【技术实现步骤摘要】
酸法氧化铝电解过程中氟化铝添加量寻优方法及电子设备
本专利技术涉及氧化铝电解相关
,特别是一种酸法氧化铝电解过程中氟化铝添加量寻优方法及电子设备。
技术介绍
铝是有色金属之首,产量仅次于钢铁。在铝冶金工业的所有流程中,电解工序占整个铝生产用能的80%~89%,历来被称为“高耗能产业”,一向素有“电老虎”之称,因此也成为了国家重点调控的产业之一。铝电解节能途径之一是提高电流效率。电流效率是指铝电解槽实际的铝产量与按照法拉第定律计算的理论铝产量的比值。提高电流效率的措施有很多,其中主要的方法是降低电解温度。降低电解温度的最佳方法之一是选择合适的添加剂,找到初晶温度较低的电解质体系组成。而在所有的添加剂中,氟化铝所占比例最大,氟化铝添加剂对电解质成分的改变起着相当大的作用,从而对电解温度有显著的影响。氟化铝添加剂的加入直接改变的是铝电解质中过剩氟化铝含量。过剩氟化铝含量与电解质的分子比直接相关,即直接影响电解质的酸度,而电解质酸度与电解温度存在密切的联系。可见,氟化铝添加量的改变可在一定范围内对铝电解质的电解温度和初晶温度进行调节,而铝电解槽的热平衡在很大程度上又依赖于电解温度和初晶温度。因此寻求并应用适当的氟化铝添加量控制策略,在维持铝电解槽热平衡稳定的条件下尽量降低电解温度或初晶温度,可以实现铝电解生产过程节能的目的。作为铝电解必不可少的原料之一——氧化铝,它的生产方法分为碱法、酸法(包括“一步酸溶法”)、酸碱联合法和热法,但目前工业上制取氧化铝大都是碱法。“一步酸溶法”提取的氧化铝作为电解铝的原料之一,由于制备方法的差别,酸法氧化铝的性质不同于传统碱 ...
【技术保护点】
1.一种酸法氧化铝电解过程中氟化铝添加量寻优方法,其特征在于,包括:将多个酸法氧化铝电解过程的历史电解温度、历史氟化铝过剩量、历史氧化铝浓度作为输入量,将对应的历史电流效率和历史氟化铝单耗作为输出量,通过人工神经网络进行训练,得到关于电解温度、氟化铝过剩量、氧化铝浓度与电流效率、氟化铝单耗的训练关系;确定最优电解温度、最优电解质氧化铝过剩量、最优氧化铝浓度;将所述最优电解温度、最优电解质氧化铝过剩量、最优氧化铝浓度代入所述训练关系,得到满足所述训练关系的电流效率为最优电流效率,满足所述训练关系的氟化铝单耗为最优氟化铝单耗;根据最优电流效率和最优氟化铝单耗计算出氟化铝添加量。
【技术特征摘要】
1.一种酸法氧化铝电解过程中氟化铝添加量寻优方法,其特征在于,包括:将多个酸法氧化铝电解过程的历史电解温度、历史氟化铝过剩量、历史氧化铝浓度作为输入量,将对应的历史电流效率和历史氟化铝单耗作为输出量,通过人工神经网络进行训练,得到关于电解温度、氟化铝过剩量、氧化铝浓度与电流效率、氟化铝单耗的训练关系;确定最优电解温度、最优电解质氧化铝过剩量、最优氧化铝浓度;将所述最优电解温度、最优电解质氧化铝过剩量、最优氧化铝浓度代入所述训练关系,得到满足所述训练关系的电流效率为最优电流效率,满足所述训练关系的氟化铝单耗为最优氟化铝单耗;根据最优电流效率和最优氟化铝单耗计算出氟化铝添加量。2.根据权利要求1所述的酸法氧化铝电解过程中氟化铝添加量寻优方法,其特征在于,所述确定最优电解温度、最优电解质氧化铝过剩量、最优氧化铝浓度,具体包括:将电流效率最大化作为优化目标,通过遗传算法对氟化铝过剩量和氧化铝浓度进行寻优,将获得最高电流效率的电解质氟化铝过剩量和氧化铝浓度分别作为最优电解质氟化铝过剩量和最优氧化铝浓度,将得到最优电解质氟化铝过剩量和最优氧化铝浓度时的电解温度作为最优电解温度。3.根据权利要求2所述的酸法氧化铝电解过程中氟化铝添加量寻优方法,其特征在于,所述将获得最高电流效率的电解质氟化铝过剩量和氧化铝浓度分别作为最优电解质氟化铝过剩量和最优氧化铝浓度,具体包括:将获得最高电流效率且满足预设氟化铝单耗的可接受最大值的电解质氟化铝过剩量作为最优电解质氟化铝过剩量,将获得最高电流效率且满足预设氟化铝单耗的可接受最大值的氧化铝浓度作为最优氧化铝浓度。4.根据权利要求1所述的酸法氧化铝电解过程中氟化铝添加量寻优方法,其特征在于,所述根据最优电流效率和最优氟化铝单耗计算出氟化铝添加量,具体包括:5.根据权利要求1~4任一项所述的酸法氧化铝电解过程中氟化铝添加量寻优方法,其特征在于:所述人工神经网络类型为采用三层神经网络结构且具有10神经元的前馈神经网络,所述人工神经网络的输入层的传递函数为logsig,隐含层的传递函数为tansig,输出层的传递函数为logsig,所述人工神经网络的网络训练函数为Levenberg-Marquardt函数;所述遗传算法的种群大小为200,且采用随机的选择运算规则、采用散点发构成交叉矩阵、采用高斯法用于变异算子,所述遗传算法当迭代步数超过300步或50步内最优个体的适应度的变化不超过给定最小值时,判定迭代结束。6.一种用于酸法氧化铝电解过...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘瑞平,韩硕,陈东,郭昭华,王永旺,黄涌波,甄鹏,徐宏雷,张一雯,杨春明,王增国,
申请(专利权)人:中国神华能源股份有限公司,神华准能资源综合开发有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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