电解槽设计模版
240KA铝电解槽的设计计算.ppt
V平=1.80+1.50+0.02+0.35+0.18=4.20V
铝电解槽电压平衡表
电压平衡（V）
E反 △V质 △V效应 △V阳 △V阴 △V母 合计
240KA预赔槽 1.80 1.50 0.02 0.36 0.35 0.18 4.20
二、能量和物料平衡概算：
1、物料平衡计算
以1小时为计算基础，平均电流强度取240KA，电流效率94%
(3) 氟盐消耗量：
取冰晶石单耗为5kg/t·Al，氟化铝单耗27kg/t·Al，氟化钙：1kg/t·Al 冰晶石消耗量 = 75.69×0.005=0.38kg/h 氟化铝消耗量 = 75.69×0.027=2.04kg/h 氟化钙消耗量 = 75.69×0.001=0.076kg/h
(4) 阳极炭块消耗量：
(1) 电解槽铝产量：
η=CIη=0.3355×240×0.94=75.6888=75.69kg/h
(2) 氧化铝的消耗量：取Al2O3单耗为1920kg/t·Al
氧化铝实际消耗量=75.69×1.92=145.32kg/h； 氧化铝理论消耗量=75.69×1.89=142.97kg/h; 氧化铝的损失量=145.32-142.97=2.35kg/h
86.61
合计
平衡 差额
179.98 4319.98 1576677 99.99
CO 生成量
氧化 铝损失
合计
7.52 2.35 179.976 0.01
支出 ㎏/天 1816.56 9.12 48.96 1.82 127.44
2078.64
180.48
56.4 4319.42
0.56
㎏/年 43597.44 218.88 1175.04 43.776 3058.56
铜电解槽精炼车间工业设计
铜电解槽精炼车间工业设计文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]铜电解槽精炼车间工艺设计一、概述1、粗铜经火法精炼后仍含有一点数量的杂质。
这些杂质的存在会使铜的某些物理性质和机械性能变坏，不能满足电气工业对铜的要求。
因此，粗铜在火法精炼后需要电解精炼以除去有害杂质。
铜的电解精炼以火法精炼产出的铜为阳极，以电解产出的薄铜片为阴极，以硫酸和硫酸铜水溶液作电解液。
在直流电作用下，阳极铜电化学溶解，在阴极上沉积，杂质则进入阳极泥和电解液中，从而实现铜于杂质的分离。
下图为铜电解精炼一般工艺流程图：种板阳极阳极阳极泥送阳极泥处理法精炼结晶硫酸铜粗硫酸图1-1铜电解精炼一般工艺流程图：2、铜阳极铜电解精炼的原料是火法精炼后烧铸而成的铜阳极。
生产中应尽量获得质量良好的铜阳极板。
二、技术条件及技术经济指标的选择1、操作技术条件⑴、电流密度电流密度是指单位面积上通过的电流安培数。
电流密度的范围为200-360A /m 2.。
种板电解槽电流密度比普通电解槽电流密度稍低，本设计中普通电解槽电流密度取300 A /m 2，种板电解槽电流密度取230A /m 2。
⑵、电解液成分电解液成分主要由硫酸和硫酸铜水溶液组成。
其铜和硫酸的含量视电流密度、阳极成分和电解液的纯净度等条件而定。
在电解生产中，必须根据具体条件加以掌握，以控制电解液的含铜量处于规定的范围。
⑶、极距极距一般指同极中心距。
本设计取极距为90mm 。
⑷、阳极寿命和阴极周期阳极寿命根据电流密度、阳极质量及残极率来确定，一般为18-24天。
阴极周期与电流密度、阳极寿命及劳动组织等因素有关，一般为阳极寿命的1/3。
本设计中阳极寿命为18天，阴极寿命为6天。
2、技术经济指标 ⑴、电流效率电流效率是指电解过程中，阴极实际析出量占理论量的百分比。
本设计中电流效率为% ⑵、残极率残极率是指产出残极量占消耗阳极量的百分比。
本设计中残极率17%。
铝电解槽制作、安装施工方案
铝电解槽制作、安装施工方案铝电解槽制作、安装施工方案电解槽壳制作：先作一样板槽，合格后方可大批下料制作。
1.1结构特点：槽壳是由钢板组成的船形结构，由一块底板、两块侧板和两块端板组成，斜侧板与直侧板及底板直接均呈135°角。
斜侧板与端板连接部分相贯形成部分椭圆，侧板与端板外均布置有加固围板和筋板，如图所示。
电解槽壳制作工艺流程图（见附图一）1.2电解槽壳制作方法：电解槽制作场地场地设置10t龙门吊2台。
铺设钢平台两座50m×20m。
制作场地总面积2000平米，场地布置见平面图。
电解槽壳制作分两部分：底板制作和槽壳壁板制作。
1.2.1底板制作：（1）底板是由两块或两块以上的钢板拼焊而成的，拼焊前，先检查钢板的不平度，要求是：1m凹凸不平度小于1mm，不合格进行校平，对接缝采用I型。
（2）底板在组对平台上点焊固定，组对平台用料约4吨，采用埋弧自动焊焊接，为保证质量加引弧板，材质与底板相同，焊缝最大间隙2-3mm。
为消除焊接变形做适当反变形，焊接采用先焊横缝后焊纵缝的焊接工艺。
焊完一面后反面用碳弧气刨清根再焊另一面，翻转底板时用［20制成的扁担夹具翻转。
（3）焊后检查平整度，要求同①，不合格校平。
（4）合格后划出中心线，按底板设计尺寸划线切割，切余部分可用做加强筋板。
