最新电解车间危险有害因素分析

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1、电解车间危险有害因素分析 引言 某铝厂是以生产铝、镁、硅、钛为主导产品的综合性大型有色金属冶炼企业。该厂采用熔盐电解法工艺生产铝。生产铝的原材料为氧化铝和氟化盐，其生产设备为预焙阳极电解槽。原料在电解槽内，在强大的直流电，945955温度作用下熔融并进行还原反应，阳极生成二氧化引言某铝厂是以生产铝、镁、硅、钛为主导产品的综合性大型有色金属冶炼企业。该厂采用熔盐电解法工艺生产铝。生产铝的原材料为氧化铝和氟化盐，其生产设备为预焙阳极电解槽。原料在电解槽内，在强大的直流电，945955温度作用下熔融并进行还原反应，阳极生成二氧化碳，阴极得到液态铝。在生产过程中，作业工人可能受到毒物危害、粉尘危害、高

2、温辐射伤害、机械设备、触电伤害、雷电伤害及火灾爆炸危险等。2主要生产设备电解车间主要设备有电解槽、双梁桥式天车、高压离心风机、液气分离器、除尘器；炭素车间主要有反击式破碎机、电磁振动给料机、振动筛、电动机；烟气净化车间主要有主排烟机、罗茨风机、静电除尘器、袋式除尘器、冷却塔、离心式通风机等。3主要危险源辨识及有害因素分析辨识预焙铝电解槽生产过程中存在的主要有害、危险因素并对其进行详尽的分析，有利于指导安全生产和管理。31主要有害因素分析311粉尘危害本工程在生产过程中产生的粉尘主要有氧化铝粉尘、石油焦粉尘、沥青烟尘。氧化铝粉尘主要存在于电解厂房内、氧化铝贮运系统；煅烧工段的上料系统、排料系统、

3、煅后工段的混捏机、预热螺旋机以及磨粉系统有粉尘和沥青烟产生；成型工段有沥青烟产生；残极处理工段的粗碎、配料、筛分等过程均有粉尘产生。一个成年人每天大约需要19m3空气，如果粉尘量大，伴随呼吸进入肺部，当吸入的粉尘达到一定数量时，会引起肺组织发生纤维化病变，失去正常的呼吸功能，发生矽肺。天车司机，电解车间工人，炭素粉破碎、筛分等岗位工人受粉尘危害较大。根据TJ3679工业企业设计卫生标准规定，我国颁布的车间空气中有害物质最高允许浓度为，生产性粉尘中的氧化铝粉尘不得超过6mg/m3；其他粉尘，当游离二氧化硅含量在10%以下，不得超过10mg/m3。312毒物危害作业工人接触到毒物主要有氟化物、硫化

4、物、沥青烟、一氧化碳等。毒物主要存在电解槽附近及烟气净化系统。铝电解以冰晶石一氧化铝、氟化铝的熔体为电解质，以炭素材料为电极进行电解，电解时在阴极上析出液态的金属铝，在阳极上产生阳极气体。同时还散发出以氟化物、粉尘等污染物统称为电解烟气。在400600温度下，氧化铝中仍可含有0.2%0.5%的水分。原料中的水分与固态氟化盐在高温条件下可发生化学反应。同时，进入熔融态电解质中的水分也可与液态的氟化盐发生化学反应，生成有害的氟化氢，反应式如下：2Na3AlF6+3H2O=Al2O+6NaF+6HF2AlF3+3H2O=Al2O3+6HF人体吸入过量的氟，常常会引起骨硬化、骨质增生、斑状齿等氟骨病，

5、严重者丧失劳动能力。对呼吸道粘膜及皮肤有强烈的刺激和腐蚀作用。我国卫生标准规定，车间空气中氟化物（以氟计）的最高允许浓度为0.5mg/m3，按照现行国家标准职业性接触毒物危害程度分级中对毒物毒性分级的原则，氟化物为级，属于高度危害。沥青烟主要来源于该工程生阳极工段的混捏机、预热螺旋机、磨粉系统及成型工段。煤沥青的软化点为100110，属高温沥青。沥青对人体的主要危害作用有两个方面。一是由于沥青中所含的蒽等光感物质，长时间接触皮肤，并经阳光照射，可引起皮炎。二是沥青烟对皮肤及粘膜的刺激作用。按照现行国家标准职业性接触毒物危害程度分级中对毒物毒性分级的原则，沥青烟或按级，属中度危害。一氧化碳产生于

6、电解槽的阳极，一氧化碳为无色、无臭气体。人体吸入一氧化碳后，在血中与血红蛋白结合而造成组织缺氧。轻度中毒者出现头痛、头晕、耳鸣、心悸、恶心、呕吐、无力、脉快、烦躁、浅至中度昏迷；重度患者深度昏迷、瞳孔缩小、肌张力增强、频繁抽搐、大小便失禁、肺水肿、严重心肌损害等。我国车间空气中的一氧化碳最高允许浓度为30mg/m3，按照现行国家标准职业性接触毒物危害程度分级中对毒物毒性分级的原则，一氧化碳为级，属于高度危害。在电解过程中有硫化物产生。二氧化硫为无色气体，对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。轻度中毒时，皮肤或眼接触发生炎症或灼伤；严重中毒可在数小时内发生肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。我国车间空

7、气中二氧化硫最高允许浓度为15mg/m3，按照现行国家标准职业性接触毒物危害程度分级中对毒物毒物分级的原则，二氧化硫可为级，属于轻度危害。313高温危害现行国家标准高温作业分级中规定，其工作地点平均WBGT指数等于或大于25的作业，即为高温作业。铝电解槽电解温度高达940960，是主要的生产性热源。炭素工段的煅烧、焙烧、连续混捏、预热螺旋、沥青溶化生产设备均为生产性热源。研究资料表明，环境温度达到28时，人的反应速度、运算能力、感觉敏感性及感觉运动协调功能都明显下降。35时则仅为一般情况下的70%左右；极重体力劳动作业能力，30时只有一般情况下的50%70%，35时则仅有30%左右。高温使劳动

8、效率降低，增加操作失误率。主要体现在影响人体的体温调节和水盐代谢及循环系统等。高温还可以抑制中枢神系统，使工人在操作过程中注意力分散，肌肉工作内能力降低，从而导致工伤事故。314噪声危害产生噪声的设备主要有净化系统风机、炭素系统破碎机、球磨机、成型机、给料机、振动筛、输送机及焙烧烟气净化系统风机和附尘风机等。在球磨车间，焦炭研磨产生的噪声水平高达100dB（A）。在电解车间电解槽附近，使用气动渣壳破碎机产生的噪声水平达到100dB（A）。噪声能引起人听觉功能敏感度下降甚至造成耳聋，或引起神经衰弱、心血管疾病及消防系统等疾病，噪声干扰影响信息交流，促使误操作发生率上升。32主要危险因素分析321

