探究電解鋁生產節能減排技術

李全林

（山東魏橋鋁電有限公司，山東 濱州 256200）

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

1 電解鋁生產節能技術原理

工業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系。相關公式為：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現，在生產電解鋁的過程當中假如要想最終完成節能的效果，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，這也是生產電解鋁過程當中要想完成節能降耗的主要趨勢。

2 電解鋁在生產過程中遇到的問題

（1）環境污染嚴重。在我國的電解鋁企業當中，一般而言在生產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，難免會產生揚散的現象，進而對環境造成相應的污染。再者，進行鋁生產的過程當中采用電解的方法，會有許多的游離氧產生，在陽極附近，這些氧離子會和二氧化碳相反應，隨后有污染氣體產生，進而污染環境。

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

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

3 電解鋁生產節能對策

3.1 低壓生產技術

目前低電壓生產技術已經在許多電解鋁企業中獲得了普遍應用，但現階段常用的低壓生產技術主要有以下幾種：①異型陰極節能技術。該技術在應用的過程當中，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阻流塊節能技術。在應用該技術的時候，需要將阻流塊加入到生產槽當中，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，再者使電解質電壓以及電解極距得到有效降低。

③雙陰極鋼棒節能技術，在具體應用該技術的時候，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，生產工藝相對復雜。在生產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該類問題，目前我國的電解鋁企業在進行生產的時候采用了凈化系統，如此其在生產過程當中所產生的煙氣有明顯的效果。

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

3.3 加快鋁行業的結構調整

就近些年來的電解鋁廠的發展情況來講，一大生產規模大、產業結構合理、技術指標先進的企業相繼建成，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，就電解鋁企業而言必須要清楚的認識到當下的形式，在經過冷靜的思考之后在進行相應的決策，在發展的過程當中，一定要穩扎穩打，切忌盲目前進，再者還要提高對于技術的改造，從而使鋁行業逐漸發展成為產能合理、技術經濟指標先進、和諧發展的產業。

4 電解鋁生產減排技術

就現階段我國電解鋁企業的具體情況來講，相關資料指出，由于受目前治理技術以及投資運行成本等方面的影響，大多數電解鋁企業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。從目前的現實狀況來看，在凈化煙氣的過程當中大部分的電解鋁企業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，隨著科學技術的不斷提高，我國部分電解鋁企業也逐漸開始了對電解煙氣脫硫脫氟除塵一體化技術的探究。

5 結語

節能減排技術在電解鋁企業當中的有效應用，不但符合我國綠色發展的戰略思想，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，就必須要加強對節能減排工作的重視，為了進一步建設資源節約型、環境友好型的電解鋁企業，必須要加大對節能減排的應用，實現經濟的循環發展。通過文章的簡單論述希望能夠為相關人士提供借鑒和參考，然而在此尤其需要注意的就是，因為每一個企業所采用的生產工藝都有著一定的差異性，因此在節能減排工作開展的過程當中必須要和企業的具體情況相結合，切不可生搬硬套。