專利名稱：一種鋁電解槽在線陽極效應(yīng)預(yù)警和抑制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁電解領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁電解槽生產(chǎn)過程中氧化鋁臨界濃度識另IJ、陽極效應(yīng)預(yù)警和抑制的方法。
背景技術(shù)：
霍爾埃魯法生產(chǎn)原鋁的過程是將氧化鋁在高溫熔融冰晶石中熔解，直流電通過電解槽炭陽極，在陽極底部生成二氧化碳，在陰極表面生成鋁液。2A1203 + 3C = 4A1 + 3C02
當(dāng)電解槽氧化鋁濃度在合適的范圍內(nèi)可以進(jìn)行正常的生產(chǎn)，氧化鋁濃度的高低變化將會(huì)導(dǎo)致電解槽槽電壓的相應(yīng)變化，氧化鋁濃度與槽電壓的關(guān)系為當(dāng)氧化鋁濃度在3%左右的時(shí)候槽電壓最低，不同的工藝條件下會(huì)略有差別。濃度向兩邊變高或變低都將導(dǎo)致槽電壓的升高。當(dāng)槽電壓升高到一定程度的時(shí)候，伴隨著正常的電解反應(yīng)開始有副反應(yīng)產(chǎn)生的PFC (全氟化碳)氣體的逐漸生成，
權(quán)利要求
1.一種鋁電解槽在線陽極效應(yīng)預(yù)警和抑制的方法，其特征在于，所述方法是通過PFC監(jiān)測系統(tǒng)測量鋁電解槽排放煙氣中的PFC氣體含量變化對鋁電解槽的氧化鋁臨界濃度進(jìn) 行識別，進(jìn)行陽極效應(yīng)預(yù)警和抑制處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，至少可以測量電解槽排放的CF4—種PFC氣體的測量裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的PFC監(jiān)測系統(tǒng)的集氣位置可以在單臺(tái)鋁電解槽的煙氣管道上或?qū)﹄娊獠鄯謪^(qū)域在不同火眼一處或多處同時(shí)采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述的PFC監(jiān)測系統(tǒng)的測量裝置所測量的PFC氣體濃度數(shù)據(jù)精度要達(dá)到0. Olppm,且數(shù)據(jù)信息可以與電解槽生產(chǎn)控制系統(tǒng)通信共享。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的氧化鋁臨界濃度的識別，是通過測量系統(tǒng)監(jiān)測到的電解槽煙氣中的PFC氣體從無到有的時(shí)候，即CF4濃度從零突變開始增加的時(shí)候，此時(shí)判斷為該鋁電解槽已經(jīng)處在臨界氧化鋁濃度狀態(tài)，此時(shí)的氧化鋁濃度即為該槽當(dāng)前的臨界氧化鋁濃度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的方法，其特征在于，當(dāng)識別出電解槽處于臨界氧化鋁濃度狀態(tài)時(shí)，對應(yīng)的氧化鋁濃度分析數(shù)據(jù)和電壓、電阻數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)控制系統(tǒng)激勵(lì)氧化鋁濃度控制的下限參考值，用于濃度的精準(zhǔn)控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的陽極效應(yīng)預(yù)警是指無論是在單臺(tái)電解槽的煙氣管道處測量，或分區(qū)域在一處或多處火眼處測量，當(dāng)CF4濃度從零突變開始增力口，即進(jìn)行效應(yīng)預(yù)警及抑制處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的陽極效應(yīng)抑制處理是指當(dāng)電解槽的PFC氣體是分區(qū)域測量，則采用分區(qū)域抑制的方法，在不同區(qū)域火眼處測量時(shí)，哪一區(qū)域測量的氣體中出現(xiàn)了 CF4氣體，該區(qū)域?qū)?yīng)的下料器增加氧化鋁下料，直至CF4氣體消失。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的陽極效應(yīng)抑制處理是當(dāng)電解槽的PFC氣體是在單臺(tái)槽煙氣管道上測量時(shí)，氣體中出現(xiàn)了 CF4氣體，對整臺(tái)電解槽增加氧化鋁下料，直至CF4氣體消失。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的陽極效應(yīng)抑制處理是指當(dāng)電解槽的PFC氣體是分區(qū)域測量，則采用分區(qū)域抑制的方法，在不同區(qū)域火眼處測量時(shí)，測量的氣體中出現(xiàn)了 CF4氣體的區(qū)域超過電解槽的二分之一范圍時(shí)，對整臺(tái)電解槽增加氧化鋁下料，直至CF4氣體消失。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9或10所述的方法，其特征在于，所述的增加氧化鋁下料，其增加的下料量速度要和CF4氣體濃度變化速度相對應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述的下料量速度，如果CF4氣體濃度增長為每一最小分辨率的增長時(shí)間超過5-10分鐘，或長時(shí)間保持在小于等于0. 04ppm,可以基于當(dāng)前下料速度，加快30%-10%，或由其他下料狀態(tài)改為過量下料，增加下料量直至CF4氣體消失。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述的下料量速度，如果CF4氣體濃度每一最小分辨率的增長時(shí)間小于3分鐘或已經(jīng)大于等于0. 05ppm,就先要連續(xù)補(bǔ)充下料3-6次，再基于之前下料速度，加快30%，或由其他下料狀態(tài)下料改為過量下料增加料量，直至CF4氣體消失。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述的下料量速度，如果CF4氣體濃度每一最小分辨率的增長時(shí)間3-5分鐘之間，基于當(dāng)前下料速度，加快30%，或由其他下料狀態(tài)改為過量下料增加料量，直至CF4氣體消失。
15.根據(jù)權(quán)利要求I或8或9或10所述的方法，其特征在于，所述的陽極效應(yīng)抑制處理是當(dāng)電解槽煙氣測量時(shí)，氣體中出現(xiàn)了 CF4氣體，對電解槽分區(qū)或整體增加氧化鋁下料的同時(shí)，也可以伴隨有陽極的整體連續(xù)升降1-3次，或分區(qū)域連續(xù)升降1-3次，直至CF4氣體消失。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鋁電解槽在線氧化鋁臨界濃度識別、陽極效應(yīng)預(yù)警和抑制處理的方法，通過監(jiān)測鋁電解槽煙氣中的PFC氣體含量變化對電解槽的氧化鋁臨界濃度進(jìn)行識別，進(jìn)行陽極效應(yīng)進(jìn)行預(yù)報(bào)和抑制處理。該方法可對不同結(jié)構(gòu)、不同電流級別的鋁電解槽在各種槽況條件下的氧化鋁臨界濃度進(jìn)行識別、效應(yīng)預(yù)警和抑制處理，效應(yīng)預(yù)報(bào)和抑制成功率可達(dá)百分之百，將效應(yīng)遏止在萌芽狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電解槽低電壓無效應(yīng)生產(chǎn)。有利于鋁電解生產(chǎn)過程氧化鋁濃度精準(zhǔn)控制，有助于鋁電解行業(yè)的節(jié)能與溫室氣體減排。
文檔編號C25C3/20GK102808199SQ20121026217
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者李旺興, 楊建紅, 張艷芳, 邱仕麟, 陳喜平, 柴登鵬, 劉志明 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司