Проект цеха электролиза производительностью 315 тыс. т алюминия в год с установкой электролизеров с обожженными анодами на силу тока 315 кА
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
В»о, подают реагент AlF3. Процессы HYCAST и RotoJet весьма похожи и отличаются незначительно как в конструкции ротора и техническом обслуживании, так и по техническим характеристикам и экономическим показателям (рис. 3.2).
Общая реакция почти не зависит от температуры. Типичный расход газа при очистке алюминия в ковшах - 30-60 литров аргона/мин и 0,5 кг AlF3/мин. Концентрация лития, равная 47 .10-6%, уменьшалась до 1.10-6% за 6 мин (температура 7500С). Обычно концентрация натрия и лития снижаются за 6 мин на 95% от начальных концентраций.
Рис. 3.2 Установка HYCAST
Аргон является основным флотационным газом, однако добавка 305% хлора применяется, если требуется снижать содержание натрия до особо низких концентраций. На рис. 3.3 видно, что концентрация карбида алюминия снижается вдвое за время цикла очистки 12 мин.
Рис. 3.3 Зависимость концентрации карбида алюминия от времени очистки
Системы типа РотоДжет показаны на рис. 3.4.
Рис. 3.4 Системы РотоДжет (ТМRotoJet, HOESCH Metallurgie GmbH)
Характеристики основных процессов очистки алюминия в ковшах сведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Сравнение процессов очистки алюминия в ковшах
ПараметрТАСHydro H-RAMRotoJetВремя цикла с учетом транспортировки ковша, мин122020Количеств ковшей в смену (8час)402424Емкость ковша, т Al3,64,54,5Производительность раiетная, т Al/год157243118260118260Начальная концентрация Li, 10-61515Время очистки до 2.10-6%, мин12Время очистки до 1.10-6%, мин1515Время очистки менее 1.10-6%, мин2020Капитальные затраты, $/т Al3,002,661,23ЭкологияЭксплуатационные расходы, $/т Al3,971,511,46
Из табл. 3.4 видно, что более совершенные технические решения, найденные компаниями HOESCH и Hydro, обеспечивают минимизацию как капитальных затрат, так и эксплуатационных расходов [23].
Раiет экономической эффективности от внедрения солей лития в электролит
За iет увеличения значения выхода по току
Увеличение суточной производительности электролизера составит:
DPсут=0,336 . I . (hпр - hбаз) . 24. 10-3,
где 0,336 - электрохимический эквивалент, г/А.ч;- сила тока, А;
hпр = 0,95 - выход по току (проектный), доли единицы;
hбаз = 0,89 - выход по току (базовый, без добавки солей лития в электролит), доли единицы;
- количество часов в сутках.
DPсут=0,336 . 315000 (0,95 - 0,89) . 24 . 10-3 = 152,41 кг.
Увеличение производительности в год на цех (4 корпуса): 152,41. 101,6 . 4 .365 = 22607,89 т, где 101,6 - количество работающих электролизеров в корпусе; 4 - количество корпусов; 365 - количество дней в году.
В денежном выражении годовая дополнительная прибыль от применения солей лития составит:
Пдоп = 22607,89. 2450 = 55,389 млн. $ или 1054,9 млн. руб. (курс $ = 30
руб.).
За iет снижения расхода электроэнергии
Э = (Wбаз - Wпр) . ст-ть 1 кВт.ч/т = (15427 - 12642 ) . 257 = 715,75 тыс.
руб. на 1 т Al.
На весь годовой выпуск продукции эффект составит:
,75. 357,2 = 255665,9 млн. руб.
4. Механизация и автоматизация производственных процессов
4.1 Механизация в корпусе электролиза
В проекте предусматривается автоматическая обработка электролизёров (пробивка электролитной корки, загрузка глинозёма) с помощью системы АПГ (автоматизированного питания глинозёмом). Для чего каждый электролизёр оборудован установками АПГ точечного типа на сжатом воздухе, управляемыми системой АСУТП. Загрузка глинозёма (свежего и фторированного после сухой газоочистки) в бункера установок АПГ выполняется системой ЦРГ (централизованная раздача глинозёма), управляемой АСУТП. Для периодической обработки длинных и торцевых сторон электролизёров (пробивка корки и загрузка глинозёма в электролизёры), для перестановки обожжённых анодов, периодической загрузки глинозёма в бункера установок АПГ при ремонте системы ЦРГ в каждом корпусе устанавливаются четыре комплексных анодных технологических крана. Комплексные анодные краны выполняют следующие технологические и транспортные операции по обслуживанию электролизёров в корпусе:
1.перестановка анодов;
2.пробивка электролитной корки и загрузка глинозёма по продольным и торцевым сторонам электролизёров;
.засыпка глинозёма на поверхности анодов;
.засыпка глинозёма в бункера установок автоматизированного питания глинозёмом электролизёров при ремонте системы ЦРГ;
.транспортировка вакуум-ковшей при выливке металла из электролизёра;
.перетяжка анодной рамы;
.прочие вспомогательные подъёмно-транспортные работы.
Периодическая обработка длинных сторон электролизёра ОА (один раз в сутки) необходима для поддержания теплового равновесия, т.к. установки АПГ пробивают и загружают глинозём в центре электролизёра.
Кроме того в корпусе для периодической обработки электролизёров предусматриваются напольные машины для пробивки корки МПК - 5У и загрузки глинозёма МРГ - 4М, которые работают при ремонте анодного крана.
Загрузка свежих фторсолей в электролизёры осуществляется при помощи установок АПГ, в бункера АПГ фторсоли загружаются с помощью напольных машин типа МРС.
Устранение анодных эффектов достигается перемещением анодного массива в автоматическом режиме.
Обожжённые аноды в электролизёре устанавливаются по высоте в шахматном порядке. Такая расстановка анодов необходима для распределения равномерной токовой нагрузки в электролизёре и обеспечения более равномерной температуры электролита в различных его участках. Регулировку обожжённых анодов осуществляют на одинаковое междуполюсное расстояние