1. Übersicht: Verständnis der elektrolytischen Aluminiumproduktion
Elektrolytisches Aluminium wird durch einen Prozess hergestellt, der als Schmelzsalzelektrolyse bekannt ist, bei dem Alumina in geschmolzenem Kryolith gelöst wird. Ein hochintensiver Gleichstrom wird auf die Zelle angewendet, wobei Kohlenstoffblöcke als Anode und geschmolzenes Aluminium als Kathode verwendet werden. Bei einer Betriebstemperatur von etwa 950–970 °C wandelt diese Reaktion Alumina in Aluminiummetall um. Diese elektrochemische Methode ist die Grundlage der modernen Aluminiumproduktion weltweit.
2. Schlüsselherausforderungen bei der Leistung von Elektrolysezellen
Herausforderung 1 – Kurze Betriebslebensdauer von Elektrolytzellen
In China bilden moderne vorgebackene Aluminiumreduktionszellen das Herzstück der Primäraluminiumproduktion. Trotz Fortschritten im Zellendesign und in der Größe bleibt die Langlebigkeit ein großes Anliegen. Die Lebensdauer dieser Reduktionszellen wird nicht nur durch die verwendeten Kathodenblöcke, sondern auch durch verschiedene andere Faktoren beeinflusst, einschließlich feuerfester Materialien, Isolationssysteme, Bauqualität, Inbetriebnahmeprotokolle und Betriebseffizienz. Um eine längere Lebensdauer zu erreichen, sind robustere und thermisch effizientere Materialien erforderlich.
Herausforderung 2 – Hoher Energiebedarf
Elektrizität ist ein wesentlicher Faktor für die Produktionskosten von Aluminium und macht fast 40 % der Gesamtausgaben aus. Konventionelle Isoliermaterialien haben ihre Grenzen bei der Verbesserung der Energieeffizienz erreicht. Um dies zu beheben, wurden Hochleistungs-Isolierplatten speziell für elektrolytische Aluminium-Anwendungen entwickelt. Diese Isolierplatten der nächsten Generation verbessern die Wärmehaltung, reduzieren die Oberflächentemperatur der äußeren Hülle der Zelle, erhöhen die Stromeffizienz und senken letztendlich den Energieverbrauch und die Betriebskosten.
3. Optimiertes Wärmedämmungsdesign in Elektrolysezellen
Hochfeste Dämmplatten sind ein integraler Bestandteil der thermischen Struktur der Zelle, strategisch entlang des Zellbodens und der Seitenwände installiert, um die thermische Leistung zu verbessern.
Seitenwandkonfiguration:
- Heiße Gesichts-Schicht
- Siliziumcarbidziegel mit Siliziumnitridbindung
- Barrier-Schicht
- 0,5-Grad Leichte Isolierziegel
- 60mm Elektrolyse-Isolierplatte (empfohlen)
Bottom-Konfiguration:
- Heiße Gesichts-Schicht
- Barrier-Schicht
- 100 mm Hochleistungsdämmplatte (empfohlen)
Die 0,5 leichten isolierenden Ziegel dienen dazu, den thermischen Widerstand der Wand zu verbessern, während die Haltbarkeit und Festigkeit erhalten bleiben.
4. Produktfokus: Hochfeste Isolierplatte für elektrolytisches Aluminium
Entwickelt für industrielle Umgebungen mit hohen Temperaturen, besteht dieses Isolierbrett vollständig aus anorganischen Materialien und ist für den kontinuierlichen Einsatz bei Temperaturen von bis zu 1100 °C geeignet. Mit seinen hervorragenden mechanischen und thermischen Eigenschaften ist es ideal für anspruchsvolle Aluminium-Elektrolyseprozesse.
Kernvorteile:
- Hohe mechanische Festigkeit
– Widerstandsfähig gegen Druck und Verformung
– Entwickelt mit präzisen Toleranzen für eine nahtlose Installation
- Außergewöhnliche thermische Stabilität
– Funktioniert zuverlässig bei extremer Hitze
- Niedrige Wärmeleitfähigkeit
– Verbessert die Isolierung und Energieeffizienz
- Nicht-organische Zusammensetzung
– Sicher, langlebig und umweltstabil
Schlussfolgerung
Durch die Integration von hochfesten Isolierplatten in Elektrolysezellen können Aluminiumproduzenten erhebliche Fortschritte bei der thermischen Effizienz, der Kostenkontrolle und der Langlebigkeit der Ausrüstung erzielen. Dieses fortschrittliche Material spielt eine entscheidende Rolle bei der Förderung der nächsten Phase der energieeffizienten und nachhaltigen Aluminiumproduktion.