1.2.2壁板制作壁板分端板结构和侧板结构两部分，端板结构是端板与其筋板组对焊接在一起形成的，侧板结构是直侧板，斜侧板及纵向水平筋板组对焊接在一起形成的。
（1）端板结构制作A．端板结构组焊胎具制作如图：B．加强筋板下料后组对焊接成数组丁字板，焊后一次调平、调直。
C．围带下料后以4条为一组在液压胎具上一次压制成形，控制内壁净尺寸。
D．端板下料后在液压胎具上压制成型，用内弧板检查弧度，控制内壁净尺寸为设计尺寸-10m。
E．将制好的端板扣在胎具上，用卡具使其与胎具紧密接触，然后划线组对筋板和围板，点焊对焊缝长度＞40mm，进行焊接，焊接顺序为先焊筋板间焊缝，后焊筋板与端板间焊缝。
电解槽设计模版范文
电解槽设计模版范文一、引言电解槽作为重要的工业设备之一，在电化学过程中扮演着至关重要的角色。
良好的电解槽设计可以提高电化学反应效率，降低能耗，提高产品质量。
本文将基于电解槽的国内外研究成果，提出一种电解槽设计模版，用于指导电解槽设计过程。
二、电解槽设计模版1.控制要求：（1）电解槽要满足电解质与电极的反应要求，保证反应正常进行。
（2）电解槽要有合适的温度控制机制，以保证反应的温度在可控范围内。
（3）电解槽要有稳定的电力供应，以保证电化学反应持续进行。
2.电解槽结构：（1）电解槽结构要合理，能够容纳电解质和电极，并提供充分的反应表面积。
（2）电解槽结构要具备良好的材料耐腐蚀性能，以承受电解质的腐蚀。
（3）电解槽要有充分的流体动力学设计，以促进反应物的迅速扩散和产物的快速分离。
3.电解槽操作：（1）电解槽操作要简便，易于维护。
（2）电解槽操作要考虑人员的安全以及环境保护措施。
（3）电解槽操作要有合理的自动化设备，以提高生产效率。
4.实验条件：（1）电解槽的操作温度、电流密度以及电解质浓度等要有明确的实验条件。
（2）应根据实际需要选择适当的电极材料、电解质种类和浓度等。
（3）应有一定规范的操作步骤，以保证实验过程的准确性和可复制性。
5.安全与环保：（1）电解槽要提供有效的安全保护措施，以防止人员因意外事故而受伤。
（2）电解槽要有合理的废物处理系统，以减少环境污染。
（3）电解槽要遵守国家和地方的环保法规，以确保生产过程不对周围环境造成污染。
三、结论本文提出了一个电解槽设计模版，包括控制要求、电解槽结构、电解槽操作、实验条件以及安全与环保等几个方面。
这些都是电解槽设计过程中需要考虑的重要因素，通过合理的设计和操作，可以提高电解槽的效率和安全性，从而提高产品质量和降低能耗。
未来的研究可以进一步完善电解槽设计模版，以应对不同类型的电化学反应需求。
铜电解槽精炼车间工业设计
铜电解槽精炼车间工艺设计一、概述1、粗铜经火法精炼后仍含有一点数量的杂质。
这些杂质的存在会使铜的某些物理性质和机械性能变坏，不能满足电气工业对铜的要求。
因此，粗铜在火法精炼后需要电解精炼以除去有害杂质。
铜的电解精炼以火法精炼产出的铜为阳极，以电解产出的薄铜片为阴极，以硫酸和硫酸铜水溶液作电解液。
在直流电作用下，阳极铜电化学溶解，在阴极上沉积，杂质则进入阳极泥和电解液中，从而实现铜于杂质的分离。
下图为铜电解精炼一般工艺流程图：种板 阳极精炼槽 精炼处理 法精炼图1-1铜电解精炼一般工艺流程图：2、铜阳极铜电解精炼的原料是火法精炼后烧铸而成的铜阳极。
生产中应尽量获得质量良好的铜阳极板。
二、技术条件及技术经济指标的选择 1、操作技术条件 ⑴、电流密度电流密度是指单位面积上通过的电流安培数。
电流密度的范围为200-360A /m 2.。
种板电解槽电流密度比普通电解槽电流密度稍低，本设计中普通电解槽电流密度取300 A /m 2，种板电解槽电流密度取230A /m 2。
⑵、电解液成分电解液成分主要由硫酸和硫酸铜水溶液组成。
其铜和硫酸的含量视电流密度、阳极成分和电解液的纯净度等条件而定。
在电解生产中，必须根据具体条件加以掌握，以控制电解液的含铜量处于规定的范围。
⑶、极距极距一般指同极中心距。
本设计取极距为90mm 。
⑷、阳极寿命和阴极周期阳极寿命根据电流密度、阳极质量及残极率来确定，一般为18-24天。
阴极周期与电流密度、阳极寿命及劳动组织等因素有关，一般为阳极寿命的1/3。
本设计中阳极寿命为18天，阴极寿命为6天。
2、技术经济指标 ⑴、电流效率电流效率是指电解过程中，阴极实际析出量占理论量的百分比。
本设计中电流效率为95.5% ⑵、残极率残极率是指产出残极量占消耗阳极量的百分比。
本设计中残极率17%。
⑶、电解回收率铜电解回收率反应在电解过程中铜的回收程度，其计算方法如下：铜电解回收率×100 ％本设计中铜电解回收率为99%。
工业通风设计说明书(电解槽设计)
目录一．基础资料 (2)二．全面通风和局部通风方法的选择 (2)三．通风系统的划分 (2)四．局部排风风量的计算 (3)五．全面通风通风量的计算 (5)六．进、排风口的布置 (5)七．系统的水力计算 (6)八．通风机的选择 (11)九．参考文献 (11)一．基础资料1.土建资料本次设计建筑为电镀车间，车间尺寸为12×23×6.62m，结m，使用面积12×152构形式为框架结构。
