10kA底部阴极稀土熔盐电解槽电场的模拟

针对当前上插阴、阳极结构稀土熔盐电解槽存在的一些弊端,设计了10kA底部阴极电解槽,并用有限元ANSYS软件对该槽型中的电场进行了数值模拟,得到三种极距下电场的电位及电场强度分布,发现该槽型的设计是合理的.     

山铝电解铝厂电解槽设计特点

山铝电解铝厂在技术改造中采用200kA预焙阳极电解槽取代60kA自焙槽,该槽型具有优异的磁流体稳定性,合理的电热场设计,采用了窄加工面、阳极升降、“船形”槽壳、实腹板梁等多项先进技术和高性能的内衬材料。目前,电解槽已连续生产986天,电流效率达到了94.5%,吨铝直流电能消耗13100 kW.h,氟化氢和粉尘等主要污染物排放量全部达到了国家排放标准。     

槽型对5kA级惰性阳极铝电解槽流场影响仿真

提出了两种5 kA级惰性阳极铝电解槽结构,使用有限元仿真方法计算了不同槽型电解槽在仅电磁力作用、仅阳极气体作用、电磁力和阳极气体共同作用下的流场和界面波动情况。计算结果表明:铝液运动主要受电磁力控制,电解质运动主要受阳极气体控制;槽型1比槽型2整体流速更低,界面波动更小。     

全封闭底部液态阴极结构稀土电解槽的模拟与设计

利用ANSYS10.0软件对20kA底部液态阴极结构的电解槽进行温度场、电场的模拟计算,并结合计算结果设计出一种极距为10cm、半径为92cm的20kA全封闭底部液态阴极结构电解槽。该电解槽采用阳极切分方式来减轻阳极质量,且不会对电解槽的电场造成影响,同时设计钢爪+石墨的阳极固定方式,以降低阳极残极消耗。槽盖的设计可提高电解槽的电流效率,降低能耗;N2进气口的设计可防止石墨阳极侧面被氧化消耗。     

80kA侧插自焙铝电解槽的工业试验

８０ｋＡ电解槽是自焙阳极铝电槽中一种先进槽型，本文介绍了其供电特点和试验运行状况。试验结果表明，该槽型能较好的满足铝电解工业生产的要求，具有重要的推广价值。     

稀土电解槽气液两相流动数值模拟

利用CFD软件,建立了稀土电解槽的阳极气泡及熔体整体流场数学模型。对稀土电解槽的阳极表面化学反应自动生成气体的流场进行了数值模拟,得出了电解槽的熔体整体流场分布图及在不同位置气体浓度分布曲线图,使之更贴近于电解槽的实际工况,为熔盐稀土电解槽的槽型优化提供依据。     

计划停槽与阳极炭块合理消耗的决策分析

根据国家节能减排淘汰落后产能的要求,某公司80kA电解系列于2011年10月份停产。该系列有A、B、C三个厂房,生产177台电解槽,按计划停槽时三个厂房逐步有序地退出生产。该系列每台电解槽有12块阳极炭块,阳极炭块使用周期为30天,每两天换一块阳极。停槽过程中必须将阳极炭     

一座节能和环保型的电解铝厂—新安铝厂

介绍一种新型的SY160（160kA）型预焙阳极电解槽及相关技术,该槽型自投产2年以来,和基技术经济指标达到或超过设计值;采用这种技术的新安铝厂成为一座节能和环保型的电解铝厂,获得显著的经济效益和社会效益。     

槽型对5kA级惰性阳极铝电解槽电热场影响仿真研究

提出了两种5 kA级惰性阳极铝电解槽结构,使用有限元仿真方法计算了不同槽型电解槽在分别采用普通阴极、石墨化阴极下的电热场分布情况。计算结果表明:不同槽型电解槽在初始条件下热量不平衡,但在强化电流、增加极距、加强保温后,均能实现热平衡;采用石墨化阴极需要输入更多的热量才能实现热平衡,但能够使阴极底部等温线分布更合理;在同样达到热平衡时,槽型2结构略优于槽型1。     

