一种铝电解槽电流效率在线软测量方法技术

本发明专利技术公开了一种铝电解槽电流效率在线软测量方法。包括下述步骤：a.构建修正公式：γ(％)＝0.5*(ψ(CO2)

【技术实现步骤摘要】
一种铝电解槽电流效率在线软测量方法


[0001]本专利技术涉及铝行业电解槽在线电流效率检测方法，特别涉及一种铝电解槽电流效率在线软测量方法。

技术介绍

[0002]铝行业电解槽电流效率是电解生产工艺的重要评价指标，影响铝电解槽电流效率的因素包含了电解质、槽电压、阳极等多种影响因素，同时电解槽电流效率也能直接反映电解槽的能源效率，对电解槽生产具有直接的生产指导意义，进而在生产运营、质量管理、和成本控制方面完全产生影响。
[0003]目前铝电解槽电流效率的测量，主要通过下述方法计算得到：
[0004]理论产量Q＝铝的电化当量*24*系列电流
[0005]实际产量W＝现场出铝电子计量准置的称重数量
[0006]电流效率л＝W/Q。
[0007]该方法虽然简便，能够估算某台电解槽或某工段较短时间周期内的电流效率；但其估算值精确度低，并不能作为评估电解槽系列生产的精确指标，更不能作为单台电解槽电流效率的监测指标。因此，该方法较为粗放，不能为生产管理和专项试验管理提供精细化的数据支持。综上所述，研究一种铝电解槽电流效率在线软测量方法对铝电解槽的生产管具有重要意义。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于，提供一种铝电解槽电流效率在线软测量方法。本专利技术实现了铝电解槽电流效率的在线软测量，方法简单，精度高，稳定性好，有利于实现电解槽的精细化管理。
[0009]本专利技术的技术方案：一种铝电解槽电流效率在线软测量方法，包括下述步骤：
[0010]a.构建在线生产中基于大气CO2浓度常量的电流效率修正公式：
[0011]γ(％)＝0.5*(ψ(CO2)
‑
ψ0(CO2))/(ψ(CO2)
‑
ψ0(CO2)+ψ(CO))+50％+K(ψ0)
[0012]其中，γ(％)为电流效率，ψ(CO)为一氧化碳浓度，ψ(CO2)为二氧化碳浓度，ψ0(CO2)为大气CO2浓度常数，K(ψ0)为修正系数；
[0013]b.将采集到的电解槽CO、CO2在线浓度数据对应代入到修正公式的ψ(CO)和ψ(CO2)，进行电流效率在线软测量函数模型系数迭代回归，得到修正系数K(ψ0)；
[0014]c.再次采集电解槽CO、CO2在线浓度数据，并对应代入到修正公式的ψ(CO)和ψ(CO2)进行计算，得到在线电流效率的软测量数据γ(％)。
[0015]前述的铝电解槽电流效率在线软测量方法中，电解槽CO、CO2在线浓度数据在采集前，对电解槽烟气管道内的烟气，进行电伴热管气流介质气化、降温和除水预处理。
[0016]前述的铝电解槽电流效率在线软测量方法中，所述的预处理步骤如下：
[0017]①
将所述烟气经采样管引出；
[0018]②
引出后经电伴热管将烟气保持至120℃；
[0019]③
将烟气通入U型螺旋冷凝干燥器降温冷凝；
[0020]④
将冷凝后气体通入粉尘过滤器和水气过滤器，进行二级过滤。
[0021]前述的铝电解槽电流效率在线软测量方法所述的步骤
①
中，采样管为φ8mm*10cm的不锈钢管。
[0022]前述的铝电解槽电流效率在线软测量方法所述的步骤
②
中，电伴热管的长度为5m。
[0023]前述的铝电解槽电流效率在线软测量方法中，电解槽CO、CO2在线浓度数据的采集，采用红外检测法在线式检测仪采集。
[0024]前述的铝电解槽电流效率在线软测量方法中，电解槽CO、CO2在线浓度数据采集时，气体流速控制在500ml/min。
[0025]前述的铝电解槽电流效率在线软测量方法所述的步骤c中，当γ(％)＜90％时，表示监测到电解槽工作发生异常。