二．全面通风和局部通风方法的选择由于生产条件限制、有害物源不固定等原因不能采用局部通风，或者采用局部排风后，室内有害物浓度仍超过卫生标准，在这种情况下采用全面通风。
全面通风的效果和通风量以及通风气流组织有关。
根据实际工艺在有害物散发点直接把有害物质捕集起来，经过净化处理，排至室外。
分为进风和排风，为了维持室内一定的压力，一般采用机械通风。
由于本车间属于同一生产过程，工作人员分布在整个房间中，采用全面通风的机械送风。
而污染物源主要是一些电镀槽，污染物直接在工作过程中从电镀槽中释放，所以只需对各个电镀槽进行局部排风然后统一处理后排到室外。
三．通风系统的划分当车间内有不同的送、排风要求，或者车间面积较大，送、排风点较多时，为了便于运行管理，常分设多个送、排风系统。
划分的原则：1、空气处理要求相同时、室内参数要求相同的，可划为一个系统。
2、根据有害气体的酸碱性质，将相同性质的合为一个系统（电解去油槽分为一个系统；镀银槽，镀铬槽，镀锌槽分为一个系统）。
此电镀车间的面积比较大，但是都是进行同一工作流程，所以整个排风系统划分为一个系统，但由于设备比较多，风量大，将排风系统分成三个小系统。
送风系统是向整个房间均匀送风。
四．局部排风风量的计算1.本工程为电镀车间，污染物源为电镀槽，因此采用槽边排风罩进行局部排风，槽边排风罩分为单侧和双侧两种 。
本次设计采用条缝式排风罩，条缝式槽边排风罩的断面尺寸有三种：250×200mm ；250×250mm ；200×200mm ，；当H ≥250mm 的称为高截面，H<250mm 的称为低截面。
5.1电解槽制作方案
5.1 电解槽槽体制作安装施工方案5.1.1 电解槽技术性能简介5.1.1.1 300KA预焙阳极电解槽由槽底支撑梁、摇篮式槽壳、上部结构(包括阳极母线、升降机构、打壳下料系统、大梁立柱)和槽罩组成。
5.1.1.2 摇篮式槽壳由槽壳和摇篮架构成，槽壳装于摇篮架上，安装时放置于槽底工字钢底梁上，工字钢底梁纵向安装在基础砼上。
5.1.1.3 槽壳是由钢板组成的船形结构，由1块底板、两块侧板、两块斜侧板和两块端板组成。
端板的两个端部围成1／4周长圆弧，斜侧板与侧板及斜侧板与底板连接均呈1350角(图3．3．2)，斜侧板与端板1／4周长圆弧部分连接相贯，形成部分椭圆。
图3．3．25.1.1.4 摇篮架底部由工字钢构成，两侧由钢板组成立柱。
数组摇篮架沿槽壳纵向相隔一定间距布置。
5.1.1.5 上部结构(大梁立柱)为型钢和钢板焊接结构，钢大梁立柱厂面用槽盖板封闭，槽盖板为钢板组焊结构。
5.1.2 工程施工特点及关键施工技术5.1.2.1 电解槽槽壳结构庞大，槽壳制作的主要技术难度是焊接变形大，特别是槽壳壁板结构因加固围板不对称设计易使端板焊后内口尺寸超差、长侧板结构焊后产：生纵向收缩。
因此在槽壳制作过程中控制变形技术足施工的关键。
5.1.2.2 摇篮架和上部大梁立柱是电解槽承重受力部件，保证焊缝质量、加强现场焊接施工管理尤为重要。
5.1.2.3 电解槽制作、安装工程量大、工期紧，采取可行的质量保证措施，合理配置劳动力，采取流水作业组织施工，应做全面综合考虑。
5.1.3 施工工艺流程5.1.3.1 电解槽制作流程电解槽钢结构制作全部在电解槽制作区内进行，各主要结构部件制作施工流程：(1)电解槽壳制作工艺流程(2) 槽壳底板制作工艺流程(3) 槽壳端板结构制作工艺流程(4) 槽壳侧板结构制作工艺流程(5)摇兰架制作工艺流程(6) 大梁立柱工艺流程(7) 槽底支撑梁工艺流程5.1.3.2 电解槽安装(1)在制作场地完成的电解槽部件按单台配套运至电解槽组装平台，在组装平台上先将槽壳底板、槽壳两端板结构及槽壳两侧板结构拼装焊接成整体，检查合格后再运至电解车间安装。
200KA预焙阳极铝电解槽阳极组设计-图文
200KA预焙阳极铝电解槽阳极组设计-图文金属冶金学专业课课程设计—200kA预焙阳极铝电解槽阳极组设计第一章绪论20世纪80年代以前，工业铝电解的发展经历了几个重要阶段，其标志的变化有：电解槽电流由24kA、60kA增加至100～150kA；槽型主要由侧插棒式（及上插棒式）自焙阳极电解槽改变为预焙阳极电解槽；电能消耗由吨铝22000kW2h降低至15000kW2h；电流效率由70～80%逐步提高到85～90%。
1980年开始，电解槽技术突破了175KA的壁垒，采用了磁场补偿技术，配合点式下料及电阻跟踪的过程控制技术，使电解槽能在氧化铝浓度变化范围很窄的条件下工作，为此逐渐改进了电解质，降低了温度，为最终获得高电流效率和低电耗创造了条件。
在以后的年份中，吨铝最低电耗曾降低到12900～13200kW2h，阳极效应频率比以前降低了一个数量级。
80年代中叶，电解槽更加大型化，点式下料量降低到每次2kg氧化铝，采用了单个或多个废气捕集系统，采用了微机过程控制系统，对电解槽能量参数每5进行采样，还采用了自动供料系统，减少了灰尘对环境的影响。