9、起重机械伤害起重机械属于危险设备，起重作业属于特殊作业。重物在空间的吊运、起重机的多机构组合运动，庞大金属结构整机移动性，以及大范围、多环节的群体运作，使起重作业的安全问题尤其突出。根据统计，在事故多发的特殊工种作业中，起重作业事故的起数高，事故后果严重、重伤、死亡人数比例大，应引起有关方面的高度重视。铝厂采用的高位电解多功能天车为桥式起重机，其功能包括：打电解质结壳、往电解槽内加氧化铝、更换阳极、吊运阳极母线柜架提升机、安装和检修电解槽的吊运工作、出铝及吊运抬包，此外，还可以吊运其它重物。 桥式起重机的常见 事故 有以下几种类型：重物坠落：吊具或吊装容器损坏、物件捆绑不牢、挂钩不当、电磁吸盘

10、突然失电、起升机构的零件故障（特别本文来自: 安全资料站(-) 详细出处参考：-桥式起重机的常见事故有以下几种类型：重物坠落：吊具或吊装容器损坏、物件捆绑不牢、挂钩不当、电磁吸盘突然失电、起升机构的零件故障（特别是制动器失灵、钢丝绳断裂）等都会引发重物坠落。处于高位置的物体具有势能，当坠落时，势能迅速转化为动能，上吨重的吊载意外坠落，或起重机的金属结构件破坏、坠落，都可能造成严重后果。挤压：起重机轨道两侧缺乏良好的安全通道或与建筑结构之间缺少足够的安全距离，使运行或回转的金属结构机体对人员造成夹挤伤害；运行机构的操作失误或制动器失灵引起溜车，造成碾压伤害等。高处跌落：人员在离地面大于2m的高度

11、进行起重机的安装、拆卸、检查、维修或操作等作业时，从高处跌落造成的伤害。触电：起重机在输电线附近作业时，其任何组成部分或吊物与高压带电体距离过近，感应带电或触碰带电物体，都可以引发触电伤害。其他伤害：其他伤害是指人体与运动零部件接触引起的绞、碾、戳等伤害；液压起重机的液压元件破坏造成高压液体的喷射伤害；飞出物件的打击伤害；装卸高温液体金属、易燃易爆、有毒、腐蚀等危险品，由于坠落或包装捆绑不牢破损引起的伤害等。起重机的不安全状态和操作人员的不安全行为是事故的直接原因，环境因素和管理是事故发生的间接条件。事故的发生往往是多种因素综合作用的结果，只有加强对相关人员、起重机、环境及安全制度整个系统的综

12、合管理，才能从根本上解决问题。322机械伤害及高处坠落危险机械伤害的实质，是机械能（动能和势能）的非正常做功、流动或转化，导致对人员的接触性伤害。其形式因生产设备的差异有以下几种：咬入和挤压；碰撞或撞击；接触：包括夹断、剪切、割伤和擦伤、卡住或缠住等。电解工艺的主要设备有：高位电解多功能天车、拖盘清理机、振动筛、破碎机、提升机、残极压脱机、磷铁环压脱机、铝导杆矫直机等，炭素工艺主要设备有：球磨机、破碎机、筛分机、预热螺旋机、连续混捏机、振动成型机、阳极焙烧炉用多功能机组等。操作人员易于接近的各种可动零、部件都是机械的危险部位，机械加工设备的加工区也是危险部位。如果这些机械设备的转动部件外露或防

13、护措施和必要的安全装置不完善，很容易造成人身伤害事故。坠落伤害：电解车间厂房的残极处理部分建筑物为三层，在清理、筛分、破碎及定量等诸多工段过程中，因设备安装在不同平面上，有不同形式的操作平台、地沟、升降口、坑洞及护坎，如果没有防护措施或防护措施有缺陷，工人在操作时有坠落摔伤危险。323电气伤害电气事故可分为触电事故、静电危险事故、雷电灾害事故和电气系统故境危险事故等几种。1触电事故触电事故的伤害是由电流的能量造成的。触电事故可分为电击和电伤两种情况。电击：电击是电流通过人体内部引起的可感知的物理效应。电击对人体伤害程度与通过人体电流的强度、种类、持续、通过途径及人体状况等多种因素有关。电流破坏

14、人的心脏、呼吸及神经系统的正常工作而造成伤害，会使人出现痉挛、窒息、心室纤维性颤动、心跳骤停等症状，严重时会造成死亡。触电事故绝大多数是由电击造成的。电解还原槽是以低电压高电流串联运转的，因此，电击事件通常并不严重。但是，在电力车间高压电源与电解车间联网络的连接点可能发生严重的电击事故，部分原因是交流高压电流。电伤：在铝电解生产中，其能源主要是直流电能，约占整个能源消耗的97%左右。在电解槽系列上，系列电压达数百伏至上千伏。尽管人们把零电压设在系列中点，但系列两端对地电压仍高达500V左右，一旦短路，易出现人身和设备事故，而且，电解用直流电，槽上电气设备用交流电，若直流窜入交流系统，会引起设备

15、事故，需进行交、直流隔离，因此，电解槽许多部位需要进行绝缘。电解车间内电缆若没有采取有效的阻燃和其他预防电缆层损坏的措施；电气设备接地接零措施不完善；临时性及移动设备（含手持电动工具及插座）的供电没有采用漏电保护器或漏电保护器性能不完善等都会造成生产设备及电动设备，厂房电器设备漏电而引发触电伤亡事故。2静电危害事故焙烧炉、煅烧炉的输气输油管路、炭素生产系统的除尘管路及燃油锅炉系统等存在着静电伤害。3雷电伤害事故电解车间厂房的残极破碎、筛分部分，高度超过10m；锻烧工段、生阳极及残极处理工段中的除尘排烟系统排气筒高度都在20m以上，在雷雨天存在着被雷击的危险。因此，雷电伤害应引起一定的重视，4电

16、气系统故障危害事故电气系统故障危害是由于电能在传递、分配、转换的过程中失去控制而产生的，系统中电气线路或电气设备故障可导致人员伤亡及设备损坏，其主要表现为：（1）线路、开关、熔断器、插座插头、明照器具、电动机、电热器具等均可能成为引起火灾的火源。（2）原本不带电的物体，因电气系统发生故障而异常带电，可导致触电事故的发生。如电气设备的金属外壳，由于内部绝缘不良而带电；高压故障接地时，在接地处附近呈现出较高的跨步电压，均可造成触电事故。324火灾爆炸危险性物料的火灾危险性（1）沥青：工程生阳极工段的预热螺旋机和混捏机所用的原料之一是煤沥青，煤沥青的软化点为100115，闪点大于200，煤沥青属于高

