[发明专利]多阳极电解槽电解的单阳极分流调控装置及方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及工业电解生产中多组阳极电解槽的单组阳极电流调控技术，特别是涉及一种多阳极电解的单阳极分流调控装置及方法。

二、背景技术：

目前的工业多阳极电解槽电解生产，采用的计算机控制，模糊控制系统。理想的电解生产状态时，阳极下不会积存大量的气体，电解质水平均匀；阳极在电解质的同一深度、底面呈一个平面插入电解质中；生产电流在每一组阳极通过阳极炭块均匀通过，进入电解质；阳极中、电解质中、铝液及阴极炭块组中的电流密度分布均匀，电解生产运行平稳，电解质成分合理。电解效应很少发生，电解效率、电流效率相应较高。在长期的、稳定的运行过程中，阳极电流形成一个经济、合理的最佳电流密度，在最佳的电流密度下运行，电解质内电流分布均匀，阳极及阴极电流分布均匀，电解质成分均匀，电解质温度分布均匀，电解槽温度分布均匀，电解生产最经济，电解槽的寿命相应较长。

然而在实际工业多阳极电解生产过程中，特别是大型电解槽，由于电解质成分分布不均、电解槽内集气等，使电解槽内部的不同区域电流密度偏大、或者偏小，造成电解生产的电流效率、电解效率降低，不利于电解生产的长期、正常稳定运行。

公知的工业多阳极电解生产中，所控制的是电解阳极的整体，不对单组阳极进行控制，无法对电解槽内的生产电流进行导向控制，也无法将单组阳极的电流进行有效导控。因此，当电解槽运行不稳定，槽子内每块阳极的电流不均时，无法对电解生产实行有效控制；电解槽内的生产电流不均衡，电解生产的电解效率、电流效率都将随之降低，电解槽出现阳极效应。引起电解生产中电解槽内的生产电流不均衡的原因很多，如：阳极下积存大量气体、部分单块阳极插入电解质过深、电解质成分不均、电解质成分的变化、阳极长包、电解质温度分布不均匀、电解槽温度分布不均匀等。阳极下积存大量气体时，阳极、电解质导电状态变差，会导致部分阳极电流减小或不导电，同时另一部分阳极电流增大、电流密度增大；部分单块阳极插入电解质过深时，会导致单阳极电流过大、电流密度增大；一些阳极下出现成团气体时，由于气体电阻较大，阻碍阳极的电流通过，导致电解槽内阳极偏流，引起一部分阳极电流升高，一部分阳极电流降低；电解质温度分布不均匀、电解槽温度分布不均匀时，会进一步恶化电解生产；这些原因都会引起个别阳极电流不能保持平均电流，有的比平均电流大(称单块阳极电流过高)，有的比平均电流小(称单块阳极电流过低)；统称阳极偏流，也就是电解槽及电解生产中的电流偏流。阳极偏流时，电解生产发生种种效应，电解效率降低，能源消耗增加，阳极消耗增加，电解槽内热收入分配不均，电解槽内热平衡被破坏，导致电解槽生产无法合理、正常、安全、经济进行，甚或损坏电解槽、电解设备，导致电解生产能耗增加、甚至电解生产无法正常进行。当前的计算机控制，模糊控制采取的对应方法是整体提高电解槽电压，增加电解槽的热收入；或者加入氧化铝、氟化盐；或者使用效应棒来被动的改变电解槽的生产条件。这些是被动的补救方法，无法主动解决电解生产中出现的一些阳极偏流及其引发的问题。

由于经常引发电解效应，在没有使用电抗器的情况下，电解生产电流时高时低，很难实行有效控制，为了稳定电解生产电流，很多铝电解厂家使用饱和电抗器来调节、稳定电解生产电流，但是饱和电抗器在在调节、稳定电解生产电流的同时，自身消耗大量的有功与无功电能，使电解生产的电能利用率降低。同时也造成电力网络的功率因数降低。

阳极偏流导致电解生产引发多种效应，不但消耗能源，消耗阳极，降低电解效率，甚或损坏电解槽、电解设备，导致电解槽生产无法合理、正常、安全、经济进行。

专利号为200610032596.9的中国发明专利“基于节能的铝电解槽单阳极极距调整方法”公开了一种通过先调整整体阳极横梁母线，再通过测量各阳极电流和各电极极距，通过与标准电流对比来调整单个电极高低的方法，有效地调整电流平衡，提高电流效率，降低能耗，提高槽寿命。然而，

三、发明内容：

本发明是克服现有技术存在的不足，设计并制作出一种多阳极电解的单阳极分流调控装置及方法。

技术方案：