电解学习材料

1（内部资料注意保密）电解二分厂工艺及设备简介2电解二分厂生产工艺流程图净化车间运输车间运输车间净化车间质管处净化车间电气车间电解运车输间车间微机中心动力车间动力车间铸造车间质管处AL2O3氟化盐碳阳极F-AL2O3直流电电解槽计算机接口主机干法净化废气排空槽控箱铝液铸造车间铝锭F-AL2O3压缩空气商品铝锭3第一部分电解铝电解生产原理及工艺流程现代铝工业生产，主要采用冰晶石――氧化铝融盐电解法，其基本原理：熔融冰晶石作溶剂，氧化铝作为溶质溶解在其中，氟化铝、氟化钙作为添加剂，以碳素材料作为阴阳两级（实际生产中，铝液作为阴极），通强大的直流电，在高温下，在电解槽的两极上进行电化学反应，即电解。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳，阴极产物为铝液。工艺流程见下图：电解车间设备情况一、电解槽主要分为上部结构和阴极部分。上部结构由打壳下料装置、阳极提升装置、槽密闭排风系统、大梁及门型立柱、阳极碳块组成。阴极部分由电解槽槽壳、阴极内衬和阴极碳块组成。打壳下料装置：主要是负责打开氧化铝结壳，给槽内补充新鲜的氧化铝及新鲜的氟化铝。电解槽生产所用的原料通过净化超浓相输送系统或电解多功能天车直接送到电解槽的料箱中，然后通过打壳下料装置按需加入电解槽中。阳极提升装置：主要是负责阳机组的升降、出铝时的下降，抬母线时的提升，槽工作电压的调整。槽密闭排风系统：主要是负责把电解槽阳极所产生的气体通过槽密闭排风系统输送到净化车间进行处理。大梁及门型立柱：电解槽的上部结构的重量均由钢制的实腹板梁和门型立柱承担。AL2O3氟化盐碳阳极F-AL2O3直流电电解槽槽控箱F-AL2O34阳极碳块组：通过强大的直流电深入到电解质中与阴极产生电弧，发出高温，溶解固体电解质进行铝电解。二、多功能机组的主要作用及用途A打壳：打开电解质结壳B加料：向电解槽加氧化铝及破碎后的电解质块；C更换阳极：拧开提起及落下拧紧螺旋夹具，吊走残极，更换新阳极。D清理阳极坑：把阳极坑内的残极散块及结壳电解质清理出去，以便安放新阳极。E出铝：铝抬包的吊运，抽真空，出铝，吊送并计量及显示，实施打印F提升阳极母线：吊运阳极母线提升框架G完成安装和检修电解槽上部结构和下部槽壳及其他零星吊运。作用：多功能机组在车间担任着出铝、阳极的更换、吊运槽壳及检修时的物料吊运、加封阳极上的保温料，它运行的好坏直接影响电解铝的正常生产。三、母线提升框架作用：是大型预焙槽阳极铝电解生产的关键设备之一，在铝电解生产中随着阳极炭块的消耗，阳极母线也相应下降，当降低到一定程度后必须进行提升阳极母线，而阳极碳块不能有相应移动，这就是电解程序的抬母线工序，其主要由专用设备母线提升框架完成，在抬母线过程中，多功能天车吊起提升框架，其上的夹具装置夹紧阳极导杆气动扳手，松开小盒卡具，用母线提升机构把阳极母线提升到一定的高度并拧紧小盒卡具。四、6吨真空抬包作用：主要用来出铝，当电解槽内的铝量达到一定的程度时就要排出，利用真空抬包把槽内的铝液抽出，通过抬包运输专用车辆运送到铸造车间铸锭，它的原理是通过引射器把真空包内的空气抽出，产生真空把槽内铝液抽出。第二部分净化一、铝电解烟气的构成为：气态物质：HF、CO2、CO、SO2、SiF4、CF4等。5固态物质：大颗粒（D＞5µm）：氧化铝粉、碳粉、冰晶石细颗粒（亚微米级）：电解质蒸气凝聚而成，氟含量达45%电解铝产生的污染物数量二、铝电解烟气回收的原理干法净化回收：就是以某种特定的粉状物料吸附某种气体物质所完成的气体净化过程，具有吸附作用的物质叫吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。铝电解烟气干法净化就是使用电解铝的生产原料AL2O3吸附烟气中的HF而完成的净化过程，AL2O3为吸附剂，HF为吸附质。二分厂采用干法净化。三、烟气的捕集方法本系统采用的捕集方法是每台槽上设集气罩（一次捕集）。