17、分子有机物的混合物。根据GBJ1687建筑设计防火规范对生储存物品的火灾危险性分类，煤沥青属于丙类，在一定的条件下，能够发生猛烈的燃烧，具有火灾危险性。（2）石油焦：石油焦是预焙烧阳极的主预焙阳极的主要物料之一，石油焦在制造阳极的过程中需要破碎二次，破碎后，形成粉尘。根据建筑设计防火规范对生储存物品的火灾危险性分类，石油焦属于丙类。（3）重油：重油可燃，其蒸气遇明火、高热能引起燃烧。根据建筑设计防火规范对生产储存物品的火灾危险性分类，重油属于丙类。（4）煤气：工频炉所用煤气为发生炉煤气，发生炉煤气相对密度对0.40.6，爆炸浓度极限为20%77%，自燃点700，发生炉煤气低发热值为5900（K

18、J/NM3）。煤气与空气可形成爆炸性混合气体，遇明火、高热能引起爆炸。根据建规对生产储存物品的火灾危险性分类，煤气属于甲类。（5）轻柴油：轻柴油易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热有引起燃烧爆炸。根据建规对生产储存物品的火灾危险性分类，闪点低于60的轻柴油属于乙类，闪点大于60的轻柴油属于丙类。 油罐库火灾危险性分析 油罐库主要是为满足焙烧生产过程中所用燃油的需要，主要用于储存重油和柴油，油罐库是主要的火灾爆炸危险源之一。油罐区火油罐库火灾危险性分析油罐库主要是为满足焙烧生产过程中所用燃油的需要，主要用于储存重油和柴油，油罐库是主要的火灾爆炸危险源之一。油罐区火灾爆炸事故发生一般

19、由以下情况引起：（1）油蒸气逸散积聚与空气形成爆炸气体，当浓度达到爆炸极限时，遇明火即产生爆炸。（2）油品失控：跑、溢、滴、漏、洒等情况的发生。（3）火源失控：设备修焊、明火、电器、发动机、静电和雷电等。加强对油罐区的安全管理及监测，严格控制火源，严禁吸烟和动有明火，防止铁器撞击及电火花的产生，罐区内电气装置要符合防火防爆要求等，这些都是防止油罐库火灾爆炸的必要措施。 本文来自: 安全资料站(-) 详细出处参考：-由于铝厂生产的特殊性，在生产过程中存在有害因素及危险因素，有害因素主要有粉尘危害、毒物危害、高温危害和噪声危害，危险因素主要有机械伤害、高处坠落、电气伤害和火灾爆炸危险等。一、主要有

20、害因素分析1 粉尘危害铝厂在生产过程中产生的粉尘主要有氧化铝粉尘、石油焦粉尘、沥青烟尘。氧化铝粉尘主要存在电解厂房内、氧化铝贮运系统；煅烧工段的上料系统、排料系统、煅后工段的混捏机、预热螺旋机以及磨粉系统有粉尘和沥青烟产生；成型工段也有沥青烟产生；残极处理工段的粗碎、配料、筛分等过程均有粉尘产生。天车司机，电解车间工人，炭素粉破碎、筛分等岗位工人受粉尘危害较大。根据TJ36-79工业企业设计卫生标准规定，车间空气中有害物质最高容许浓度为，生产性粉尘中的氧化铝粉尘不得超过6mg/m3；其他粉尘（当游离二氧化硅含量在10%以下）不得超过10mg/m3。2毒物危害作业工人接触到的毒物主要有氟化物、硫

21、化物、沥青烟、一氧化碳等。毒物主要存在于电解槽附近及烟气净化系统。铝电解以冰晶石-氧化铝氟化铝的熔体为电解质，以炭素材料为电极进行电解。电解时在阴极上析出液态的金属铝，在阳极上产生气体。同时还散发出氟化物、粉尘等污染物为主的电解烟气。在400600温度下，氧化铝中仍可含有0.2%0.5%的水分。原料中的水分与固态氟化盐在高温条件下可发生化学反应，同时，进入熔融态电解质中的水分也可与液态的氟化盐发生化学反应，生成有害的氟化氢。人体吸入过量的氟，常常会引起骨硬化、骨质增生、斑状齿等氟骨病，严重者使人丧失劳动能力。氟化物还对呼吸道粘膜及皮肤有强烈的刺激和腐蚀作用。我国卫生标准规定，车间空气中氟化物（

22、以氟计）的最高容许浓度为0.5mg/m3，按照现行国家标准职业性接触毒物危害程度分级中对毒物毒性分级的原则，氟化物为级，属于高度危害。沥青烟主要来源于该工序生阳极工段的混捏机、磨粉系统及成型工段。煤沥青的软化点为100110，属高温沥青。沥青对人体的主要危害有两个方面：一是由于沥青中所含的蒽等光感物质，长时间接触，并经阳光照射，可引起皮炎；二是沥青烟对皮肤及粘膜的刺激作用。按照现行国家标准职业性接触毒物危害程度分级中对毒物毒性分级的原则，沥青烟为级，属于中度危害。一氧化碳产生于电解槽的阳极，一氧化碳为无色、无嗅气体。它在血中与血红蛋白结合而造成组织缺氧。轻度中毒者出现头痛、头晕、耳鸣、心悸、恶

23、心、呕吐、无力、脉快、烦躁、浅至中度昏迷；重度患者深度昏迷、瞳孔缩小、肌张力增强、频繁抽搐、大小便失禁、肺水肿、严重心肌损害等。我国车间空气中的一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3，按照现行国家标准职业性接触毒物危害程度分级中对毒物毒性分级的原则，一氧化碳为级，属于高度危害。在电解过程中还有硫化物产生。二氧化硫为无色气体，对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。轻度中毒时，皮肤或眼接触发生炎症或灼伤；严重中毒可在数小时内发生肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。我国车间空气中二氧化硫最高容许浓度为15mg/m3，按照现行国家标准职业性接触毒物危害程度分级中对毒物毒性分级的原则，二氧化硫可为级，属于轻度危

24、害。3高温危害现行国家标准高温作业分级中规定，工作地点平均WBGT指数等于或大于25的作业，即为高温作业。铝电解槽电解温度高达940960，是主要的生产性热源。炭素工段的煅烧、焙烧、连续混捏、预热螺旋、沥青熔化生产设备均为生产性热源。资料表明，环境温度达到28时，人的反应速度、运算能力、感觉敏感性及感觉运动协调功能都明显下降。高温使劳动效率降低，增加操作失误率。主要体现在影响人体的体温调节和水盐代谢及循环系统等。高温还可以抑制中枢神经系统，使工人在操作过程中注意力分散，肌肉工作能力降低，从而导致伤害事故。4噪声危害产生噪声的设备主要有净化系统风机、炭素系统破碎机、球磨机、成型机、给料机、振动筛

