,需要对电解槽内衬和电热磁进行重新设计,如果有企业需要,我们有能力在短时间内完成相应工作,保障该技术顺利推广应用。
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技术稳定性新型稳流保温铝电解槽节能技术在国内电解铝企业不同系列都取得了良好的应用效果。推广槽运行状态良好,没有出现漏槽破损等现象,并且指标相对比较稳定,能耗大幅降低。该技术在工程运行过程中始终保持稳定,对环境、技术参数等干扰的敏感程度较低。
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技术安全性该技术使用后电解槽与之前在运行上一致,无新增副产物。并且该技术属于铝电解节能技术,大幅降低铝液直流电耗的同时,减排二氧化碳,有利于环境保护和可持续发展。
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让中铝郑州研究院为中国铝业股份有限公司的全资子公司。作为创新主体在研发和应用过程中申请专利,专利权人署名 “中国铝业股份有限公司”,双方在专利方面不存在争议。该技术获授权发明专利:一种通过优化铝电解磁场降低电解槽能耗的方法,授权专利号ZL201110221901.X;一种燃气加热的阴极炭块组预热装置,授权专利号ZL201510809669.X;一种减少铝电解槽铝液水平电流的方法,授权专利号ZL201110221902.4;一种自动调节铝电解槽能量平衡的方法,授权专利号ZL201410294502.X;一种使用富锂氧化铝的铝电解方法,授权专利号ZL201310671354.4;一种铝电解槽烟气的导流方法,授权专利号ZL01610972855.X;一种铝电解槽阳极厚度的在槽测量装置,授权专利号ZL201510814534.2;一种脱除霍尔槽含锂电解质中锂的方法,授权专利号ZL201710678027.X;一种提高电解槽氧化铝下料均匀性的方法,授权专利号ZL201610972854.5;一种控制铝电解槽内氧化铝浓度稳定均匀的方法,授权专利号ZL201110372135.7。