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铝电解槽输出端节能技术(HORR)
简  介 一、项目背景 自20世纪80年代我国有色金属工业提出“优先发展铝工业”的战略发展方针以来,我国铝工业有了长足的发展,电解铝工业的发展更是突飞猛进。经过近30多年坚持不懈的努力,实现了跨越式发展。从引进“日轻”160kA预焙槽技术到自主开发280kA特大型铝电解槽的开发成功,使电解铝整体技术与装备水平进入世界先进行列。目前,500kA~600kA以上超大型电解槽已实现了工业规模化推广应用。40年来由于技术的进步,电解铝单位能耗下降1000kWh/tAl。 (1)高耗能仍是主要特点。尽管铝工业技术上取得了极大的进步,然而时至今日,铝电解的能量利用率仍然仅仅50%,大约有一半的能量都以热量形式散发在大气中(图1)。作为高耗能产业电解铝工业的节能减排仍将是今后相当一个时期的核心任务。   (2)电解铝是碳排放大户。进入21世纪以后,中国电解铝产量的增长速度明显加快,从2000年的279.41万吨增加至2020年3731.7万吨,连续多年成为世界第一原铝生产大国,同时电解铝的节能减排受到广泛关注。2020年,电解铝行业二氧化碳总排放量约为4.26亿吨,约占全社会二氧化净排放总量的5%。 (3)对供电质量要求高,不利于可再生能源电力发展。作为用电大户的铝冶炼企业,传统技术不具备调峰能力,这是由于其核心装备铝电解槽是在预设的热平衡条件下设计的,任何偏离预设热平衡的电力供给都可能导致严重过热或冻结。由于这一限制,现代铝电解槽的运行对供电质量要求相当苛刻(95%一级负荷),因此,作为用电大户的电解铝行业,基本没有调峰能力,对供电系统的适应性和灵活性小。 国际能源署发布的《电力系统转型现状2018》指出:电力系统灵活性已经成为全球优先发展方向。铝冶炼企业急需增加调峰能力,不仅可以适应未来新能源比例逐渐提升带来的电网供电波动,而且能主动调峰成为电力系统灵活电源点运行。 2020年12月16日,习近平主席在2020年中央经济工作会议上指出,要做好碳达峰、碳中和工作,要抓紧制定2030年前碳达峰行动方案。2021年3月15日,习近平总书记在中央财经委员会第九次会议中强调,“要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设总体布局”,指出“要构建清洁安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。” “双碳目标”的提出,给电解铝行业提出了新的课题。开展大型铝电解槽能量平衡及余热回收技术的工业系列化应用,通过国内外技术的集成创新,形成一整套的生产工艺技术和先进的装备,大幅提高电解铝行业的能源利用率,对于实现电解铝行业“双碳目标”具有重大历史性意义。 二、技术简介及工作基础 郑州轻冶科技股份有限公司与郑州大学在15年研究成果积累的基础上,从2017年开始,在铝电解槽能量流优化及输出端节能(余热回收)领域联合国内外多家企业和科研单位,启动郑州市协同创新重大专项,目前“铝电解槽能量流优化与输出端节能(余热回收)技术及成套工业系统(HORRS系统)”已完成工业化试验,进入工业化示范运行阶段。 开创了电解铝工业输入端与输出端“双端节能”的先河,并为进一步工业应用奠定了基础。 1、主要内容 建立独立的铝电解能量流在线优化调节模型(HORR技术),实现控制变量与控制目标的“解耦”,为进一步实现电解铝“输入端节能”的极限优化工艺生产奠定了基础,进一步降低电能消耗; 成功研制了电解铝专用“高效集热装置”,通过国际合作开发成功国际领先的核心技术,并实现了关键设备的量产。在此基础上,进一步开发了铝冶炼过程散热回收系统(HORRS系统),实现大幅节能;铝电解槽能量利用率可由原来的不到50%提升到60%。 研制铝电解槽多参数传感器与快速检测分析系统,并开发了铝电解槽数字化基础上的能量平衡智能化系统; 采用能量流调节系统,为电解铝柔性生产提供了技术保障,初步实现了利用电解铝厂巨大电能容量协助当地电网实现蓄能调峰运行,调峰能力达到±20%。 2、当前工作进展 2019年起,在河南中孚实业股份有限公司4台400kA大型铝电解槽上,开展了“铝电解槽能量流优化及智能调控技术开发”协同创新重大专项工业示范应用。2021年3月11日,首台400kA电解槽余热已成功与巩义示城市供热网实现互联,回收利用热量约占电解槽总耗能8~10%,预计到2021年5月底,全部4台电解槽将整体投运。 三、经济及社会效益 (1)技术指标 本项目工业试验完成后,可实现电流效率≧94%;槽电压低于3.9V,折合吨铝节电800~1000kWh以上,电解铝能量利用率提升8~10% 实现电解槽调峰运行 该技术应用后,铝电解槽可实现蓄能调峰20%,有利支持新能源电力负荷的消纳,减小新能源电源增加后带来的峰谷差,为国家构建新型电力系统提供支撑。 实现电解铝厂与区域、城市融合发展 根据电解铝行业(火-电-铝)的特点,将回收余热资源供入城市供热系统用于冬季居民采暖;夏季并入配套发电厂会热系统,用于发电;也可用于根据产业园区布局,可为周边工业用户(如铝加工、氧化铝厂等)提供工业生产用热源或大规模工业制冷,实现余热资源的高效利用。 社会效益 按照未来推广应用2500万吨计算: 年可节电250亿kWh; 年可减排:2492.5万吨二氧化碳; 年可消纳新能源电量:675亿kWh。