25、、输送机及焙烧烟气净化系统风机和除尘风机等。在球磨车间，焦炭研磨产生的噪声水平高达100dB（A）。在电解车间电解槽附近，使用气动渣壳破碎机产生的噪声水平达到100dB（A）。噪声能引起人听觉功能敏感度下降甚至造成耳聋，或引起神经衰弱、心血管疾病及消化系统等疾病，噪声影响信息交流，促使误操作发生率上升。二、主要危险因素分析1起重机械伤害铝厂采用的高位电解多功能天车为桥式起重机，其功能包括：打电解质结壳，往电解槽内加氧化铝，更换阳极，吊运阳极母线柜架提升机，安装和检修电解槽的吊运工作，出铝及吊运抬包，此外，还可以吊运其它重物。桥式起重机的常见事故有以下几种：重物坠落：吊具或吊装容器损坏、物件捆绑

26、不牢、挂钩不当、电磁吸盘突然失电、起升机构的零件故障（特别是制动器失灵、钢丝绳断裂）等都会引发重物坠落。挤压：起重机轨道两侧没有良好的安全通道或与建筑结构之间缺少足够的安全距离，使运行或回转的金属结构对人员造成夹挤伤害；运行机构的操作失误或制动器失灵引起溜车，造成碾压伤害等。高处跌落：人员在离地面大于2m的高度进行起重机的安装、拆卸、检查、维修或操作等作业时，从高处跌落造成伤害。触电：起重机在电线附近作业时，其任何组成部分或吊物与高压带电体距离过近，感应带电或触碰带电物体，都可以引发触电伤害。其他伤害：其他伤害是指人体与运动零部件接触引起的绞、碾、戳等伤害；液压起重机的液压元件破坏造成高压液体

27、的喷射伤害；飞出物件的打击伤害；装卸高温液体金属、易燃易爆、有毒、腐蚀等危险品，由于坠落或包装捆绑不牢引起的伤害等。2机械伤害及高处坠落危险机械伤害有以下几种：挤压；碰撞和撞击；接触：包括夹断、剪切、割伤和擦伤、卡住或缠住等。电解工艺的主要设备有：高位电解多功能天车、拖盘清理机、振动筛、破碎机、提升机、残极压脱机、磷铁环压脱机、铝导杆矫直机等。碳素工艺主要设备有：球磨机、破碎机、筛分机、预热螺旋机、连续混捏机、振动成型机、阳极焙烧炉用多功能机组等。操作人员易于接近的各种可动零、部件都是机械的危险部位，机械加工设备的加工区也是危险部位。如果这些机械设备的转动部件外露或防护措施和必要的安全装置不完

28、善，很容易造成人身伤害事故。坠落伤害：残级处理工艺中有清理、筛分、破碎及定量等诸多工序，因设备安装在不同平面上，有不同形式的操作平台、地沟、升降口、坑洞及护坎，如果没有防护措施或防护措施有缺陷，工人随时都有坠落摔伤的危险。3电气伤害电气事故可分为触电事故、静电危害事故、雷电灾害事故和电气系统故障危害事故等几种。（1）触电事故触电事故可分为电击和电伤两种情况。电击：电解还原槽是以低电压高电流串联运转的，因此，电击事件通常并不严重。但是，在电力车间高压电源与电解车间联网路的连接点可能发生严重的电击事故。电伤：在铝电解生产中，其能源主要是直流电能，约占整个能源消耗的97%左右。在电解槽系列上，系列电

29、压达数百伏至上千伏。尽管人们把零电压设在系列中点，但系列两端对地电压仍高达500V左右，一旦短路，易出现人身和设备事故。而且，电解用直流电，槽上电气设备用交流电，若直流窜入交流系统，会引起设备事故。因此，电解槽许多部位须进行绝缘。电解车间内电缆若没有采取有效的阻燃和其他预防电缆层损坏的措施、电气设备接地接零措施不完善、临时性及移动设备（含手持电动工具及插座）的供电没有采用漏电保护器或漏电保护器性能不可靠等都会造成电器设备漏电而引发触电伤亡事故。（2）静电危害事故焙烧炉、煅烧炉的输气输油管路、炭素生产系统的除尘管路及燃油锅炉系统等存在着静电伤害。（3）雷电伤害事故电解车间厂房的残极破碎、筛分部分

30、高度超过10米，煅烧工段、生阳极及残极处理工段中的除尘排烟系统排气筒高度都在20米以上，在雷雨天存在着被雷击的危险。因此，雷电伤害应引起一定的重视。（4）电气系统故障危害事故电气系统故障危害的主要表现是：线路、开关、熔断器、插座插头、照明器具、电动机、电热器具等均可能成为引起火灾的火源。原本不带电的物体，因电气系统发生故障而异常带电，可导致触电事故的发生。如电气设备的金属外壳，由于内部绝缘不良而带电；高压邦联接地时，在接地处附近呈现出较高的跨步电压，均可造成触电事故。4火灾爆炸危险性（1）物料的火灾危险性沥青：工程生阳极工段的预热螺旋机和混捏机所用的原料之一是煤沥青。煤沥青的软化点为10011

31、5，闪点大于200，沥青属于高分子有机物的混合物。根据GBJ16-87建筑设计防火规范对生产储存物品的火灾危险性分类，煤沥青属于丙类。在一定的条件下，能够发生猛烈的燃烧，具有火灾危险性。石油焦：石油焦是预焙烧阳极的主要物料之一，石油焦在制造阳极的过程中需要破碎二次，破碎后，形成粉尘。根据建筑设计防火规范对生产储存物品的火灾危险性分类，石油焦属于丙类。重油：重油可燃，其蒸气遇明火、高热能引起燃烧。根据建筑设计防火规范对生产储存物品的火灾危险性分类，重油属于丙类。煤气：工频炉所用煤气为发生炉煤气，发生炉煤气相对密度为0.40.6，爆炸浓度极限为20%70%，自燃点700，发生炉煤气低发热值为590

32、0kJ/m3。煤气与空气可形成爆炸性混合气体，遇明火、高热能引起爆炸。根据建筑设计防火规范对生产储存物品的火灾危险性分类，煤气属于甲类。轻柴油：轻柴油易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。根据建筑设计防火规范对生产储存物品的火灾危险性分类，闪点低于60的轻柴油属于乙类，闪点大于60的轻柴油属于丙类。（2）油罐库的火灾爆炸危险性油罐区火灾爆炸事故一般由以下情况引起：油蒸气逸散积聚与空气形成爆炸气体，当浓度达到爆炸极限时，遇明火即产生爆炸。油品失控：跑、溢、滴、漏、洒等情况的发生。火源失控：设备修焊、明火、电器、发动机、静电和雷电等。加强对油罐区的安全管理及监测，严格控