进入90年代，进一步增大电解槽容量，吨铝投资较以前更节省，然而大型槽（特别是超过300kA）能耗并不低于80年代初期较小的电解槽，这是由于大型槽采取较高的阳极电流密度，槽内由于混合效率不高而存在氧化铝的浓度梯度；槽寿命也有所降低，因为炉帮状况不理想，并且随着电流密度增大，增加了阴极的腐蚀，以及槽底沉淀增多，后者是下料的频率比较高，而电解质的混合程度不足造成的。
尽管如此，总的经济状况还是良好的。
90年代以来，电解槽的技术发展有如下特点：（1）电流效率达到96%；（2）电解过程的能量效率接近50%，其余的能量成为电解槽的热损而耗散；（3）阳极的消耗方面，炭阳极净耗降低到0.397kg/kg-Al；（4）尽管设计和材料方面都有很大的进步，然而电解槽侧部仍需要保护性的炉帮存在，否则金属质量和槽寿命都会受负面影响；（5）维护电解槽的热平衡（和能量平衡）更显出重要性，既需要确保极距以产生足够的热能保持生产的稳定，又需要适当增大热损失以形成完好的炉帮，提高槽寿命。
课程设计 电解槽
《年产100000吨1#锌电解锌的锌电解沉积系统》设计说明书指导教师：李超姓名：黄朝福班级：冶金12-1班学号：*********专业：冶金技术完成日期：2014年05月12号至2014年5月24号目录第一章冶金绪论1锌的一些性质和用途介绍2锌电解槽的概述第二章冶金计算1锌电解沉积过程的物料平衡和能量平衡计算2锌电解沉积的技术条件和经济技术指标第三章主要浸出设备及辅助设备的选择与计算1 主要浸出设备（浸出槽）的选择与计算2 主要辅助设备的选择与计算第一章设计概述1金属的性质及其在国民经济中的地位金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。
金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。
在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。
金属矿物多数是氧化物及硫化物。
其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。
金属之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属伸展性良好的原因。
金属元素在化合物中通常只显正价。
有色金属是国民经济、人民日常生活及国防工业、科学技术发展必不可少的基础材料和重要的战略物资。
农业现代化、工业现代化、国防和科学技术现代化都离不开有色金属。
例如飞机、导弹、火箭、卫星、核潜艇等尖端武器以及原子能、电视、通讯、雷达、电子计算机等尖端技术所需的构件或部件大都是由有色金属中的轻金属和烯有金属制成的；此外，没有镍、钴、钨、钼、钒、铌等有色金属也就没有合金钢的生产。
有色金属在某些用途（如电力工业等）上，使用量也是相当可观的。
现在世界上许多国家，尤其是工业发达国家，竞相发展有色金属工业，增加有色金属的战略储备。
有色金属工业包括地质勘探、采矿、选矿、冶炼和加工等部门。
矿石中有色金属含量一般都较低，为了得到1吨有色金属,往往要开采成百吨以至万吨以上的矿石。
因此矿山是发展有色金属工业的重要基础。
有色金属矿石中常是多种金属共生，因此必须合理提取和回收有用组分，做好综合利用，以便合理利用自然资源。
电解槽设计
课程设计说明书题目：年产15万吨铝电解槽设计学生姓名：学院：材料科学与工程班级：指导教师：2009年12月课程设计（论文）任务书课程名称：冶金工程课程设计学院：班级：学生姓名： ___ 学号：指导教师：目录摘要 (1)第一章设计任务 (2)第二章设计步骤 (2)1预设电解槽的个数 (2)2电解槽的类型 (2)3计算电流效率 (2)4阳极尺寸的选择 (2)5计算阳极炭块数 (2)6算槽膛尺寸 (3)7计槽壳各部分尺寸 (3)7.1侧壁 (4)7.2槽壳底层 (4)7.3槽壳尺寸 (5)第三章设计校核 (5)一能量平衡计算 (5)1 能量平衡的计算原则 (5)1.1 能量平衡计算温度基础 (5)1.2 能量平衡的计算体系 (5)1.3 槽体散热损失计算部位 (5)1.4 能量收入、支出平衡的计算时间单位 (6)2 二氧化碳的生成量 (6)3 一氧化碳生成量 (6)4 计算参数选择与测试项目 (6)5 能量平衡计算原则 (7)6 测试数据处理及计算公式 (8)6.1 能量收入计算 (8)6.2 能量支出计算 (8)6.2.1 CO2气体消耗热 (8)6.2.2 CO气体消耗热量 (8)6.2.3 CO、C02气体消耗热量 (9)6.2.5 铝液带走热 (9)6.2.6 残极带走热 (10)6.2.8 换极散热 (11)对流散热 (11)电解槽散热 (13)6.3 电解槽能量平衡表 (13)6.4 能量利用率 (13)6.4.1 有效能量 (14)6.4.2 收人能量 (14)6.4.3 能量利用率 (14)6.4.4 能量平衡测试误差 (14)二物料平衡计算 (15)三电压平衡校核 (15)参考文献 (16)摘要本设计说明书主要介绍了年产量15万吨铝电解槽的设计步骤和设计过程，对电解槽槽膛、槽壳的尺寸计算。
