低溫低電壓鋁電解新技術讓噸鋁電耗直降10.7%
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全行業推廣后,每年可節電275億千瓦時,直接創造經濟效益145.75億元,減少CO2等溫室氣體排放1566萬噸中國科技網訊生產1噸電解鋁需要多少度電?需要多高溫度?在我國鋁業知名企業河南中孚實業…
全行業推廣后,每年可節電275億千瓦時,直接創造經濟效益145.75億元,減少CO2等溫室氣體排放1566萬噸
中國科技網訊生產1噸電解鋁需要多少度電?需要多高溫度?在我國鋁業知名企業河南中孚實業股份有限公司下屬林州市林豐鋁電公司,這兩個數字過去分別是13235千瓦時和950℃。而目前,這兩個數字分別下降了1377千瓦時和23.5℃,電耗直降10.7%。這一切都源于他們研發并產業化的國家科技支撐計劃重點項目“低溫低電壓鋁電解新技術”。今天,科技部在此間舉行的項目驗收會認為,該項目多項技術達到國際領先水平,標志著我國電解鋁工業節能減排工作取得歷史性突破。
電解鋁工業是我國重要的基礎產業,我國電解鋁年產量達1800多萬噸,占世界的40%,僅河南年產量就達400多萬噸。然而電解鋁產業歷來被稱為“高耗能產業”,2011年全國總耗電量4.75萬億千瓦時,僅電解鋁一個行業耗電量就占去5.4%。
出席驗收會的我國有色金屬行業權威專家指出,生產電解鋁的能耗取決于電解槽的電壓和電流效率,電壓每降低0.1V,噸鋁節電約320千瓦時;電解溫度每降低10℃,噸鋁可節電約140千瓦時。但由于電解鋁生產過程中磁場的強烈作用,電解槽的工作電壓很難降低;同時,由于難以找到適合工業使用的低熔點電解質材料,電解溫度一直維持在950℃以上的高溫。因此,研究開發低溫、低電壓新技術是電解鋁工業節能降耗的發展方向,也是世界鋁工業共同面對的重大技術難題。
為攻克這一技術難題,2007年8月,應科技部等六部委要求,在中國有色金屬工業協會領導下,以中孚實業為牽頭單位聯合行業內高校、科研單位和優勢企業成立了“高效節能鋁電解技術創新戰略聯盟”,被列為科技部首批17個重點戰略聯盟。2009年,該戰略聯盟以“低溫低電壓鋁電解新技術”向科技部申報了國家科技支撐計劃項目,獲批復立項。
自2008年9月起,由中孚實業牽頭依托高效節能鋁電解技術創新戰略聯盟,云南鋁業股份有限公司、中南大學、東北大學等單位共同參與,在中國有色金屬工業協會、河南省科技廳、云南省科技廳組織下,歷時2年多跨地區、跨部門、跨學科的聯合攻關,終于解決了低溫低電壓領域多項技術難題,在世界上首次開發成功電磁及磁流體穩定技術,低溫低電壓電解槽結構,低溫低電壓工藝運行技術;并在中孚實業林豐鋁電公司首創世界領先的400kA“靜流式”鋁電解槽,實現了規模化工業生產及系列高電流密度下的低溫、低電壓長周期高效穩定運行;取得了全系列電解槽平均電壓3.74伏、每噸鋁直流電耗11819千瓦時和陽極效應系數每槽日0.027次的先進技術經濟指標,節能減排效果顯著,整體技術達到國際領先水平。
該項目取得的指標與2008年立項前的國內先進指標對比,槽工作電壓降低0.336伏;電解溫度降低23.5℃,噸鋁直流電耗降低了1377千瓦時,降幅達10.7%;比目前國際鋁電解領先技術——力拓法鋁AP30電解槽12700千瓦時低881千瓦時,減少6.6%;比工信部《鋁工業“十二五”發展專項規劃》提出的“到2015年噸鋁直流電耗降低到12500千瓦時”的目標還低600多千瓦時。該項目申報專利48項,其中發明專利29項,發表科技論文66篇,出版專著1部,制訂行業標準2項,企業標準或規范16項,形成了具有自主知識產權的低溫、低電壓鋁電解成套技術。
低溫低電壓技術的推廣應用,將產生巨大的經濟效益和社會效益。按2012年國內電解鋁產量2000萬噸計算,此項技術全行業推廣后,可實現我國電解鋁工業年節電275億千瓦時,直接創造經濟效益145.75億元,同時減少CO2等溫室氣體排放1566萬噸。
科技部副部長曹健林在今天的驗收會上指出,本項目的開發成功,不僅為推動鋁工業及我國節能減排工作起到良好的示范帶動作用,也體現了“科技創新戰略聯盟”在促進產學研結合,推動我國企業自主創新和科技進步方面所發揮的重要作用。他要求下一步要做好這一成套技術的完善、加強和示范推廣工作。
另據中國有色金屬工業協會會長陳全訓介紹,從項目取得的成果讓我們看到了電解鋁節能的希望和信心,隨著科技的進步,噸鋁電耗降低到接近理論能耗,達到1萬千瓦時是有可能的。