四、1、工艺流程图引风机稀相浓相浓浓相相普通风动溜槽新鲜AL2O3载氟AL2O3超浓相溜槽2、文字叙述：电解烟气在引风机作用下，经电解槽集气罩、排烟支管、排烟总管、地下烟道到达立烟管中，立烟管中的VRI反应器将定量加入新鲜AI2O3均匀的喷射到立烟管中，形成一个圆截面，与进入的电解烟气发生吸附反应，气态HF被AI2O3吸附，然后混合烟气进入菱形大布袋除尘器进行气固分离，同时烟气中的固态颗粒被截留，气固分离后，干净烟气经烟囱排入大气，而被截留下来的载氟料，一部分作为吸附剂循环使用，另一部分则经风动溜槽到气力提升机，被提升到载氟仓中供电解使用。支烟管地下烟管立烟管VRI反应器循环溜槽大布袋除尘器引风机烟气气提机AL2O3库贮料塔罐车电解槽AL2O3日用仓烟囱排烟总管63、各主要设备的作用序号设备名称作用1主引风机抽出电解烟气，将干净气体排入大气2大布袋除尘器对含尘气体进行气固分离3反吹风机对大布袋进行反吹清灰4高压离心风机对风动溜槽及VRI反应器内物料流状化5流态化罗茨风机为除尘器沸腾床和循环溜槽供风6气力提升机将载氟AL2O3提升至料包供电解用7VRI反应器将AL2O3均匀地喷射到烟管中与烟气混合完成吸附反应8风动溜槽输送AL2O39气提罗茨风机给气力提升机供风五、氧化铝输送的原理1、普通风动溜槽原理：普通风动溜槽有一定斜度，当物料沸腾后，密度减小，颗粒间的磨擦近似为0，物料呈流态化，在重力作用下，沿斜槽从高位流向低位，达到输送的目的。2、超浓相水平输送溜槽原理：是利用沸腾床技术使物料流态化后，转变为一种固气两相流体。靠各点的压力梯度输送，也就是提供一定的料柱差就可使物料在封闭的溜槽内流动。3、浓相输送输送原理：由压力容器产生的静压力推动物料，以非悬浮态栓状流动，气流速度相对较低。当气流速度降到某一临界值时，流动阻力陡然增大，固态物质滞留在管底，管道内气流的有效通道减小，气速在该段增大，将停滞的物料由表及里地吹走，随着管道有效截面积的增大，气流速度又降低，固态物质又会停滞，如此循环往复，物料像沙丘移动式的流态化状态向前移动，即所谓的浓相输送。第三部分铸造一、铸造工艺简介：金属铝液从混合炉中流出，经溜槽注入水平式铸造机的船形溜槽，在7经分配器注入铸模而成型，在铸机上浇铸的铝锭经间接冷却后打印，然后送入冷却运输机直接冷却，冷却后送入堆垛机整列编排堆成垛，堆好的垛锭采用半自动气动打捆机捆扎，由成品运输机移动垛位后，最后用叉车运走。铸造车间工艺流程图：分析配料计量一、主要设备的工艺流程1、20kg铝锭连续铸造机组工艺流程图：合格合格不合格2、40吨混合炉工艺流程图合格不合格三、主要设备及用途：1、20Kg铝锭连续铸造机组（3台）：是专门用于普通重熔用铝锭连续铸造的自动化生产线，通过PLC编程控制，对来自电解车间的熔融铝液进行连续铸造及打捆操作。2、堆垛机（3台）：是一个将从冷却运输机送来的铝锭按照事先规定好的铝液铝液注入40吨混合炉炉静置30分钟扒去浮渣普通铝锭20Kg铝锭连续铸锭机静置30分钟溜槽浇铸处理入库检验标识打捆堆垛冷却打印商品铝锭铝锭灌铝配料静置取样分析浇铸取样分析扒渣8程序进行堆垛的自动化装置。它可分为牵引、翻转、整列堆垛、移动台车等部分。3、成品运送机（3台）：是一个链板式的平板运输机在运输机上每隔一定距离设置一组高出链板的凸台,这一凸台即便于夹具的张开,又便于打捆时穿钢带和叉车叉板的插入。4、气动捆扎机（3台）：安装在运输机上方，可沿其工字形轨道移动，对钢带进行拉紧，锁扣和切断，完全由打捆机来完成。5、40吨混合炉主要作用：使液体铝存放、保温、精炼、静止等的地方。第四部分动力动力车间是电解二分厂的主要车间之一，它肩负着全厂各个车间生产用水、风、汽、暖及生活用水、暖的供给和排出，它是否能正常运转直接影响全厂各车间的生产和职工的正常生活。一、工艺流程图自来水经过软化器软化后进入水池，然后经过水泵供给整流机组纯水冷却塔，整流机组热交换器中的热水经过冷却塔，返回水池循环使用。