铝电解槽应急短路母线的设计与应用

铝电解槽母线系统断路事故的危险点主要集中于槽周母线熔断和立柱母线短路口爆炸两种情况。本文对阳极母线-阳极母线型、阳极母线-立柱母线型、出电侧母线-进电侧母线型、阳极母线-连接母线型、上部跨槽连接型和下部跨槽连接型等6种应急短路母线进行介绍,并结合9种可能出现的母线系统断路事故,介绍了其使用和联用情况。     

稀土熔盐电解槽电场的数值模拟

利用有限元软件ANSYS建立了稀土电解槽的电极及熔体整体电场数学模型。对电解槽的电极插入不同深度及不同极间距的电场进行了数值模拟,得出了电解槽的电位及电流密度分布和电位及电流密度在电极表面的分布曲线,为熔盐稀土电解槽其他场的分析提供了更准确的边界条件。     

稀土熔盐电解槽电场的仿真模拟

利用有限元软件ANSYS具有的多重单元、多重属性的特点,建立了稀土电解槽的电极及熔体整体电场数学模型。对电解槽的电极插入不同深度及不同极间距的电场进行了仿真模拟,得出了槽电压及电位分布与电极插入不同深度及不同极间距的关系。     

稀土电解槽石墨阳极的研究

从实际生产所用的3kA稀土电解槽石墨阳极进行采样,采用多孔介质模型模拟不同插入深度和阳极内径对电解过程的影响,并综合分析石墨阳极在槽体内部对电解过程的影响。     

稀土电解槽电解效率优化数值模拟

建立了考虑阳极表面气体存在的稀土电解槽流场—电场双向耦合模型,根据阳极气体作用下的电场分布情况来调节阳极下半部倾角,从而使电场分布相对平衡。结果表明,电场受阳极气体影响呈斜型分布,调节阳极下半部倾角为3°~6°,阳极下端电压降主要区域向坩埚一侧偏移,当倾角达到5°时,槽体内部电场分布相对均匀,有效改善了电解效率。     

6 kA方型稀土电解槽电场的研究

研究了阴极阳极变化对于6 kA方型稀土电解槽电场的影响,并在此基础上分析阴极半径的范围,为电解槽设计改造提供了参考依据。     

60kA底部阴极稀土电解槽极距的模拟优化

以60kA底部阴极稀土电解槽为模型,利用CFD软件模拟极距分别为80、90、100、110和120mm时,阳极表面气体的运动速度和阴阳极之间气体的分布,并对模拟结果进行分析。结果表明,最佳极距为110mm。     

稀土电解槽阳极炭块表面腐蚀的研究

对稀土电解槽阳极炭块因为发生阳极反应而产生的表面腐蚀进行研究。结果表明,经过一个生产周期后,不同阳极炭块试样的孔隙率大致保持在0.006 9±0.001 4,但是比表面积差距较大,说明阳极炭块在反应量上基本相同,但在反应进行的宏观方向上差距较大。过大的比表面积会造成阳极效应,发生阳极放电,在生产过程中要保证添加物的尺寸应尽量小且与炭块混合均匀。     

多孔介质模型在稀土电解槽优化模拟中的应用

针对熔盐电解法制取稀土金属钕槽型结构,首次提出了多孔介质模型与表面化学反应相结合的方法研究阳极电解反应过程,通过在靠近阳极表面取1~2mm的薄层设立为多孔介质层,并在多孔介质层上增设化学反应,模拟研究阳极表面的化学反应、槽体内部流场运动情况以及气泡上浮过程,同时对比欧拉法的模拟结果得到了该模拟法与欧拉法模拟的区别及该法研究的优势。模拟结果表明,该方法更能反映实际电解过程气泡生成和运动规律。     

稀土电解槽内电解质导热系数的计算

根据混合熔盐导热系数计算原则,通过计算稀土电解槽内电解质单组分熔盐导热系数,从而预测稀土电解槽内三元系电解质熔盐导热系数,为稀土电解槽内温度场的研究提供了一个重要物性参数。     

60kA沉浸式稀土电解槽电场的数值模拟

通过计算设计开发新型60kA沉浸式稀土电解槽的基本尺寸结构,并采用数值模拟软件建立了该电解槽的三维电场计算模型。对60~100mm几种不同极距工况下电解槽电场分布情况进行模拟。通过对电场电压的分析可以发现最佳电极间距为70mm,为该槽型的推广应用提供了理论基础。