33、制火源，严禁吸烟和动用明火，防止铁器撞击及电火花的产生，罐区内电气装置要符合防火防爆要求等，这些都是防止油罐库火灾爆炸的必要措施。电解槽进行电解反应的装置（见彩图）。电解槽由槽体、阳极和阴极组成，多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开。按电解液的不同分为水溶液电解槽、熔融盐电解槽和非水溶液电解槽三类。当直流电通过电解槽时,在阳极与溶液界面处发生氧化反应,在阴极与溶液界面处发生还原反应，以制取所需产品。对电解槽结构进行优化设计,合理选择电极和隔膜材料,是提高电流效率、降低槽电压、节省能耗的关键。 电解槽电解槽结构采用不同的电解液时，电解槽的结构也有所不同。 水溶液电解槽分有隔膜和无隔膜两类。一般多用隔膜

34、电解槽。在氯酸盐生产和水银法生产氯气和烧碱时，采用无隔膜电解槽。尽量增大单位体积内的电极表面积，可以提高电解槽的生产强度。因此，现代隔膜电解槽中的电极多为直立式。电解槽因内部部件材质、结构、安装等不同表现出不同的性能与特点。 例如按电极的连接方式，可分为单极式和复极式两类电解槽(见图)。单极式电解槽中同极性的电极与直流电源并联连接，电极两面的极性相同，即同时为阳极或同时为阴极。复极式电解槽两端的电极分别与直流电源的正负极相连，成为阳极或阴极。电流通过串联的电极流过电解槽时，中间各电极的一面为阳极，另一面为阴极,因此具有双极性。当电极总面积相同时,复极式电解槽的电流较小，电压较高，所需直流电源的

35、投资比单极式者省。复极式一般采用压滤机结构形式，比较紧凑。但易漏电和短路，槽结构和操作管理比单极式复杂。单极式电解槽截面一般为长方形或方形，圆筒形占地大,空间利用率低,采用较少。 电解槽阴、阳两极间距是影响槽电压的重要因素之一。随极间距增大，槽内欧姆电压降增大，槽电压升高。尤其是在大电流工作时，这种电压损失更为严重。现代电解槽采用各种措施以降低极间距，如采用扩散阳极、改性隔膜制成零极距电解槽结构等。 电解液在电解槽内的停留时间，不仅影响设备的生产能力，而且在某些情况下，会影响电解过程的电流效率，如电解法制氯酸钠，由于中间产物次氯酸(HClO)和次氯酸根离子(ClO3)间的化学反应速度非常缓慢，

36、如长时间留在电解槽内，不仅降低电解槽利用率，而且次氯酸根离子会在阳极表面氧化，或在阴极表面还原，降低电流效率。因此，现代电解槽设计力求减小容积，使电解液沿着电极快速流过。如还需进一步进行反应，则可在电解槽外安装独立的化学反应器。 电解槽内电极以垂直安装较紧凑，导电板连接容易，并利于降低气泡效应。因在有气体析出的电极表面上常附有气泡，会降低电极的工作表面积。另外，在电极附近的溶液中也会充有气泡，增大溶液电阻，这种现象称“气泡效应”。但在垂直电极表面的附近，则可利用溶液中充气度高、溶液密度低与上升速度快的特点，以形成电解液的自然循环，使气泡加速离开电极表面，减轻气泡效应。当垂直电极用作气体电极时，

37、电极形状以网状为多，它除了能增加工作表面积外，也有利于气泡逸出。 电解槽材料可以是钢材、水泥、陶瓷等。钢材耐碱，是应用最广的。对于腐蚀性强的电解液，钢槽内部用铅、合成树脂或橡胶等衬里。 目前电解槽正朝大容量、低能耗方向发展。复极式电解槽适于大型生产，先后为电解水和氯碱工业所采用。 熔融盐电解槽多用于制取低熔点金属，其特点是在高温下运转，并应尽量防止水分进入，避免氢离子在阴极上还原。例如制取金属钠时，由于钠离子的阴极还原电位很负，还原很困难，必须用不含氢离子的无水熔融盐或熔融的氢氧化物，以免阴极析出氢。为此电解过程需在高温下进行，例如电解熔融氢氧化钠时为 310，如其中含有氯化钠成为混合电解质时

38、,电解温度为650左右。电解槽的高温可以通过改变电极间距，将欧姆电压降所消耗的电能转变为热能来达到。电解熔融氢氧化钠时，槽体可用铁或镍，电解含有氯化物的熔融电解质时常由于原料中不可避免地带入少量水分，会使阳极生成潮湿的氯气，对电解槽的腐蚀作用很强，因此电解熔融氯化物的电解槽，一般用陶瓷或磷酸盐材料，而不受氯气作用的部位可用铁。熔融盐电解槽中的阴、阳极产物，同样要求妥善隔开，而且应尽快由槽中引出，以免阴极产物金属钠长时间飘浮在电解液表面，会进一步与阳极产物或空气中的氧起作用。 非水溶液电解槽由于非水溶液电解槽在制取有机产品或电解有机物时,常伴随有各种复杂的化学反应,使其应用受到限制，工业化的不多

39、。一般采用的有机电解液，电导率低，反应速度也小。因此，必须采用较低的电流密度，极间距尽量缩小。采用固定床或流化床的电极结构有较大的电极表面积，可提高电解槽生产能力。 电极阳极和阴极的作用不同，对材质要求也各异。 阳极分可溶性和不可溶性两类。在精炼铜用的电解槽中，阳极材料为可溶性的待精炼的粗铜。它在电解过程中溶入溶液，以补充在阴极上从溶液中析出的铜。在电解水溶液（如食盐水溶液）用的电解槽中，阳极为不溶性的，它们在电解过程基本不发生变化，但对在电极表面上所进行的阳极反应常具有催化作用。在化学工业中，大多采用不溶性阳极。 阳极材料除需满足一般电极材料的基本需求（如导电性、催化活性强度、加工、来源、价

40、格）外，还需能在强阳极极化和较高温度的阳极液中不溶解、不钝化，具有很高的稳定性。长期以来，石墨是使用最广泛的阳极材料。但石墨多孔，机械强度差，且容易氧化成二氧化碳，在电解过程中不断地被腐蚀剥落，使电极间距逐渐增大，槽电压升高。用于电解食盐水溶液时，石墨电极上的析氯过电位也较高。 60年代H.比尔提出的在钛基上涂覆氧化钌、氧化钛而形成的金属氧化物电极是阳极材料的一个重大革新。二氧化钌对某些阳极反应如析氯、析氧具有很好的催化活性，能在高电流密度下工作而槽电压比较低。最突出特点是具有很好的化学稳定性，工作寿命比石墨阳极长得多。例如在氯碱生产用的隔膜电解槽中，其寿命可达10年以上。由于它不易腐蚀，尺寸