对耐火材料和保温材料以及侧壁和槽底材料的选择、电流强度的选择、阳极碳块尺寸的选择、阴极碳块的选择做了说明、并且对这些设计合理性的校核(包括能量、物料、电压的平衡计算)都做了简要的阐述。
电解槽设计模版
学校代码： 10128学号：xxxxxxxxxxx课程设计说明书题目：年产x x万吨铝电解槽设计学生姓名：学院：材料科学与工程班级：冶金06-x x指导教师：2009年xx月内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：冶金工程课程设计学院：班级：冶金06 - xx 学生姓名： ___ 学号： _ 指导教师：目录第一章设计任务 (1)第二章设计步骤 (1)1预设电解槽的个数 (1)2电解槽的类型 (1)3计算电流效率 (1)4阳极尺寸的选择 (1)5计算阳极炭块数 (1)6算槽膛尺寸 (1)7计槽壳各部分尺寸 (2)7.1侧壁 (3)7.2槽壳底层 (3)7.3槽壳尺寸 (4)第三章设计校核 (5)一能量平衡计算 (5)1 能量平衡的计算原则 (5)1.1 能量平衡计算温度基础 (5)1.2 能量平衡的计算体系 (5)1.3 槽体散热损失计算部位 (5)1.4 能量收入、支出平衡的计算时间单位 (5)2 二氧化碳的生成量 (6)3 一氧化碳生成量 (6)4 计算参数选择与测试项目 (6)5 能量平衡计算原则 (7)6 测试数据处理及计算公式 (8)6.1 能量收入计算 (8)6.2 能量支出计算 (8)6.2.1 CO2气体消耗热 (8)6.2.2 CO气体消耗热量 (9)6.2.3 CO、C02气体消耗热量 (9)6.2.4铝电解反应耗热 (9)6.2.5 铝液带走热 (10)6.2.6 残极带走热 (10)6.2.7钢爪带走热 (11)6.2.8 换极散热 (11)6.2.8.1 对流散热 (11)6.2.8.2辐射散热 (12)6.2.8.3换极散热 (12)6.2.9空气带走热 (13)6.2.10 电解槽散热 (13)6.3 电解槽能量平衡表 (14)6.4 能量利用率 (14)6.4.1 有效能量 (14)6.4.2 收人能量 (15)6.4.3 能量利用率 (15)6.4.4 能量平衡测试误差 (15)二物料平衡计算 (15)三电压平衡校核 (15)参考文献 (17)摘要本设计说明书主要介绍了年产量20万吨铝电解槽的设计步骤和设计过程，对电解槽槽膛、槽壳的尺寸计算。
电解槽工艺设计
电解槽工艺设计
（1）电解槽有效容积：
式中：t——电解历时，C Cr6+<50mg/L； t=5～10min
6+=50～100mg/L； t=10～20min
C
Cr
（2）电流强度I（A）
式中：Q——废水设计流量m3/h
C——废水中Cr6+浓度，g/m3；QC=m3/h·g/m3=g/h
K cr——1gCr6+还原成Cr3+所需电量，如无试验资料，可取4～5(A·h/gCr)
n——电极串联次数，为串联极板数减1
（3）极板面积F(dm2)：普通碳素钢板，δ=3～5mm，极板间净距S=10mm；极板消耗量：4～5g/还原1gCr6+
式中：F——单块极板面积（dm2）； I——电流强度，安培（A）。
α——极板面积减少系数，0.8
m1——并联极板组数（若干段为一组）
m2——并联极板段数（每一串联极板单元为一段）
i F——极板电流密度：0.15～0.3A/dm2
（4）电压U(V)
U=nU1+U2
式中：U——计算电压伏，（V）
U1——极板电压降（伏），3~5V
U2——导线电压降（伏），V
（5）极板电压降U1（V）
U1=a+bi F
式中：a——电极表面分解电压，无试验资料时，a取1V
b——板间电压计算系数，Vdm2/A，当无试验资料时，按表12-8采用（6）电能消耗N(kw·h/m3)
式中：η——整流器效率，无实测数值，用0.8；
Q——废水设计流量，m3/h。
铜电解槽设计说明
铜电解槽课程设计电解是从矿石中提取有色金属的主要方法，是大多数有色金属生产的必要工序。
对于铜而言，电解主要有常规电解法、周期反向电流电解法和永久性阴极板电解法。
常规电解法包括阳极加工、始极片生产和制作、装槽、灌液、通电电解、出槽等工序；永久性阴极板电解法包括阳极加工、装槽、灌液、通电电解、出槽、清洗阴极并剥下成品电铜等工序。
铜电解车间的设计一般包括技术经济指标的选择和论证、冶金计算、电解液净化及硫酸盐生产、主要及附属设备计算、车间配置及管理、投资估算、安全，环保与防腐等内容。
完成电解过程使用的主体设备为电解槽，由长方形槽体和附设的供液管、排液斗、出液斗的液面调节堰板等组成。
1 铜电解精炼的方法铜的生产主要视含铜矿石成分及品位而定。
电解分为电解精炼(电解)和电解沉积(电积)。
电解精炼采用可溶性阳极，以火法冶金炼制的粗金属作为阳极进行电解，通过选择性的阳极溶解及阴极沉积，达到分离粗金属中杂质和提纯金属的目的；电解沉积采用不溶性阳极，使经过浸出、净化的电解液中待沉积的金属离子在阴极上还原析出，制得纯金属。
因此，电解精炼是火法冶金工艺提取高纯有色金属的最后精炼工序，而电解沉积则是湿法冶金的最后精炼工序。
