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
當電解槽氧化鋁濃度在合適的范圍內(nèi)可以進行正常的生產(chǎn)，氧化鋁濃度的高低變化將會導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)系為當氧化鋁濃度在3%左右的時候槽電壓最低，不同的工藝條件下會略有差別。濃度向兩邊變高或變低都將導致槽電壓的升高。當槽電壓升高到一定程度的時候，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 行識別，進行陽極效應(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氣體從無到有的時候，即CF4濃度從零突變開始增加的時候，此時判斷為該鋁電解槽已經(jīng)處在臨界氧化鋁濃度狀態(tài)，此時的氧化鋁濃度即為該槽當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，當識別出電解槽處于臨界氧化鋁濃度狀態(tài)時，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)激勵氧化鋁濃度控制的下限參考值，用于濃度的精準控制。
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CF4濃度從零突變開始增力口，即進行效應(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，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)抑制處理是當電解槽的PFC氣體是在單臺槽煙氣管道上測量時，氣體中出現(xiàn)了 CF4氣體，對整臺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，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，對整臺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間超過5-10分鐘，或長時間保持在小于等于0. 04ppm,可以基于當前下料速度，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間小于3分鐘或已經(jīng)大于等于0. 05ppm,就先要連續(xù)補充下料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間3-5分鐘之間，基于當前下料速度，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)抑制處理是當電解槽煙氣測量時，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，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行識別，進行陽極效應(yīng)進行預(yù)報和抑制處理。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行識別、效應(yīng)預(yù)警和抑制處理，效應(yīng)預(yù)報和抑制成功率可達百分之百，將效應(yīng)遏止在萌芽狀態(tài)，實現(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