探究電解鋁生產(chǎn)節(jié)能減排技術(shù)

李全林

（山東魏橋鋁電有限公司，山東 濱州 256200）

就現(xiàn)階段我國在工業(yè)方面的實際情況而言，其主要工作就是節(jié)能減排。特別是像電解鋁企業(yè)這樣能耗較大的企業(yè)來講，所耗費的電力成本大概占到的總生產(chǎn)成本的40%。所以就電解鋁企業(yè)來講，為了企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展，在生產(chǎn)過程當中要始終堅持節(jié)能減排的技術(shù)路線不動搖，這也是時代發(fā)展的必然趨勢[1]。

1 電解鋁生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)原理

工業(yè)鋁電解槽的電能損耗量及平均電壓、電流效率之間存在非常緊密的聯(lián)系。相關(guān)公式為：W=2.980U/η

公式中：W代表的是電能的損耗量，單位kwh/t-AL；U代表平均電壓，單位V；η代表電流效率，單位%。

就以上公式我們能夠發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)電解鋁的過程當中假如要想最終完成節(jié)能的效果，則必須要從電流效率以及平均電壓兩個對電能損耗量造成主要影響的方面來進行，首先就是要使電壓的平均值做到盡可能的降低，再者，使電流效率做到盡可能的提升。再者，不斷提高電流效率以及降低平均電壓，這也是生產(chǎn)電解鋁過程當中要想完成節(jié)能降耗的主要趨勢。

2 電解鋁在生產(chǎn)過程中遇到的問題

（1）環(huán)境污染嚴重。在我國的電解鋁企業(yè)當中，一般而言在生產(chǎn)鋁的時候采用的都是溶融電解的方式，其中以冰晶石一氧化鋁材料為主。在生產(chǎn)過程當中，首先需要做的就是要將溫度提升至冰晶石一氧化鋁的熔點，而其熔點又相對較高，所以在該階段當中，難免會產(chǎn)生揚散的現(xiàn)象，進而對環(huán)境造成相應的污染。再者，進行鋁生產(chǎn)的過程當中采用電解的方法，會有許多的游離氧產(chǎn)生，在陽極附近，這些氧離子會和二氧化碳相反應，隨后有污染氣體產(chǎn)生，進而污染環(huán)境。

（2）高耗電，能源耗費量大。就現(xiàn)階段我國電解鋁技術(shù)的發(fā)展情況來講，噸鋁耗電達13000度以上，同時主要采用的火力發(fā)電的形式，能源耗費量較大。一方面，作為高耗能的行業(yè)之一，電解鋁企業(yè)的全年過電量在16年的時候占到了社會總用電量的7.5%，在其生產(chǎn)成本方面大約占到了40%，在有色金屬行業(yè)當中其用電量最高，生產(chǎn)和出口電解鋁產(chǎn)能相當于消耗和出口能源[2]。再者，隨著電解鋁產(chǎn)能的不斷提高，對于火力發(fā)電的需求量更是越來越大，對我國環(huán)境造成了嚴重的影響，和現(xiàn)階段綠色發(fā)展的理念相違背。

（3）具有一定的危害性。在具體的生產(chǎn)過程當中，電解鋁企業(yè)所釋放出來的固體廢棄物以及氣體所含有害物質(zhì)較高，在對環(huán)境造成污染的同時還會危及人體的健康。再者，在生產(chǎn)的時候電解鋁會產(chǎn)生揚塵等，如果人體過量吸入，會造成致矽肺病，危害人類的呼吸系統(tǒng)。如果氟化物在環(huán)境以及空氣中的產(chǎn)量過剩的話，甚至還會危害動植物的健康。

3 電解鋁生產(chǎn)節(jié)能對策

3.1 低壓生產(chǎn)技術(shù)

目前低電壓生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)在許多電解鋁企業(yè)中獲得了普遍應用，但現(xiàn)階段常用的低壓生產(chǎn)技術(shù)主要有以下幾種：①異型陰極節(jié)能技術(shù)。該技術(shù)在應用的過程當中，在維修電解槽的時候，應用陰極帶有凸臺的異型陰極，來阻隔電解過程當中所產(chǎn)生的鋁液，用來對鋁液的流動速度和鋁液界面的變形情況進行相應的緩解，從而可以使電解槽工作電壓得到有效降低。②阻流塊節(jié)能技術(shù)。在應用該技術(shù)的時候，需要將阻流塊加入到生產(chǎn)槽當中，用來對鋁液的流動速度和鋁液界面的變形情況進行相應的緩解，再者使電解質(zhì)電壓以及電解極距得到有效降低。