目前，在纯铜的生产中，大约有80%的铜采用硫化物矿石通过电解法制取，另有20%的铜采用低品位氧化铜矿通过电积法制取。
(1) 常规电解精炼法常规电解精炼法自19世纪末用于工业生产以来，已成为目前应用最广的一种方法。
在实际生产中，首先是在种板槽中用火法精炼获得的粗铜作为阳极，用钛母板作为阴极，通以一定电流密度的直流电，使阳极铜发生电化学溶解，并在钛母板上析出0.5~1.0mm厚度的纯铜薄片，称为种板。
将其从母板上剥离下来后，经过整平、压纹，再与导电棒、吊耳装配成阴极板(又称始极片)，即可作为生产槽所用的阴极，称为阴极板。
然后，将粗铜阳极板和纯铜阴极板相间地装入盛有电解液的生产电解槽内，通入直流电进行电解精炼，铜在阳极上溶解并迁移至阴极进行电沉积，待沉积到一定质量时将其取出，作为电解铜成品。
电解槽工艺设计
电解槽工艺设计
（1）电解槽有效容积：
式中：t——电解历时，C Cr6+<50mg/L； t=5～10min
6+=50～100mg/L； t=10～20min
C
Cr
（2）电流强度I（A）
式中：Q——废水设计流量m3/h
C——废水中Cr6+浓度，g/m3；QC=m3/h·g/m3=g/h
K cr——1gCr6+还原成Cr3+所需电量，如无试验资料，可取4～5(A·h/gCr)
n——电极串联次数，为串联极板数减1
（3）极板面积F(dm2)：普通碳素钢板，δ=3～5mm，极板间净距S=10mm；极板消耗量：4～5g/还原1gCr6+
式中：F——单块极板面积（dm2）； I——电流强度，安培（A）。
α——极板面积减少系数，0.8
m1——并联极板组数（若干段为一组）
m2——并联极板段数（每一串联极板单元为一段）
i F——极板电流密度：0.15～0.3A/dm2
（4）电压U(V)
U=nU1+U2
式中：U——计算电压伏，（V）
U1——极板电压降（伏），3~5V
U2——导线电压降（伏），V
（5）极板电压降U1（V）
U1=a+bi F
式中：a——电极表面分解电压，无试验资料时，a取1V
b——板间电压计算系数，Vdm2/A，当无试验资料时，按表12-8采用（6）电能消耗N(kw·h/m3)
式中：η——整流器效率，无实测数值，用0.8；
Q——废水设计流量，m3/h。
170-KA的铝电解槽的设计
170-K A的铝电解槽的设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN目录一．铝工业的介绍1.铝电解工业现状 (1)2.电解铝工业的发展趋势 (2)3.全球电解铝市场供求状况 (3)二．熔盐电解1.熔盐电解质 (4)2.影响熔盐电解质的因素 (5)三．电解生产工艺流程 (6)四．铝电解槽的设计计算1.阳极结构参数的选择与计算 (7)2.电解槽槽体结构选择计算...................... (8)3.阴极结构参数的选择及计算 (9)五.铝电解槽导电部件的选择计算1.阳极部分导电部件的选择与计算...................................... (10)2.阴极部分导电部件的选择与计算 (11)六.铝电解槽电压平衡计算1.阳极部分 (12)2.电解质电压降 (13)3.阴极部分电压降 (14)4.阳极效应分摊电压 (15)5.连接母线压降 (16)七.电解槽电压平衡表 (17)八. 铝电解槽工作制度 (18)九. 设计心得 (19)十．附图 (20)170KA的铝电解槽的设计一．铝工业的介绍由于铝电解生产需要大量的电能，故降低单位铝产量的电能消耗量是历来追求的目标。
在铝工业生产初期，每千克铝电耗量高达30～40kwh-1。
以后，随着供电设备的更新，电解槽生产能力的增大，阳极和导电母线电流密度的减小，电解槽结构的改进和生产操作的改善，电耗率亦相应地有所降低，现在一般电耗率为13～15kwh-1/kg，有的甚至降低到kg。
1.铝电解工业现状本世纪八十年代以来，国外新增电解系列已普遍采用大型预焙阳极电解槽，系列电流强度普遍达到180～350kA，吨铝直流电耗降至12900～14000 。
目前，西方国家用于生产的电解槽最大电流强度为350 kA，且绝大多数企业为280～320 kA的超大型预焙槽，电流效率平均达到了94％～96％。
近年来，我国新建槽多采用180～300 kA的大型槽，改造旧槽因投资等方面的原因，多采用75kA或160～240 kA之间的槽型，其技术与世界先进水平比仍有一定的差距，到目前为止，国内仅有少数企业采用技术上与世界一流企业基本同步的280～320kA之间的槽型。
