[發(fā)明專利]一種銅電解過程分階段能效分析方法與優(yōu)化方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710131595.8 | 申請日： | 2017-03-07 |
| 公開（公告）號： | CN106919049B | 公開（公告）日： | 2020-08-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳卓;王曉娜;宋彥坡;胡子豪 | 申請（專利權(quán)）人： | 中南大學(xué) |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43214 | 代理人： | 歐穎;王雷 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 電解 過程 分階段 能效 分析 方法 優(yōu)化 | ||
本發(fā)明提供了一種銅電解過程分階段能效分析方法，包括：識別電解槽的各個工作階段；計量各工作階段電解液溫度均值凈液流量均值電流強度均值直流電耗Ej、凈液消耗量Cj、蒸汽消耗量Vj；計算各工作階段的綜合能耗；分別測量P1、P2階段的陰極銅產(chǎn)量W1、W2并輸入計算機，計算P1、P2階段的單位產(chǎn)品綜合能耗以及整個陽極周期的單位產(chǎn)品綜合能耗。本發(fā)明分階段的能效分析結(jié)果定量展示了能耗在銅電解過程各工作階段的分布情況，為相關(guān)技術(shù)及管理人員提供了更細致的數(shù)據(jù)支持；本發(fā)明還提供一種銅電解過程的能效優(yōu)化方法，優(yōu)化后電解過程能耗明顯降低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電解精煉銅技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種銅電解過程分階段能效分析方法與優(yōu)化方法。
背景技術(shù)
電解精煉是有色金屬冶煉特別是銅冶煉過程中的主要手段，電解過程的工作流程是將陽極板和陰極板同時放入電解槽，通電后開始電解，在陰極板上會逐漸產(chǎn)出陰極銅。在經(jīng)歷一個陰極周期之后，斷電將產(chǎn)生的合格陰極銅取出，放入新的陰極板開始新的陰極周期。當(dāng)?shù)诙€陰極周期結(jié)束后，陽極周期隨之結(jié)束，斷電將殘極和合格陰極銅同時取出，陽極周期和陰極周期結(jié)束。然后放入新的陽極板和陰極板，開始新的工作周期，以此循環(huán)。目前，多數(shù)煉銅企業(yè)采用人工計算方法獲取銅電解過程的單位產(chǎn)品能耗等能效指標(biāo)，并借助于生產(chǎn)技術(shù)人員和專家的經(jīng)驗探索優(yōu)化方法，這一方法存在的主要不足如下：
(1)勞動強度大；
(2)作業(yè)周期、電流強度、耗電量等需要人工記錄的基礎(chǔ)變量受人為因素影響大，從而導(dǎo)致了能效指標(biāo)計算不準(zhǔn)確；
(3)計算產(chǎn)品能耗時未計入生產(chǎn)凈液所消耗的能量，這就導(dǎo)致能效指標(biāo)計算不準(zhǔn)確，而且基于這些結(jié)果進行優(yōu)化時還可能導(dǎo)致“電解車間”和“凈液車間”在節(jié)能方向上的矛盾；
(4)能效指標(biāo)未能體現(xiàn)電解過程分階段的特征。實際電解過程往往也是一個分階段進行的過程，一個完整的陽極周期通常由兩個陰極周期和兩個出銅期構(gòu)成，如圖1所示。兩個陰極周期操作條件又有一定差異，而目前企業(yè)的能效分析通常未對這兩個陰極周期加以區(qū)別。因此，根據(jù)能效分析結(jié)果無法對這兩個具體不同階段分別提出優(yōu)化建議。
(5)針對電解槽操作模式優(yōu)化方向的探索缺乏必要的數(shù)學(xué)模型作為指導(dǎo)，效率低，過于依賴操作技術(shù)人員的經(jīng)驗。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種銅電解過程分階段能效分析方法，從而實現(xiàn)銅電解過程能效數(shù)據(jù)的全面把握和綜合利用，提供時間的可用性和數(shù)據(jù)處理的高效性；從而為銅電解領(lǐng)域的節(jié)能降耗提供堅實的基礎(chǔ)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種銅電解過程分階段能效分析方法，包括如下步驟：
1)、控制系統(tǒng)自動識別電解槽在一個陽極周期中的各工作階段，依次包括第一陰極周期P1、第一出銅期S1、第二陰極周期P2和第二出銅期S2，并記錄相應(yīng)各工作階段的時長tj；
2)、自動計量各工作階段電解液溫度均值凈液流量均值電流強度均值直流電耗Ej、凈液消耗量Cj、蒸汽消耗量Vj；
3)、在完成上述數(shù)據(jù)采集和處理任務(wù)后，按下式自動計算各工作階段的綜合能耗：
Qj＝Ej·ηe+Cj·ηF+Vj·ηV，
其中，ηe為電能的折標(biāo)煤系數(shù)，ηF、ηV分別為凈液和蒸汽的折標(biāo)煤系數(shù)，Qj為各工作階段的綜合能耗；
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