郑州大学 2021-05-10
连续铁碳微电解流化床设备
此连续铁碳微电解流化床设备的主要原理是将铁屑和碳粒等填充料,填装在主要包括一筒体的特定装置中,制成所谓的电解床。当污水通过时,铁成为阳极,碳成为阴极,产生各种微电化学反应,从而实现废水处理目的。
南京工业大学 2021-04-14
新型高性能离子电解质的研究
谷猛课题组和斯坦福戴宏杰教授课题组设计并开发了一种基于氯化铝/1-甲基-3-乙基咪唑/氯化钠离子液体组成的氯铝酸盐离子液体电解质。以这种离子液体电解质为基础制得的可充电钠金属电池具有良好的性能,电池电压高达~ 4v,库仑效率高达99.9%,能量和功率密度分别为~ 420 Wh kg
南方科技大学 2021-04-14
用于研究熔融电解质中电活性氧化物电化学行为的电解池
本发明涉及一种用于研究熔融电解质中电活性氧化物电化学行为的电解池。其技术方案是:电解池包括ZrO2管(3)、参比电极(15)、辅助电极(1)和固态工作电极(2);ZrO2管(3)封闭端内装有熔融电解质,在ZrO2管(3)封闭端的外表面由下到上依次环绕烧结有辅助电极(1)和参比电极(15),辅助电极(1)的上边界与ZrO2管(3)内的熔融电解质液面平齐,参比电极(15)紧邻辅助电极(1)上边界位置,固态工作电极(2)的下端插入熔融电解质中;参比电极引线(4)一端、辅助电极引线(7)一端和固态工作电极引线(8)一端与参比电极(15)、辅助电极(1)和固态工作电极(2)对应连接。本发明具有结构简单、操作容易、抗干扰能力强和测试结果更稳定可靠的特点。 (注:本项目发布于2014年)
武汉科技大学 2021-01-12
非水碳硫分析仪,非水碳硫分析仪器
产品详细介绍南京固琦分析仪器制造有限公司专业制造各类非水碳硫分析仪,非水碳硫分析仪器,碳硫分析仪器,智能定硫仪,炉料分析仪,碳硫高速分析仪器,高智能碳硫分析仪器,南京碳硫分析仪,碳硫检测仪,碳硫联测分析仪,  化验室仪器,碳分析仪器,硫分析仪器,管式碳硫分析仪,管式碳硫仪,智能碳硫分析仪器,自动分析仪器,智能化验仪器,智能分析仪器,快速碳硫分析仪、分析仪器,化验仪器,化验设备,不锈钢成分测定仪,化学元素分析仪, 电化学分析仪,实验室分析仪器, 智能元素分析仪,微机元素分析仪,三元素分析仪器,可测定工业材料中碳、硫、锰、磷、硅、镍、铬、钼、铜、钛、锌、钒、镁、稀素的含量土等元素。仪器测量范围广、精度高,高、中、低档齐全,并能接受用户特殊定货。广泛应用于钢铁分析仪器、冶金化验仪器、铸造化验设备、机械分析仪器,化工分析仪器、矿山开发设备等行业及质量监督部门和大专院校。(http://www.gqfxy.com)  025-57357222 13851978239)。
南京固琦分析仪器制造有限公司 2021-08-23
水膨胀性密封胶
水膨胀性密封胶是一种新型功能性密封胶,它具有显著的疏水性能,在有水份存在的情况下胶液即可逐渐固化,同时体积会膨胀5~6倍,达到堵漏、填缝、防渗、粘接的目的。它可用作为建筑堵漏防渗密封胶、隔热隔音材料的填充剂、飞机场跑道水泥路面的密封剂,大坝的水下防渗堵漏剂,另外由于其对金属、石材、纸张、水泥块的有良好粘接效果,也可用作于这些材料相互之间的粘接剂。本产品有两种类型的系列产品:单组分产品系列和双组分产品系列。针对客户的不同要求,可以选择不同类型的产品,如固化时间的要求,固化后的体积膨胀系数,固化后的硬度要求等。
武汉工程大学 2021-04-11
保水型控释肥料研发
一、成果简介 本研究研制的保水型控释肥由传统肥料核芯分别经可降解聚合物,保水剂悬浮液两次包膜制备而成,集控制养分释放和保水功能于一体,是一种具有养分控释、抗旱、节水和改良土壤结构的肥料。保水型控释肥是一种结合现代农业抗旱节水技术、高分子材料学、环境生态学等学科领域的高科技产品。可广泛适用于园艺、农林业、防护林建设、草坪建设、土壤原位改良等方面。 二、技术指标
中国农业大学 2021-04-14
德康水性环保清洁水A
产品详细介绍 无色透明,无杂质。  
江门市盈江科技有限公司 2021-08-23
水热合成反应釜
产品详细介绍   于实验室科研的水热反应釜,不锈钢外壳,聚四氟乙烯内胆。 我公司的水热反应釜现有3个型号.25ml(单价480.00)  50ml(单价660)  100ml(单价780)  150ml(单价1380)  200ml(单价1680)五种.安全温度是200度,最高压力为3MPaG.
郑州市亚荣仪器有限公司 2021-08-23
生物降解-水溶膜
山东森工新材料科技有限公司 2021-09-02
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