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学校代码： 10128学号：xxxxxxxxxxx课程设计说明书题目：年产x x万吨铝电解槽设计学生姓名：学院：材料科学与工程班级：冶金06-x x指导教师：2009年xx月内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：冶金工程课程设计学院：班级：冶金06 - xx 学生姓名： ___ 学号： _ 指导教师：目录第一章设计任务 (1)第二章设计步骤 (1)1预设电解槽的个数 (1)2电解槽的类型 (1)3计算电流效率 (1)4阳极尺寸的选择 (1)5计算阳极炭块数 (1)6算槽膛尺寸 (1)7计槽壳各部分尺寸 (2)7.1侧壁 (3)7.2槽壳底层 (3)7.3槽壳尺寸 (4)第三章设计校核 (5)一能量平衡计算 (5)1 能量平衡的计算原则 (5)1.1 能量平衡计算温度基础 (5)1.2 能量平衡的计算体系 (5)1.3 槽体散热损失计算部位 (5)1.4 能量收入、支出平衡的计算时间单位 (5)2 二氧化碳的生成量 (6)3 一氧化碳生成量 (6)4 计算参数选择与测试项目 (6)5 能量平衡计算原则 (7)6 测试数据处理及计算公式 (8)6.1 能量收入计算 (8)6.2 能量支出计算 (8)6.2.1 CO2气体消耗热 (8)6.2.2 CO气体消耗热量 (9)6.2.3 CO、C02气体消耗热量 (9)6.2.4铝电解反应耗热 (9)6.2.5 铝液带走热 (10)6.2.6 残极带走热 (10)6.2.7钢爪带走热 (11)6.2.8 换极散热 (11)6.2.8.1 对流散热 (11)6.2.8.2辐射散热 (12)6.2.8.3换极散热 (12)6.2.9空气带走热 (13)6.2.10 电解槽散热 (13)6.3 电解槽能量平衡表 (14)6.4 能量利用率 (14)6.4.1 有效能量 (14)6.4.2 收人能量 (15)6.4.3 能量利用率 (15)6.4.4 能量平衡测试误差 (15)二物料平衡计算 (15)三电压平衡校核 (15)参考文献 (17)摘要本设计说明书主要介绍了年产量20万吨铝电解槽的设计步骤和设计过程，对电解槽槽膛、槽壳的尺寸计算。
对耐火材料和保温材料以及侧壁和槽底材料的选择、电流强度的选择、阳极碳块尺寸的选择、阴极碳块的选择做了说明、并且对这些设计合理性的校核(包括能量、物料、电压的平衡计算)都做了简要的阐述。
此外，还对电解槽的结构以及用途做了简要的说明。
关键词:铝电解槽;物料平衡;槽壳第一章 设计任务预设计年产铝20万吨的电解槽。
第二章 设计步骤1 预设电解槽的个数年产20万吨铝，预设400个电解槽。
2 电解槽的类型采用中部下料预焙阳极电解槽3 计算电流效率计算每个电解槽的年产量年吨/500400200000=÷计算每天生产铝的量（去除节假日、维修日、意外事件等共15天，一年按350个工作日计算）。
d t /42857.1350500=÷计算每小时生产量，每天按24个小时工作日h kg /52.592442857.1=÷计算电解槽通过的电流强度（其中电流密度取90%） 由ηI M 3355.0=可以得到 KA M I 118.1979.03355.052.593355.0=⨯==η考虑到电流效率可能达不到预期的数值，取I=200KA4 阳极尺寸的选择对于200KA 的电流强度阳极的电流密度为0.74/2/Cm A 由阳阳S ID =可以得到:227.27027074.0200000cm D I S ===阳阳 5 计算阳极炭块数阳极炭块组如下图1所示：图1阳极炭块组示意图（单块组）每块阳极水平截面积2188925.58152cm S =⨯=，则阳极炭块组30889225.270270==N （块）即30组，分两行排列之，每行15组炭块。
6 计算槽膛尺寸根据经验，阳极炭块组至大面一般为300～500mm ，取400mm 。
至小面一般为450～500mm ，取500mm 。
阳极炭块之间的缝隙一般采用40～50mm ，取50mm ，槽子中间缝隙要安装下料装置，一般采用200～300mm ，取280mm 。
各部分尺寸如图2。
图2槽膛内尺寸则槽膛宽度为：mm a 4120280152024002=+⨯+⨯=。
槽膛长度为：mm b 103754502501458515=⨯+⨯+⨯=。
槽膛深度一般为500～600mm ，根据阳极炭块的尺寸选择600mm 。
7 设计槽壳尺寸槽壳各层材料示意图如下图所示：图3槽壳各层材料各材料的热导率和耐火温度如表1所示：表1各材料地热导率和耐火温度7.1侧壁先预设炭块的厚度为1σ=120mm ，则33.1958312.09501000471211=-⨯=-=σλt t q对于同一墙体的q 值都是相同的，所以mm m qt t 94.6306394.033.19583)50950(393.1)(3222==-⨯=-=λσ，考虑到砖的尺寸标准选=2σ65mm 。
核算合理性q t t q <=+-=+-=76.19387391.1065.04712.0501000221131'λσλσ，所以合理。
7.2 槽壳底层摄氏度摄氏度摄氏度摄氏度摄氏度摄氏度摄氏度三氧化二铝粉红砖粘土质耐火砖碳素垫阴极炭块粘土质耐火砖炭块预设炭块的厚度为mm 4503=σ，下面的碳素垫4σ=40mm 。
则734.4766003.004.045.095010004743433=++-⨯=+-=σσλt t q ，对于同一墙体的q 值都是相同的，所以mm m qt t 226.131131226.0734.4766)500950(391.1)(5445==-⨯=-=λσ根据砖的标准厚度，选取两层粘土质耐火砖130mm ，外加3mm 的水泥堵缝共=5σ133mm 。
