一、技术名称：铝电解槽新型阴极结构及焙烧启动与控制技术
二、适用范围：有色金属行业电解铝企业
三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状：
目前铝电解直流电耗13000～13500kWh/T-Al，相当于4.55～4.73tce/T-Al。2007年，全国铝电解耗能占有色金属行业的86％，占整个工业耗电的5.56％。
四、技术内容：
1.技术原理
电解铝生产采用熔盐电解法，即将氧化铝、冰晶石、氟化铝等加入电解槽中，在直流电作用下，电解质在电解槽内发生电化学反应，在阴极上析出铝液，阳极上析出CO2 和CO，铝液用真空抬包抽出铸造成铝锭，阳极逐渐消耗定期更换。采用铝电解槽新型阴极技术，将现行电解槽的阴极结构改变为新型的电解槽阴极结构和内衬结构，达到减少铝液波动，提高阴极铝液面稳定性，提高电流效率，降低槽电压和节能的目的。应用国际上通用的以电解槽阴极表面温度分布和垂直分布情况判定电解槽焙烧质量的方法，以电解槽阴极和电解质温度为控制中心，对电解槽进行合理焙烧，焙烧时间短，焙烧期间控制阳极电流分布均匀，尽量降低焙烧过程对电解槽的热冲击；启动过程中，以电解槽的稳定性为判定依据，控制电解槽的电压变化，使电解槽快速转入正常生产，提高电解槽槽寿命。
2.关键技术
1）通过改变现行铝电解槽的阴极和内衬结构，提高阴极铝液面的稳定性和电解槽的保温性能，降低槽电压，实现节能。
2）采用二段焙烧技术，提高焙烧质量，缩短焙烧周期，使电解槽快速转入正常生产。
3.工艺流程
五、主要技术指标：
槽电压降低大于0.3V，电流效率提高大于0.5％，电耗降低大于1100kWh/T-Al。
六、技术应用情况：
1）新型阴极结构铝电解槽技术：首先在重庆天泰铝业公司168kA 铝电解槽系列上进行工业试验，运行一年多以来，槽电压与对比电解槽相比降低0.3V，达到3.78V，电流效率平均提高1.3％，吨铝节电1100kWh/t-Al，节能效果十分显著。该技术在浙江华东铝业首批63 台200kA 铝电解槽的应用表明，吨铝节电达到1100kWh/t-Al。目前天泰铝业已改造30 多台电解槽，华东铝业已改造94 台电解槽，并正在河南淅川铝业、湖南创元铝业、宁夏青铜峡铝业公司等企业推广应用。
2）新型湿法焙烧启动技术：首先应用于中国铝业兰州分公司350kA 电解系列，首批试验槽于2008 年5 月通电，至今共有80 台350kA 电解槽使用此技术。运行结果表明：电解槽焙烧时间由原来的72～96h 缩短到48h，电解槽工作电压由原来的3～4 周转入正常缩短到现在的1 周左右。电解槽在焙烧期间阴极升温速度快且平稳，阳极、阴极电流分布均匀，电解槽启动后运行平稳，节省了能源和人力成本。该技术还应用于华鹭铝业、遵义铝业、华泽铝业等企业，效果良好。
七、典型用户及投资效益：
典型用户：中国铝业兰州分公司、重庆天泰铝业公司、青铜峡铝业集团有限公司350kA 系列、浙江华东铝业股份有限公司、河南淅川铝业（集团）有限公司、河南神火集团有限公司、湖南创元铝业公司
1）中国铝业兰州分公司。主要技改内容：采用新型湿法焙烧启动技术改造80 台350kA电解槽。相对于传统的焙烧启动技术，每台电解槽平均可节电8万kWh，折合28tce，全系列启动一次节能6384tce。每台350kA 电解槽在焙烧启动期间可创造节能经济效益5.2 万元，对于一个标准的288 台350kA 电解槽系列来说，可创造节能经济效益1500万元。
2）重庆天泰铝业公司。建设规模：年产6 万吨170kA 新型阴极结构铝电解系列。
主要技改内容：
①新型阴极电解槽阴极碳块制作与加工；
②阴极结构改造；
③电解槽内衬结构改造；
④焙烧方法的技术升级；
⑤电解槽工艺与操作技术的改造；
⑥电解槽控制系统升级改造。
节能技改投资额11300 万元，建设期6 个月，按节电1100kWh/T-Al 计，年可节电6600 万kWh，折合2.31 万tce/a；节煤3000t/a。按电价0.45 元/kWh 计算，年节电经济效益3000 万元，投资回收期3.8 年。
3）浙江华东铝业。建设规模：年产15 万吨新型阴极结构铝电解系列。主要技改内容：在原200kA、240kA 电解系列上进行新型阴极结构高效节能铝电解槽技术改造。
①新型阴极电解槽阴极碳块制作与加工；
②阴极结构改造；
③电解槽内衬结构改造；
④焙烧方法的技术升级；
⑤电解槽工艺与操作技术的改造；
⑥电解槽控制系统升级改造。
节能技改投资额40000 万元，建设期6 个月。按节电1100kWh/T-Al 计，年可节电16500万kWh，折合5.78 万tce。按电价0.45 元/kWh 计算，年节电经济效益7425 万元，投资回收期5.4 年。
八、推广前景和节能潜力：
该技术可在全国铝厂推广应用。预计到2015 年可在全国50％以上的铝电解系列推广使用该技术，按照铝产量1000 万t/a，吨铝节电500～800kWh /T-Al 计，可节电60亿kWh/a，折合210 万tce/a。