1、自来水软化器水池给水泵冷却塔整流机组纯水冷却塔1、整流循环水工艺流程图2、自来水软化器水池给水泵冷却塔空压机组2、空压循环水工艺流程图93、自来水冷水池冷水泵铸造机组冷却塔热水泵热水池3、铸造循环水工艺流程二、空压机的原理及工艺流程图1、空压机原理：通过吸气管吸入空气，经过油过滤器进入一级气缸压缩达到0.2－0.3MPa压力后进入中间冷却器，降低温度后进入二级气缸，二次压缩后达到0.8－1.0MPa压力，经过后冷却器二次降温进入储气缸，再经过排气总管进入干燥器析出水分，供给用户。2、空压机工艺流程图吸气管油过滤器一级气缸中间冷却器排气总管储气罐后冷却器二级气缸干燥器用户3、空压站内冷却水流程图Ⅰ级气缸中间冷却器油冷却器Ⅱ级气缸后冷却器总进水管总出水管10三、主要设备及用途1、冷冻式干燥器（3台）作用：利用氟利昂R22工作制冷剂降低压缩空气的湿度析出空气中的水分使湿饱和空气变成干燥空气满足用户的需要。2、微热再生式干燥器（6台）作用：利用变温吸附和变压吸附原理，吸收压缩空气的水分，使湿饱和压缩空气变成干燥空气，满足用户需要。3、空压机（12台）作用：气体的压缩输送。其中4台2D-12-100/8空压机通过3台冷冻式干燥器把风送入电解车间、铸造车间、净化车间及碳素分厂。8台2D-12-100/10空压机产生的风通过6台微热再生式干燥器送入净化车间的浓相、稀相输送及天车加料的小料仓。4、冷却塔（7台）：作用：是敞开式循环水系统中主要设备之一，是用来冷却热交换器中排出的循环热水。第五部分电气一、简介电气车间主要包括：220KV配电室和调压整流变电所。1、220KV站配电装置采用户内配置，220KV系统主接线采用双母线系统，给本工程的六台整流变压器机组、动力变压器供电。采用双母线系统，方便以后的运行操作，也更加符合电解铝生产供电可靠性及继电器保护的要求，断路器采用六氟化硫断路器，单柱型结构，液压操作机构，隔离开关采用水平三柱双断口型，电动操作机构，提高可供电的可靠性及自控水平。2、整流所采用三层布置，调压整流变压器采用室外配置，整流器紧靠调压整流变压器一侧。调压变压器设79级有载调压，调压整流变为上进下出，整流器为下进上出，二层为滤波室。作用是1）消除高次谐波，2）补偿COSφ。地下层为水管及电缆层。在整流器室端部一侧设置总降压动力变压器，10KV中心配电所及主控制室，10KV中心配电所及总降压动力变压器为一层布置局部二层。11工艺流程图：直流电二、主要功能1、将外部输送的高压（220KV）电能，通过整流变压装置，转变为所需要的直流电，输送到电解车间。2、通过动力变压器，转变为10KV，共给全厂动力系统，再通过各分电所和低压配电，供给动力照明系统。三、主要设备及作用1、SF6断路器：全站共11套，主要作用是切断正常工作时负荷电流及事故情况下短路的过载负荷电流。2、隔离开关：全站共6套，有单接地、不接地和双接地三种。主要作用是在无负荷时切断及隔离电路，使被检修设备两侧有明显开点，确保检修时人员及设备安全。3、电流互感器：全站共11套，主要作用是作监测测量、计量，保护配套设备。4、无间隙氧化锌避雷器：全站共有11套，主要作用是防止雷击过电压及操作运行中过电压与设备并联，保护用电设备不致因瞬时间过电压而发生绝缘击穿。5、电压互感器：全站共有2套，主要是作监测测量，计量保护时的配套设备。6、整流机组变压器卿头变电站电气车间调压整流变压器整流装置电解车间动力变压器10KV中心配空压10KV分配净化10KV分配碳素10KV分配12主要作用：将网侧220KV电压降至适合电解系列用的不多于1200V电压,共6套，分别移相后并列运行,为5备一运行方式。7、滤波装置全站共有12台，主要作用是与电抗器，高压电容器配合做无功补偿和谐波治理。8、整流柜整流柜共12台，主要是将整流变送进来的不高于1200V的交流电压变为直流电压，供电解系列使用。9、纯水冷却装置共6台，主要是在整流柜工作时，对柜内硅元件交直流桥臂及汇流母排进行冷却，防止元件温度过高而烧毁。10、10KV高压开关柜全站共64台，主要是对各个馈电线路进行复合切换，柜内装有小车开关，在线路进行检修时，推