[0026]有益效果：本专利技术通过构建在线生产中基于大气CO2浓度常量的电流效率修正公式，将大气中CO2浓度纳入电流效率测量精度的影响因子，避免因忽略该影响因子而带来的测量误差，有效提高了测量精度。本专利技术通过将采集到的大量的电解槽CO、CO2在线浓度数据代入到修正公式进行电流效率在线软测量函数模型系数迭代回归，得到修正系数K(ψ0)，建立了稳定收敛的电流效率实时在线分析模型，之后再应用该模型实现电流效率的实时在线软测量(即间接测量)；该方法测量简单，且通过该在线电流效率软测量方法能够简便精确地实现电解槽工作状态的监测(γ(％)＜90％时，工作状态异常)。此外，本专利技术的软测量方法能够通过单台电解槽CO、CO2在线浓度数据迭代回归得到对应的修正系数K(ψ0)，继而构建了单台电解槽的电流效率实时在线分析模型，最终建立了单台电解槽电流效率的监测指标，为铝电解槽的生产管理和专项试验管理提供了精细化的数据支持，有利于实现电解槽的精细化管理。
[0027]本专利技术基于工业生产实践，为了降低电解铝工业特殊环境对采集数据精度的影响，在进行电解槽CO、CO2在线浓度数据采集前，对电解槽烟气管道内的烟气进行电伴热管气流介质气化、降温和除水这一系列的预处理步骤，剔除了大量不确定的影响因子，有效提高了后续迭代回归后修正系数K(ψ0)的精确度和稳定性，进而提高了模型的测量精确度和稳定性。
[0028]本专利技术可用于电解槽工作状态的监测，根据实际锂电池放电过程的电压检测数据，该软测量模型能够比较精确地实时呈现电解槽的电流效率。电解槽电流效率的在线检测对优化电解槽的控制和操作具有重要的指导意义。电解槽电流效率的在线检测有助于电解工序节能降耗控制手段和管理手段的提升。
[0029]为了证明本专利技术的有益效果，专利技术人进行了如下实验：
[0030]实验例：
[0031]1.一氧化碳和二氧化碳检测
[0032]采用红外检测法在线式检测仪，适用于各种工业环境和特殊环境中的一氧化碳和二氧化碳浓度连续在线检测。检测仪的技术参数见表1。
[0033]表1
[0034] 二氧化碳探头(烟气专用)分析方法红外采样方法直接抽取测量测量范围0
‑
100％VOL响应时间≤20s零点漂移≤
±
1％F.S.量程漂移≤
±
1％F.S.线性误差≤
±
3％功耗20W信号输出(4～20)mA、RS485
[0035]由于烟气管道内的温度高达150℃，需要对烟气进行降温、除水预处理，预处理步骤如下：
[0036]①
现场将管道烟气通过φ8*10cm不锈钢管引出；锅炉烟道与不锈钢管采用焊接或法兰连接；尾端需M10内螺纹或宝塔接头与二氧化碳分析仪进气管连接；
[0037]②
由于管内工况含硫化物、氮氧化物等酸性气体，为避免预处理管路水份冷凝酸液；气体引出来后设计电伴热管(5米)，将气流介质保持至120℃将水分气化；
[0038]③
升温后的气体进入U型螺旋冷凝干燥器，气体瞬间将至常温，凝结的水滴由蠕动泵自动排出；
[0039]④
冷凝后气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝电解槽电流效率在线软测量方法，其特征在于，包括下述步骤：a.构建在线生产中基于大气CO2浓度常量的电流效率修正公式：γ(％)＝0.5*(ψ(CO2)
‑
ψ0(CO2))/(ψ(CO2)
‑
ψ0(CO2)+ψ(CO))+50％+K(ψ0)其中，γ(％)为电流效率，ψ(CO)为一氧化碳浓度，ψ(CO2)为二氧化碳浓度，ψ0(CO2)为大气CO2浓度常数，K(ψ0)为修正系数；b.将采集到的电解槽CO、CO2在线浓度数据对应代入到修正公式的ψ(CO)和ψ(CO2)，进行电流效率在线软测量函数模型系数迭代回归，得到修正系数K(ψ0)；c.再次采集电解槽CO、CO2在线浓度数据，并对应代入到修正公式的ψ(CO)和ψ(CO2)进行计算，得到在线电流效率的软测量数据γ(％)。2.根据权利要求1所述的铝电解槽电流效率在线软测量方法，其特征在于，电解槽CO、CO2在线浓度数据在采集前，对电解槽烟气管道内的烟气，进行电伴热管气流介质气化、降温和除水预处理。3.根据权利要求2所述的铝电解槽电流效率在线软测量方法，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德福，王春江，易少挥，李晓波，杨永冲，郭吉星，王静，
申请(专利权)人：贵州华仁新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：