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“鋁電解槽雙端節能關(guān)鍵技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)”成果國際領(lǐng)先 電解鋁節能降碳“中國方案”出爐
7月13日，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì )在河南鄭州組織召開(kāi)科技成果評價(jià)會(huì )，對由鄭州大學(xué)、鄭州輕冶科技股份有限公司、河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司、河南省電力設計院有限公司等單位完成的“鋁電解槽雙端節能關(guān)鍵技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)”進(jìn)行科技成果評價(jià)。專(zhuān)家組一致認為，該項目研究成果是我國電解鋁節能理論與技術(shù)的重大突破，取得了大幅度節能降碳的效果，對促進(jìn)鋁工業(yè)科技進(jìn)步具有重要的作用，經(jīng)濟意義和社會(huì )意義巨大，為電解鋁工業(yè)落實(shí)國家碳達峰、碳中和目標提供了強有力的技術(shù)支撐和“中國方案”。
參加科技成果評價(jià)會(huì )的專(zhuān)家組成員有：中國工程院院士殷瑞鈺、邱定蕃、王國棟、邱冠周、潘復生、聶祚仁、柴立元，以及賈明星、康義、楊斌、李紅霞、李劼、陳開(kāi)斌、顏非亞、劉海石共15位冶金、有色領(lǐng)域權威專(zhuān)家。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì )科技部主任張龍主持了簡(jiǎn)短的開(kāi)幕式。鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(cháng)、中國工程院院士何季麟，中孚實(shí)業(yè)總經(jīng)理錢(qián)宇代表項目完成單位致辭。專(zhuān)家組組長(cháng)、中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì )原會(huì )長(cháng)康義主持評價(jià)會(huì )。
張龍主任主持開(kāi)幕式、康義教授主持專(zhuān)家評審會(huì )
何季麟院士、錢(qián)宇總經(jīng)理致辭
生產(chǎn)1噸電解鋁約需消耗電能13000kWh～14000kWh。然而，迄今為止，電解鋁的實(shí)際能量利用率仍不足50%，另外一半的能量散失在環(huán)境中。鄭州大學(xué)何季麟院士團隊經(jīng)過(guò)多年研究開(kāi)發(fā)，在鋁電解槽 “輸出端”節能領(lǐng)域進(jìn)行了長(cháng)期不懈的探索，相繼突破鋁電解槽熱特性?xún)?yōu)化控制理論、槽體散熱高效聚集及鋁電解回收熱能工業(yè)化應用等領(lǐng)域技術(shù)難題。通過(guò)與美國、挪威、加拿大等國家廣泛開(kāi)展國際合作，研制成功具有自主知識產(chǎn)權的工業(yè)鋁電解槽雙端節能關(guān)鍵技術(shù)和成套工業(yè)系統（HORRS），并首次在400kA大型鋁電解槽上獲得成功，回收熱能與鞏義市城市供熱總站和300MW火電機組回熱系統實(shí)現聯(lián)網(wǎng)。
與會(huì )專(zhuān)家饒有興趣地察看運行中的HORRS系統
專(zhuān)家組考察了400kA工業(yè)試驗槽、城市供熱及火力發(fā)電機組應用現場(chǎng)，項目總負責人、鄭州大學(xué)教授梁學(xué)民對項目研究成果做了詳細匯報。經(jīng)過(guò)認真、熱烈地討論，評價(jià)專(zhuān)家形成以下綜合評價(jià)意見(jiàn)：
一是項目技術(shù)創(chuàng )新程度高。該項目獲國家授權專(zhuān)利18件，其中，發(fā)明專(zhuān)利8件；出版專(zhuān)著(zhù)1部。該項目破解了傳統“輸入端節能”的技術(shù)瓶頸和“輸出端節能”的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)；創(chuàng )建了以能量流為調控變量、過(guò)熱度和爐幫形狀為目標的熱特性?xún)?yōu)化模型，實(shí)現了工藝技術(shù)條件在熱特性與磁流體穩定性控制中的“解耦”，構建了鋁電解槽雙端節能技術(shù)的基礎理論；開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用特種高效集熱器，滿(mǎn)足了電解車(chē)間大電流、高溫、強磁場(chǎng)和復雜空間要求，實(shí)現了電解槽側部高效集熱、能量流可控性和溫度場(chǎng)均勻分布的效果，使用安全可靠；開(kāi)發(fā)了建立在鋁電解槽熱優(yōu)化控制模型基礎上熱循環(huán)系統，通過(guò)電解槽多參數實(shí)時(shí)檢測，對電解槽熱特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)精確調控和槽體散熱能量高效聚集；開(kāi)發(fā)了“雙端節能”智能化工業(yè)系統，顯著(zhù)優(yōu)化反應過(guò)程、降低了電解鋁能耗，并成功與城市供熱系統和火力發(fā)電機組聯(lián)網(wǎng)，使回收熱能得到高效利用，首次實(shí)現了工業(yè)鋁電解槽的雙端節能。
梁學(xué)民教授現場(chǎng)講解HORRS系統整體布置
二是技術(shù)經(jīng)濟指標先進(jìn)。該項目在中孚實(shí)業(yè)400kA電解槽上實(shí)現降低槽電壓80mV~100mV，降低電解質(zhì)過(guò)熱度4℃~5℃，并穩定控制在8℃~12℃，電流效率提高0.7%，實(shí)現輸入端噸鋁節電379kWh/tAl以上；輸出端實(shí)現節能420kWh/tAl以上；電解槽綜合節能(熱電合計)約6%，噸鋁節能780kWh，折合CO2減排500kg/tAl以上。
專(zhuān)家、代表全神貫注觀(guān)察400kA試驗槽熱調控效果
三是技術(shù)難度大、復雜程度高。突破了理論研究、關(guān)鍵裝置研制和工業(yè)系統研發(fā)多項難題。
四是技術(shù)重現性好、成熟度高。該項目開(kāi)發(fā)的工業(yè)系統設計完善，自2021年3月11日以來(lái)，在中孚實(shí)業(yè)400kA電解槽上實(shí)現了長(cháng)期連續、穩定運行，系統性能可靠，技術(shù)指標先進(jìn)。
五是技術(shù)創(chuàng )新對推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步和提高市場(chǎng)競爭能力的作用具有非常重大的意義。該項目開(kāi)辟了電解鋁工業(yè)節能降碳技術(shù)的新領(lǐng)域，為電解鋁工業(yè)實(shí)現國家“雙碳”目標提供技術(shù)支撐。
六是經(jīng)濟、社會(huì )效益顯著(zhù)。該項目實(shí)施后使電解鋁能量利用率在現有基礎上提升5~6個(gè)百分點(diǎn)。預測推廣應用年節能達292億kWh，折合標準煤768萬(wàn)噸，減少CO2排放約2000萬(wàn)噸。
項目整體技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，專(zhuān)家組建議加快其推廣應用。
與會(huì )專(zhuān)家、代表合影
中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì )節能環(huán)保處、河南省節能和能源中心、河南省有色金屬行業(yè)協(xié)會(huì )、河南省發(fā)改委碳達峰碳中和政策研究組等單位領(lǐng)導，內蒙古霍林郭勒市人大常委會(huì )主任白華帶領(lǐng)市政府代表團出席了會(huì )議。東興鋁業(yè)、錦江集團、魏橋創(chuàng )業(yè)集團等典型電解鋁企業(yè)代表，國網(wǎng)河南能源服務(wù)公司、索通炭素公司等意向投資企業(yè)代表參加了評價(jià)會(huì )。
（來(lái)源：中國有色金屬報公眾號）
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