二、适用范围：有色金属行业电解铝企业
三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状：
目前铝电解直流电耗13000～13500kWh/T-Al，相当于4.55～4.73tce/T-Al。2007年，全国铝电解耗能占有色金属行业的86％，占整个工业耗电的5.56％。
四、技术内容：
1.技术原理
电解铝生产采用熔盐电解法，即将氧化铝、冰晶石、氟化铝等加入电解槽中，在直流电作用下，电解质在电解槽内发生电化学反应，在阴极上析出铝液，阳极上析出CO2 和CO，铝液用真空抬包抽出铸造成铝锭，阳极逐渐消耗定期更换。采用铝电解槽新型阴极技术，将现行电解槽的阴极结构改变为新型的电解槽阴极结构和内衬结构，达到减少铝液波动，提高阴极铝液面稳定性，提高电流效率，降低槽电压和节能的目的。应用国际上通用的以电解槽阴极表面温度分布和垂直分布情况判定电解槽焙烧质量的方法，以电解槽阴极和电解质温度为控制中心，对电解槽进行合理焙烧，焙烧时间短，焙烧期间控制阳极电流分布均匀，尽量降低焙烧过程对电解槽的热冲击；启动过程中，以电解槽的稳定性为判定依据，控制电解槽的电压变化，使电解槽快速转入正常生产，提高电解槽槽寿命。
2.关键技术
1）通过改变现行铝电解槽的阴极和内衬结构，提高阴极铝液面的稳定性和电解槽的保温性能，降低槽电压，实现节能。
2）采用二段焙烧技术，提高焙烧质量，缩短焙烧周期，使电解槽快速转入正常生产。
3.工艺流程
五、主要技术指标：
槽电压降低大于0.3V，电流效率提高大于0.5％，电耗降低大于1100kWh/T-Al。
六、技术应用情况：
1）新型阴极结构铝电解槽技术：首先在重庆天泰铝业公司168kA 铝电解槽系列上进行工业试验，运行一年多以来，槽电压与对比电解槽相比降低0.3V，达到3.78V，电流效率平均提高1.3％，吨铝节电1100kWh/t-Al，节能效果十分显著。该技术在浙江华东铝业首批63 台200kA 铝电解槽的应用表明，吨铝节电达到1100kWh/t-Al。目前天泰铝业已改造30 多台电解槽，华东铝业已改造94 台电解槽，并正在河南淅川铝业、湖南创元铝业、宁夏青铜峡铝业公司等企业推广应用。
2）新型湿法焙烧启动技术：首先应用于中国铝业兰州分公司350kA 电解系列，首批试验槽于2008 年5 月通电，至今共有80 台350kA 电解槽使用此技术。运行结果表明：电解槽焙烧时间由原来的72～96h 缩短到48h，电解槽工作电压由原来的3～4 周转入正常缩短到现在的1 周左右。电解槽在焙烧期间阴极升温速度快且平稳，阳极、阴极电流分布均匀，电解槽启动后运行平稳，节省了能源和人力成本。该技术还应用于华鹭铝业、遵义铝业、华泽铝业等企业，效果良好。
七、典型用户及投资效益：
典型用户：中国铝业兰州分公司、重庆天泰铝业公司、青铜峡铝业集团有限公司350kA 系列、浙江华东铝业股份有限公司、河南淅川铝业（集团）有限公司、河南神火集团有限公司、湖南创元铝业公司
1）中国铝业兰州分公司。主要技改内容：采用新型湿法焙烧启动技术改造80 台350kA电解槽。相对于传统的焙烧启动技术，每台电解槽平均可节电8万kWh，折合28tce，全系列启动一次节能6384tce。每台350kA 电解槽在焙烧启动期间可创造节能经济效益5.2 万元，对于一个标准的288 台350kA 电解槽系列来说，可创造节能经济效益1500万元。
2）重庆天泰铝业公司。建设规模：年产6 万吨170kA 新型阴极结构铝电解系列。
主要技改内容：
①新型阴极电解槽阴极碳块制作与加工；
②阴极结构改造；
③电解槽内衬结构改造；
④焙烧方法的技术升级；
⑤电解槽工艺与操作技术的改造；
⑥电解槽控制系统升级改造。
节能技改投资额11300 万元，建设期6 个月，按节电1100kWh/T-Al 计，年可节电6600 万kWh，折合2.31 万tce/a；节煤3000t/a。按电价0.45 元/kWh 计算，年节电经济效益3000 万元，投资回收期3.8 年。
3）浙江华东铝业。建设规模：年产15 万吨新型阴极结构铝电解系列。主要技改内容：在原200kA、240kA 电解系列上进行新型阴极结构高效节能铝电解槽技术改造。
①新型阴极电解槽阴极碳块制作与加工；
②阴极结构改造；
③电解槽内衬结构改造；
④焙烧方法的技术升级；
⑤电解槽工艺与操作技术的改造；
⑥电解槽控制系统升级改造。
节能技改投资额40000 万元，建设期6 个月。按节电1100kWh/T-Al 计，年可节电16500万kWh，折合5.78 万tce。按电价0.45 元/kWh 计算，年节电经济效益7425 万元，投资回收期5.4 年。
八、推广前景和节能潜力：
该技术可在全国铝厂推广应用。预计到2015 年可在全国50％以上的铝电解系列推广使用该技术，按照铝产量1000 万t/a，吨铝节电500～800kWh /T-Al 计，可节电60亿kWh/a，折合210 万tce/a。