41、稳定，被称为形稳性阳极。为适应不同要求和用途，可在涂层中添加其他组分，如加入锡、铱可提高氧的过电位，改善阳极的选择性，又如加入铂可提高电极的稳定性等。目前，贵金属涂层的金属阳极在化学工业中已得到普遍推广。 在熔融盐电解槽中，因电解温度比水溶液电解槽中高得多，对阳极材料要求更严，电解熔融氢氧化钠，一般可用钢铁、镍及其合金。电解熔融氯化物，只能用石墨。 阴极以金属或合金作为阴极时，由于在比较负的电位下工作,往往可以起到阴极保护作用，腐蚀性小,所以阴极材料比较容易选择。在水溶液电解槽中，阴极一般产生析氢反应，过电位较高。因此阴极材料的主要改进方向是降低析氢过电位。除用硫酸作为电解液时必须采用铅或石墨

42、作阴极外，低碳钢是常用的阴极材料。为降低电耗，目前采用各种方法制备高比表面积，并具有催化活性的阴极，如多孔镍镀层阴极。 为了提高产品质量，也可采用特殊的阴极材料，如在水银法电解食盐水溶液制取烧碱的汞阴极中，利用汞析氢过电位高的特点，使钠离子放电，生成钠汞齐，然后在专用的设备中，用水分解钠汞齐制取高纯度、高浓度碱液。另外，为了节约电能也可采用耗氧阴极，使氧在阴极还原，以代替析氢反应，按理论计算可降低槽电压1.23V。 隔膜为防止阴、阳两极产物混合，避免可能发生的有害反应，在电解槽中，基本上都用隔膜将阴、阳极室隔开。隔膜需有一定的孔隙率，能使离子通过，而不使分子或气泡通过，当有电流流过时，隔膜的欧

43、姆电压降要低。这些性能要求在使用过程中基本不变，并且要求在阴、阳极室电解液的作用下，有良好的化学稳定性和机械强度。电解水时，阴、阳极室的电解液相同，电解槽的隔膜只需将阴、阳极室隔开，以保证氢、氧纯度，并防止氢氧混合发生爆炸。更多见的比较复杂的情况是电解槽中阴、阳极室的电解液组成不同。这时隔膜还需要阻止阴、阳极室电解液中电解产物的相互扩散和作用，如氯碱生产中隔膜法电解槽中的隔膜，可以增大阴极室氢氧离子向阳极室扩散和迁移的阻力。 隔膜由惰性材料制作，如氯碱工业中长期使用的石棉隔膜。但石棉隔膜性能不稳定，当盐水中含有钙、镁杂质时，容易在隔膜中生成氢氧化物沉淀，降低透过率；在比较高的温度和在电解液作用

44、下，还会发生膨胀、松脱。为此可以在石棉中加入树脂作为增强材料，或以树脂为主体做成微孔隔膜，在稳定性和机械强度方面都有很大改进。近年来氯碱生产开发的阳离子交换膜是新型的隔膜材料。它具有对离子透过的选择性，可使氯离子基本上不进入阴极室，从而可以制得氯化钠含量极低的碱液。几种常见的电解槽福建师范大学化学系 林文修氯气和烧碱是电解氯化钠水溶液(食盐水)的“孪生”产物，其化学方程式如下：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2(1)该电解反应需要的电能跟电解过程的电流密度、外加电压、电极材料和电解槽结构有关总的电解化学反应是由下列两个电化学反应组成的：阳极2Cl-Cl2+2e-(2)阴极2H2O+2

45、e-H2+2OH-(3)根据法拉第电解定律，每通入1法拉第=96447C(As)的电量，产生一克当量的电解产物按照这个关系式可算出生产每吨氯或碱的最低耗电量千瓦小时(KAH)=60kAh/t按照Cl2和NaOH产生的方式，氯碱电解槽可分为三种类型：(1)隔膜电解槽(2)水银电解槽(3)离子交换膜电解槽一、隔膜电解槽隔膜电解槽的图解原理如图一所示，电解时，氯气照方程式(2)在阳极发生，工业生产上的阳极是钌基或铂/铱基涂刷在钛板上制成的，称为金属阳极在阳极产生的氯气首先溶解在电解液中直至饱和，后呈气泡放出由于氯的溶解度是温变的函数，所以电解一般在较高的温度(95100)下进行，以减少氯的溶解度，并

46、增加溶液的电导伴随着氯气的产生，在阳极可能发生两个副反应，一是在阳极上H2O放电而产生O2，如方程式(4)所示，另一是OCl-离子的电化学氧化而生成氯酸盐，如方程式(5)所示2H2OO2+4H+4e- (4)上列反应中，O2的析出是跟“阴极材料”和介质的pH有关如果采用石墨作阳极，由于产生了CCO2的反应，而导致阳极材料的消耗C+2H2OCO2+2H2电解质通过隔膜，从阳极区渗入阴极区，通常采用石棉或氟高聚物改性石棉为隔膜，采用真空吸附的方法沉积在多孔的阴极上(编网或多孔钢板)在阴极区，水分子放电产生H2和NaOH，其中NaOH部分地回迁移至阳极区，跟溶解在里面的氯起反应而产生氯酸盐如方程式(

47、7)(8)和(9)所示Cl2+OH-HOCl+Cl- (7)HOCl+OH-H2O+OCl- (8)2HOCl+OCl-ClO3-+2H+2Cl- (9)上列副反应产生影响电解的电流效率阴极流出液中一般会有12NaOH和15%NaCl此类现已逐渐被淘汰二、离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽的图解示意图如图二所示这类型的电解槽通常采用离子交换膜作为隔膜其中一种常用的离子交换膜叫做“Naflon”，系全氟碳共聚物，由美国杜邦公司制造电解用的纯盐水是采用离子交换的方法制备的，其中所含的Ca2+和Mg2+少于0.1ppm，该盐水送入阳极室，无离子水送入阴极室，阳极区的Na+被离子交换膜交换到阴极区，跟阴

