Wpływ jakości anody węglowej na produkcję elektrolizy aluminium

Jako serce ogniw do elektrolizy aluminium, jakość i warunki pracy anod węglowych mają znaczący wpływ na to, czy produkcja elektrolizy aluminium jest normalna, a także wskaźniki ekonomiczne i techniczne, takie jak wydajność prądowa, zużycie energii elektrycznej i klasa produktu.
1. Awaria anody
70 procent awarii ogniw elektrolitycznych ma miejsce na anodzie. Typowe wady (objawy) anod występujące w ogniwach elektrolitycznych to miejscowe przegrzewanie się anody, nierównomierny rozkład prądu, odpadanie anody, „długie opakowanie” anody, pęknięcie anody, odpadanie anody, duża ilość osadów węglowych wpadających do elektrolit, utlenianie i spalanie wokół elektrody oraz przechylanie anody. Usterki te są spowodowane głównie problemami z jakością wstępnie wypalonych anod i niewłaściwymi operacjami elektrolizy.
(1) Odłączenie anody (odłączenie). Z powodu złego odlewania surówki fosforowej lub defektów w misce węglowej anody, wstępnie wypalona anoda może ulec odłączeniu bloku węglowego anody od stalowego pazura z powodu rozszerzalności cieplnej podczas użytkowania. W przypadku wystąpienia tego zjawiska konieczne jest usunięcie anody węglowej z ogniwa elektrolitycznego i zastąpienie jej nową, wstępnie wypaloną anodą. Gdy w bloku węglowym anody występują duże pęknięcia, pęknie on również i odpadnie.
(2) Długie opakowanie z anodą. Ze względu na nierówną jakość wewnętrzną wstępnie wypalonej anody, tempo zużycia elektrolizy nie jest zsynchronizowane podczas użytkowania, co powoduje lokalny występ na dolnej powierzchni anody węglowej, który nazywa się długim pakietem anody. W przypadku wystąpienia tego zjawiska anodę należy wyjąć, a po rozbiciu długiego opakowania pod blokiem węglowym anody można dalej używać anody w zbiorniku.
(3) Pęknięcia anody. Wstępnie wypalone anody mogą czasami mieć poprzeczne lub podłużne pęknięcia z powodu formowania lub prażenia. Ogólnie rzecz biorąc, anodowe bloki węglowe z pęknięciami stwierdzonymi przed odlewaniem anody nie są odlewane; W przypadku stwierdzenia pęknięć na anodzie podczas użytkowania w ogniwie elektrolitycznym należy ją usunąć i wymienić na nową, wstępnie wypaloną anodę.
Wystąpienie usterki zaburza normalne warunki techniczne produkcji ogniwa elektrolitycznego, powodując zaburzenia warunków ogniwa elektrolitycznego: oscylacje napięcia, wzrost napięcia, toczenie się wody aluminium, brak skorupy na powierzchni elektrolitu, częściowy brak przewodnictwa i brak działania ogniwa elektrolitycznego, powodując gwałtowny spadek wydajności prądowej, gwałtowny wzrost poboru prądu stałego i zużycia surowca, trudności w pracy ogniwa elektrolitycznego, spadek jakości aluminium, a nawet prowadzący do wyłączenia ogniwa.
2. Wpływ na temperaturę gniazda i rozkład prądu
Jak wspomniano wcześniej, „ostre symptomy” różnych awarii anod w aluminiowych elektrolizerach poważnie wpływają na wskaźniki ekonomiczne i techniczne ogniw. Przewlekła choroba spowodowana złą jakością anody prowadzi do wysokiej temperatury i nierównomiernego rozkładu prądu anody i ogniwa elektrolitycznego, co również poważnie wpływa na wskaźniki ekonomiczne i techniczne aluminiowego ogniwa elektrolitycznego.
Prąd przepływający przez aluminiowe ogniwa elektrolizy może osiągnąć dziesiątki do setek kiloamperów, a zmiany rezystywności anody, odległości przewodzenia anody i formy strukturalnej silnie wpływają na zużycie energii elektrycznej. Ciepło wytwarzane przez omowy spadek napięcia anody odpowiada ciągłej pracy elektrycznego osła {{0}}KW. Zmiany rezystancji poszczególnych części anody wpływają nie tylko na zużycie energii, ale również na temperaturę pracy anody i ogniwa elektrolitycznego, co ma ogromny wpływ na wydajność prądową. Jeśli rezystywność anody węglowej zostanie zwiększona o 75 μΩ. m zredukowany do 50 μ Ω. m, tony aluminiowej skorupy oszczędzają 500 kW. H. Ponadto osady węglowe, które wpadają do elektrolitu, również wpływają na wydajność prądową i zużycie energii. Badania wykazały, że zawartość pozostałości węglowych w elektrolicie wynosząca 0,04 procent może zmniejszyć wydajność prądową o 1 procent; Jeśli elektrolit zawiera 1 procent pozostałości węgla, może zmniejszyć przewodnictwo o 11 procent.
Reakcja utleniania między anodą węglową a powietrzem i dwutlenkiem węgla odpowiada za ponad 20 procent zużycia anody węglowej. Ta reakcja jest selektywna i ściśle związana z jakością anody, procesem anodowym, konstrukcją ogniwa elektrolitycznego i działaniem elektrolitycznym.
Reakcja między węglem a powietrzem stwarza dwa główne zagrożenia dla aluminiowych ogniw elektrolizujących. Po pierwsze, reakcja jest reakcją egzotermiczną, która powoduje wzrost temperatury kąpieli anodowej; Wzrost temperatury przyspieszy reakcję podczas cyrkulacji powietrza, tworząc błędne koło, które nie tylko zwiększa zużycie węgla, ale także wpływa na wydajność prądową; Drugim jest selektywne utlenianie tej reakcji, które powoduje odpadanie dużej ilości żużla węglowego, co dodatkowo zagraża technicznym i ekonomicznym wskaźnikom ogniwa elektrolitycznego.