③雙陰極鋼棒節(jié)能技術(shù)，在具體應用該技術(shù)的時候，需要加一個貫穿槽在陰極鋼棒的位置當中，將絕緣材料加入到槽中，如此就會導致槽中部向陰極鋼棒導電增多，從而使磁場得到一定程度的降低。

3.2 煙氣回收利用

電解鋁屬于高能耗、高污染企業(yè)，生產(chǎn)工藝相對復雜。在生產(chǎn)過程中會釋放出氟化氫、一氧化碳、二氧化碳等有毒有害氣體，一般情況下通過呼吸道或皮膚進入人體，當人體吸入一定量后會導致氟骨病的產(chǎn)生，嚴重時還有可能會造成人員傷亡。要想盡可能的防止出現(xiàn)該類問題，目前我國的電解鋁企業(yè)在進行生產(chǎn)的時候采用了凈化系統(tǒng)，如此其在生產(chǎn)過程當中所產(chǎn)生的煙氣有明顯的效果。

回收利用電解鋁所產(chǎn)生的煙氣，是所消耗的成本有了一定程度的降低，充分的利用了能源，是企業(yè)的經(jīng)濟效益有了明顯的提高。

3.3 加快鋁行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整

就近些年來的電解鋁廠的發(fā)展情況來講，一大生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)指標先進的企業(yè)相繼建成，其對于電能的消耗大約在145kwh/t左右，和世界先進水平相比，不管是在生產(chǎn)成本方面還是在能耗方面都有所降低，所以在市場當中具有著一定的競爭力。

因此，就電解鋁企業(yè)而言必須要清楚的認識到當下的形式，在經(jīng)過冷靜的思考之后在進行相應的決策，在發(fā)展的過程當中，一定要穩(wěn)扎穩(wěn)打，切忌盲目前進，再者還要提高對于技術(shù)的改造，從而使鋁行業(yè)逐漸發(fā)展成為產(chǎn)能合理、技術(shù)經(jīng)濟指標先進、和諧發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。

4 電解鋁生產(chǎn)減排技術(shù)

就現(xiàn)階段我國電解鋁企業(yè)的具體情況來講，相關(guān)資料指出，由于受目前治理技術(shù)以及投資運行成本等方面的影響，大多數(shù)電解鋁企業(yè)在形成的二氧化硫的治理、掌控方面的效果并不是十分理想，長此以往，對空氣造成了嚴重的污染。從目前的現(xiàn)實狀況來看，在凈化煙氣的過程當中大部分的電解鋁企業(yè)所采用的治理工藝都是氧化鋁干法凈化，可是，這只是對氟化物及煙粉塵的清除效果極佳，其中除塵效率基本在99%以上，而除氟效率也基本都在98%以上。然而，這些年來，隨著科學技術(shù)的不斷提高，我國部分電解鋁企業(yè)也逐漸開始了對電解煙氣脫硫脫氟除塵一體化技術(shù)的探究。

5 結(jié)語

節(jié)能減排技術(shù)在電解鋁企業(yè)當中的有效應用，不但符合我國綠色發(fā)展的戰(zhàn)略思想，還使自身的市場競爭力得到了有效提升，電解鋁企業(yè)要想在激烈的市場競爭當中某得一席之地，就必須要加強對節(jié)能減排工作的重視，為了進一步建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的電解鋁企業(yè)，必須要加大對節(jié)能減排的應用，實現(xiàn)經(jīng)濟的循環(huán)發(fā)展。通過文章的簡單論述希望能夠為相關(guān)人士提供借鑒和參考，然而在此尤其需要注意的就是，因為每一個企業(yè)所采用的生產(chǎn)工藝都有著一定的差異性，因此在節(jié)能減排工作開展的過程當中必須要和企業(yè)的具體情況相結(jié)合，切不可生搬硬套。