48、极区的OH-形成NaOH，交换膜能阻止Cl2的迁移，因而可能生成高纯度的NaOH，其浓度达50%以上，从而免去烧碱的蒸发工段三、汞电解槽隔膜电解槽和离子交换膜电解槽中，其阳极液和阴极液的分离分别地采用隔膜或离子交换膜，而汞电解槽无隔膜其图解示意图如图三所示：阴极本身可以达到分离的目的Cl2在阳极产生，而Na+在阴极放电形成钠汞齐，经第二电槽与水反应生成H2和Hg2NaHg+2H2O2NaOH+H2+Hg所产生的汞经回收循环使用由于汞严重地污染环境，此类电解槽已被逐渐淘汰铝电解槽(aluminium electrolysis cell)实施铝电解过程的主体设备。其重要组成部分包括铝电解用碳阳极、

49、铝电解用碳阴极或铝电解用惰性阳极和铝电解用惰性阴极。简史 自1886年冰晶石一氧化铝熔盐电解法问世以来，铝电解技术有了很大的进展，这主要表现在铝电解槽生产能力的增加和铝电解电能消耗降低这两个方面。铝工业发展初期，曾采用40008000A小型预焙阳极铝电解槽，电流效率约70，每公斤铝的电耗为42kWh。在20世纪20年代，挪威参照当时铁合金电炉的连续自焙电极研制成功连续自焙阳极，形成了侧插棒自焙阳极铝电解槽槽型，铝电解槽的容量随之扩大，电流强度达到2.5kA，电流效率约80，公斤铝电耗20kWh。这种型式的铝电解槽很快在全世界范围内推广使用。以后侧插棒自焙阳极铝电解槽的电流强度增大到135kA，

50、电流效率约89左右，公斤铝电耗14.516kWh。一般侧插棒自焙阳极铝电解槽的电流强度在6090kA范围内。由于侧插棒自焙阳极铝电解槽的电流分布不均匀，阳极操作复杂，不易全盘实现机械化，在20世纪40年代，法国研制成功上插棒白焙阳极铝电解槽。这种槽型在阳极结构上增设裙罩(集气罩)用以收集阳极气体，提高了烟气中氟的浓度，使烟气较易净化和易于回收氟气。因此，在20世纪5060年代曾风靡于世界，最大电流强度达到150160kA。后来，由于世界各国对环境保护要求日趋严格，以及炭素生产技术的进步，用振动成型法制造大规格预焙阳极碳块的成功和大型节能型环式焙烧窑得到发展，于20世纪60年代中叶许多铝电解工厂

51、都把原有的小型预焙阳极铝电解槽改造成大型预焙阳极铝电解槽。在槽的中央部位自动下料，电流强度达到280350kA，电流效率为9495，公斤铝电耗13kWh。槽型及其特点 工业铝电解槽槽型有侧插棒自焙阳极铝电解槽(见电解槽)、上插棒自焙铝电解槽(图1)和预焙阳极铝电解槽(图2)，三者各有特点。自焙阳极铝电解槽按其阳极消耗情况定期地从上部添加阳极糊，利用电解槽运行产生的热量，将新加入的阳极糊焙烧成为坚实的固体阳极。阳极因此能连续使用，正好与电解的连续过程相适应。但自焙阳极铝电解槽在铝电解运行中焙烧阳极时散发出有害的沥青烟气，污染生产厂房和外部环境，回收烟气并加以净化较为困难，回收净化费用也较高。预焙

52、阳极铝电解槽 使用预先焙烧过的阳极，待阳极消耗到一定的高度时就要更换。把旧阳极取出，换上新阳极，不能连续使用。由此产生了残极，而且在更换阳极时会影响铝电解生产。预焙阳极铝电解槽由于其阳极事先已在专用的焙烧炉中焙烧好，焙烧过程中产生的烟气可用作为焙烧炉的燃料，因此产出的是无沥青烟气，回收净化较为容易，净化费用较低，厂房内外环境较好。就机械化和自动化程度而论，以预焙阳极铝电解槽最高，特别是中部下料的预焙阳极铝电解槽；上插棒自焙阳极铝电解槽次之；侧插棒自焙阳极铝电解槽最低。电极电压降高低的顺序为：上插棒自焙阳极铝电解槽最高，侧插棒自焙阳极铝电解槽居中，预焙阳极铝电解槽最低。从投资来看，预焙阳极铝电解

53、槽的上部结构和阳极装置比较简单，电解槽本身造价较低，但制造预焙阳极需要额外的阳极成型、阳极焙烧和阳极组装等一整套设备，增加投资较多，一般适用于大型铝电解厂。上插棒自焙阳极铝电解槽上部结构比较复杂，投资较高。侧插棒自焙阳极铝电解槽投资则相对较低。按电解槽容量而言，预焙阳极铝电解槽容量最大，上插棒自焙阳极铝电解槽次之，侧插棒自焙阳极铝电解槽最小。近年来，由于预焙阳极铝电解槽，特别是中部加料的预焙阳极铝电解槽在铝电解过程中无沥青烟害，密闭程度高，烟气收集和净化效率好，阳极电压降低，操作运行机械化、自动化程度高，适于电子计算机控制管理，因而为世界上大多新建的大型铝厂所采用。而中小型铝厂则一般采用自焙阳

54、极铝电解槽。基本结构 工业铝电解槽的基本结构主要包括阴极装置、阳极装置、母线装置和气体回收装置等。阴极装置 由槽壳、阴极碳块、侧部碳块、耐火砖和保温材料组成。通常采用长方形槽壳，槽壳型式有框架式、臂撑式和摇篮式三种。槽壳用型钢和钢板焊成。铝电解槽的槽膛深度一般为450600mm。槽膛底部是一层阴极碳块，其下面依次是炭素垫、耐火砖层和保温砖层，有的用氧化铝或其他保温材料取代保温砖层或部分保温砖层。阴极碳块以碳块组型式砌筑于电解槽内。阴极碳块组由阴极碳块同埋设其中的导电钢棒(阴极棒)组成。阴极棒与碳块之间浇铸磷生铁或用碳糊捣固。阴极碳块组在槽壳内排成两行，碳块组与碳块组间用碳糊捣固或用碳糊浆液灌注

55、。但纵向中缝一般要用碳糊捣固。有些电解槽为提高炉底导电性和减去纵向中缝，特意采用通长阴极碳块，其中放置一根通长阴极棒。阴极棒通过槽壳侧壁上的洞口(窗口)伸出槽壳，其末端与阴极母线连接。槽膛侧壁有一层或两层阴极碳块。侧部碳块与槽壳之间用一层耐火砖或颗粒状耐火材料填充。近年来，大型铝电解槽，特别是中部加料预焙阳极铝电解槽的侧部保温层有所减薄，以利于凝结固体电解质作为保护层。有的电解槽还在侧部碳块下部用碳糊捣固成斜坡状，构成人造伸腿，用来保护侧部碳块并收缩铝液镜面。阳极装置 视槽型而异，有三种形式。(1)侧插棒自焙阳极铝电解槽的阳极装置。由阳极框架、碳阳极糊、阳极导电棒、氧化铝料仓及阳极升降机构组成

