[发明专利]一种铜电解过程分阶段能效分析方法与优化方法

说明书

本发明提供了一种铜电解过程分阶段能效分析方法，包括：识别电解槽的各个工作阶段；计量各工作阶段电解液温度均值净液流量均值电流强度均值直流电耗E_j、净液消耗量C_j、蒸汽消耗量V_j；计算各工作阶段的综合能耗；分别测量P1、P2阶段的阴极铜产量W1、W2并输入计算机，计算P1、P2阶段的单位产品综合能耗以及整个阳极周期的单位产品综合能耗。本发明分阶段的能效分析结果定量展示了能耗在铜电解过程各工作阶段的分布情况，为相关技术及管理人员提供了更细致的数据支持；本发明还提供一种铜电解过程的能效优化方法，优化后电解过程能耗明显降低。

技术领域

本发明涉及电解精炼铜技术领域，特别地，涉及一种铜电解过程分阶段能效分析方法与优化方法。

背景技术

电解精炼是有色金属冶炼特别是铜冶炼过程中的主要手段，电解过程的工作流程是将阳极板和阴极板同时放入电解槽，通电后开始电解，在阴极板上会逐渐产出阴极铜。在经历一个阴极周期之后，断电将产生的合格阴极铜取出，放入新的阴极板开始新的阴极周期。当第二个阴极周期结束后，阳极周期随之结束，断电将残极和合格阴极铜同时取出，阳极周期和阴极周期结束。然后放入新的阳极板和阴极板，开始新的工作周期，以此循环。目前，多数炼铜企业采用人工计算方法获取铜电解过程的单位产品能耗等能效指标，并借助于生产技术人员和专家的经验探索优化方法，这一方法存在的主要不足如下：

(1)劳动强度大；

(2)作业周期、电流强度、耗电量等需要人工记录的基础变量受人为因素影响大，从而导致了能效指标计算不准确；

(3)计算产品能耗时未计入生产净液所消耗的能量，这就导致能效指标计算不准确，而且基于这些结果进行优化时还可能导致“电解车间”和“净液车间”在节能方向上的矛盾；

(4)能效指标未能体现电解过程分阶段的特征。实际电解过程往往也是一个分阶段进行的过程，一个完整的阳极周期通常由两个阴极周期和两个出铜期构成，如图1所示。两个阴极周期操作条件又有一定差异，而目前企业的能效分析通常未对这两个阴极周期加以区别。因此，根据能效分析结果无法对这两个具体不同阶段分别提出优化建议。

(5)针对电解槽操作模式优化方向的探索缺乏必要的数学模型作为指导，效率低，过于依赖操作技术人员的经验。

发明内容

本发明目的在于为克服现有技术的不足，提供一种铜电解过程分阶段能效分析方法，从而实现铜电解过程能效数据的全面把握和综合利用，提供时间的可用性和数据处理的高效性；从而为铜电解领域的节能降耗提供坚实的基础。

为实现上述目的，本发明提供了一种铜电解过程分阶段能效分析方法，包括如下步骤：

1)、控制系统自动识别电解槽在一个阳极周期中的各工作阶段，依次包括第一阴极周期P1、第一出铜期S1、第二阴极周期P2和第二出铜期S2，并记录相应各工作阶段的时长t_j；

2)、自动计量各工作阶段电解液温度均值净液流量均值电流强度均值直流电耗E_j、净液消耗量C_j、蒸汽消耗量V_j；

3)、在完成上述数据采集和处理任务后，按下式自动计算各工作阶段的综合能耗：

Q_j＝E_j·η_e+C_j·η_F+V_j·η_V，

其中，η_e为电能的折标煤系数，η_F、η_V分别为净液和蒸汽的折标煤系数，Q_j为各工作阶段的综合能耗；