mm m qt t 66.8708776.0734.4766)100500(0465.1)(6556==-⨯=-=λσ，选取2层红砖，所以6σ=106mm 。
核算合理性：q t t q <=++-=+++-=244.4390046.1106.0391.113.047493.01001000564534363'λσλσλσσ所以此设计是合理的。
7.3 槽壳尺寸槽壳宽度：mm a 449632652120241201=⨯+⨯+⨯+= 槽壳长度：mm b 10751326521202103751=⨯+⨯+⨯+=槽壳深度：mm c 13815340532652404506001=⨯++⨯+⨯+++=第三章设计校核一能量平衡计算1 能量平衡的计算原则1.1 能量平衡计算温度基础计算电解槽能量平衡的温度基础，取T=298K(250C)为温度基础。
1.2 能量平衡的计算体系密闭型预焙槽的能量平衡计算体系见图，应包括:槽底-槽壳侧部(包括端部)-阴极钢棒头-槽沿板-四面侧部槽罩-顶部水平罩-铝导杆。
图4 电解槽能量平衡计算体系示意图1.3 槽体散热损失计算部位为了准确地计算电解槽的槽体散热损失，将槽体分为如下几个部分进行计算:a) 槽壳侧钢板；b) 槽壳端钢板；C 槽底钢板；d) 槽壳侧部及端部筋板；e) 槽沿板；f) 槽四周槽罩；g) 槽顶水平罩；h) 铝导杆；i) 阴极钢棒。
1.4 能量收入、支出平衡的计算时间单位能量收人、支出平衡的计算时间单位以1h 为计算时间单位。
2 二氧化碳的生成量h kg M p co /83.8052.592744)9.012(432744)12(432'=⨯⨯-=⨯⨯-=η 其中2'co p — 1小 时 二 氧化 碳生成量，单位为千克每小时(kg/h)。
h kmol p n co co /837.14483.804422'=== 3 一氧化碳生成量h kg M p co /57.452.592728)19.01(322728)11(32'=⨯⨯-⨯=⨯-=η co p '- 1小时一氧化碳生成量，单位为千克每小时(kg/h),则h kmol p n co co /17.02857.428'===4 计算参数选择与测试项目4.1 电流强度:为测试期间系列电流平均值。
4.2 电解温度:为测试期间每小时测试一次的电解质温度平均值。
（取1000摄氏度）4.3 发热电压:为体系电压（取4.1V ）。
电流效率:使用气体分析仪测定CO ，CO2浓度，导出N 值，按公式计算电流效率。
%100)035.05.021(⨯++⨯=N η导出73.02)535.09.0(2)5.0035.0(=⨯-=⨯--=ηN 4.4 小时产铝量:由计算求得。
4.5 环境温度:为测试期间厂房内每小时测试一次的室内温度平均值。
（取25℃） 4.6 排烟管烟气温度:在排烟管测定孔处插人温度计，每小时测量一次的烟气温度平均值。
（取900）4.7 CO ，CO 2气体浓度测定方法:在槽A 侧或B 侧大面处打一个直径约100mm 的孔，罩一个直径300mm ～500mm 的集气罩，用皮球接人漏斗接口处，用集气球排空几次集气，用气体分析仪测定CO 、CO 2气体浓度，利用压差原理测定烟气速度及动压、静压算出烟气流速折算烟气流量。
4.8 钢爪温度:测量换出阳极的钢爪温度值，单位为摄氏度(℃)。
4.9 换极时间:按实际换极时间计，单位为min/块。
4.10 测试仪表的散热值。
4.11 热流计，测量范围。
0～士999 9 kcal/(m3·h)4.12 气体分析仪。
4.13 数字万用表:精度0.5。
4.14 流量测定仪。
4.15 数字温度显示仪:精度0～士0.5%。
4.16 红外线测温仪。
5 能量平衡计算原则能量平衡的计算原则:以环境温度为电解槽能量平衡计算的基础温度。
能量平衡的计算体系:槽底一槽壳一槽罩一阳极导杆一槽底(包括阴极钢棒头)。
建立体系模型，见图5,能量收人、支出计算以千焦每小时(kJ/h)为单位。
槽壳、槽罩、阳极导杆、水平顶部测试布点见图7、图6。
图5体系模型图图6槽底、槽侧部测试分布点图7槽罩、阳极导杆、水平顶部测试分布点6 测试数据处理及计算公式 6.1 能量收入计算能量收人计算见公式h kJ IE Q /29520001.420036003600=⨯⨯==体系电能 其中E 为体系的电压，取4.1V 。
6.2 能量支出计算 6.2.1 CO 2气体消耗热CO 2气体消耗热量见公式⎰=烟气21222T T p co co dT C n Q co式中:Q CO2 —CO 2气体消耗热量，单位为千焦每小时(kJ/h)；n CO2—1小时产生的CO 2，气体的物质的量，单位为千摩尔每小时(kmol/h)； T —环境绝对温度，单位为开尔文(K)； T 2烟气—烟气绝对温度，单位为开尔文(K)；—CO2气体热容，单位为千焦每立方米摄氏度)]/([3C m KJ ︒。