56、。阳极框架由钢板和型钢焊接而成。框架内周为厚1mm左右的铝板(铝壳)，中间填充阳极糊，阳极棒从阳极框架外部与水平方向成15角度插入阳极糊内。阳极棒作为导电体及悬挂阳极用。阳极棒一般有4排，排向距离200mm，其中下面的两排棒通电，上面的两排作为后备。随着阳极消耗，取出最下面的一排阳极棒，在上方插入一排新的阳极棒。阳极棒用铜质导电片来与阳极大母线联接。阳极框架借助滑轮组或螺旋机构悬吊在电解槽的上部金属结构上，因此阳极可以上下升降。(2)上插棒自焙阳极铝电解槽的阳极装置。由阳极框套、阳极糊和组合阳极棒及阳极升降机构组成。阳极框套由钢板和型钢焊接而成，框套内填充阳极糊。阳极钢棒为组合式，它由钢质导电

57、棒与上端的铝导杆联接而成，一般采用爆炸焊接。钢质导电棒由上部垂直插入阳极糊内，分4排插入，高度分若干层次。组合阳极棒用夹具直接连接到阳极母线上。阳极有两套提升机构。随着阳极的消耗，用主升降机构降低阳极母线大梁，亦即阳极本身的高度。与此同时靠辅助升降机构以精确的相等速度提升阳极框套的位置，其结果是阳极框套的位置移动等于零，它相对于槽壳并未作任何移动，但阳极可以下降，补偿其消耗。(3)预焙阳极铝电解槽的阳极装置。由阳极碳块组和阳极升降机构组成。现代大容量中部下料铝电解槽还配备定时打壳下料装置和氧化铝、氟化铝料仓。阳极碳块组由阳极碳块、钢爪和铝导杆三部分组成。依据槽容量大小及碳块规格不同可有单块组、

58、双块组和三块组。铝导杆与钢爪通常采用爆炸焊联接，钢爪置入碳块上的洼穴(碳碗)中，钢爪和碳碗间浇注磷生铁。也有用碳糊捣固的。阳极碳块表面喷一层铝液以防止其氧化，也有不喷铝液的。铝导杆用夹具紧固于阳极母线梁上。下料机构包括46个打壳锤头和相同数量的定量加料仓。加料点位于铝电解槽的中心部位自成一列。打洞加料自动进行，间隔时间短的不过3min，长者为12h。现代化铝电解槽的下料已采用自动控制方式，保持电解质中氧化铝浓度波动在一个很小的范围(23)内。大容量铝电解槽的阳极升降，一般选用蜗轮丝杠或滚珠丝杠摇板式机构。母线装置 由阳极母线、阴极母线和立柱母线组成。母线为铝质压延母线或铝质铸造母线。铝母线的配

59、置方式，视电解槽的排列方式和容量的不同而异。配置母线需经过精心设计，以求减弱磁场对电解运行的有害影响并节省母线用量。现代化大容量预焙阳极铝电解槽一般采用横向排列，母线配置采用多端(4端或5端)进电方式。中小型铝电解槽一般采取纵向排列，母线配置采取双端或单端进电方式。气体回收装置 侧插棒自焙阳极铝电解槽带有钢质卷帘或吊门，将电解槽加以密闭，由排烟管将烟气导出。上插棒自焙阳极铝电解槽由安装在阳极框套下部的集气罩将烟气收集于燃烧气中，经燃烧后的烟气排入烟道。预焙阳极铝电解槽用带有筋板的铝板构成多片单槽罩或整体槽罩，将电解槽密封。使用寿命 铝电解槽的阴极内衬在使用一段时期后就会破损，这时候便需停槽大修

60、。现代铝电解槽的平均使用寿命可达45a，长者可达78a。铝电解槽破损停槽的主要标志为槽内铝液中铁含量连续不断的增加以至于超过1，表明碳阴极已发生破损，钢质阴极棒已被铝液侵蚀，此时需停槽大修。铝电解槽破损主要发生在碳阴极本体中。同时碳阴极下部的耐火砖和保温材料中也发生严重变化，钢质槽壳也伴有严重变形或破裂。根据现场观察，破损现象有：(1)碳阴极中出现大而深的裂纹；(2)碳阴极出现冲蚀深坑；(3)碳阴极呈层状剥落；(4)碳阴极向上隆起并开裂；(5)阴极棒受铝液侵蚀并熔化，阴极棒发生变形，向上隆起；(6)槽底耐火砖和保温材料受电解质侵蚀，其中间部位存在棱镜状灰白层；(7)侧部碳块受电解质和铝液冲刷磨

61、蚀产生孑L洞；(8)钢质槽壳向外膨胀呈椭圆形，底部钢板向下鼓出甚至开裂。这些破损现象彼此相互联系，可能会同时出现。大多数人认为铝电解槽破损主要是由于钠对碳阴极的侵蚀。在铝电解过程中，钠始终向碳阴极渗透。钠是由两种反应产生的，一种是钠离子在阴极上放电生成的，另一种是铝和电解质中氟化钠起反应置换出钠。钠渗透到炭素材料中导致炭素材料体积膨胀并产生裂纹，铝和电解质沿裂缝侵入阴极，最终导致停槽大修。为了延长铝电解槽的使用寿命，要从多方面采取措旎。在设计时通过精确计算，设计出强度高的槽壳，并使槽内的热场和磁场分布合理。建造时要采用高质量的砌筑材料和进行精确的施工。操作上要采用合适的焙烧和启动方式，并建立平

62、稳的正常运行制度等。展望 铝电解槽的主要发展方向有：(1)采用惰性电极代替碳电极，例如采用氧化锡基或氧化镍基阳极，以及采用硼化钛基阴极，以减少电能量消耗；(2)通过加大现有铝电解槽的电流容量，提高单槽的生产能力并减少能量消耗的办法，来达到降低生产成本的目的；(3)实现连续下料作业，使铝电解槽的各项技术参数，如氧化铝浓度，冰晶石比、电解温度等基本达到稳定，把铝电解电流效率提高到95以上，吨铝能量消耗降低到12000kWh。电解铝 - 简介电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后

63、，在950-970下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。电解铝 - 工艺流程电解铝生产过程铝电解工艺流程：现代铝工业生产采用冰晶石氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950-970下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。化学反应主要通过这个方程进行：2Al2O3=4Al 3O2。 阳极：2O2-4e=O2阴极:Al3 3e=Al。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。其生产工艺流程如下图： 氧化铝 氟化盐 碳阳极 直流电 排出 阳极气体- 电解槽