铝电解电能消耗(electlrical energy consumption in aluminium electrolysis)

铝电解产出单位质量金属铝所消耗掉的电能量。每公斤铝的理论铝电解电能消耗量为6.32kW•h，实际的铝电解电耗量恒大于理论量。理论量与实际量之比的百分数称为电能效率。

实际的铝电解电能消耗通常以单位时间内供给电解槽的电能(u_平均IT)与实际产铝量之比表示：

式中W为公斤铝铝电解的电能消耗，kW•h；I为电解槽电流强度，A；u_平均为平均槽电压，V；γ为电流效率，％；0.3356为常数；t为时间，h。由公式看出，实际铝电解生产中的电能消耗与平均槽电压成正比，与电流效率成反比。

式(1)中的平均槽电压包括：(1)氧化铝的可逆分解电压E_分；(2)阳极超电位η_阳；(3)阴极超电位η_阴；(4)阳极电压降△u_阳；(5)阴极电压降△u_阴；(6)电解质电压降△u_电解质；(7)阳极效应分摊电压△u_效应；(8)铝铜导电母线电压降△u_母线；(9)槽间联接母线电压降分摊值△u_联。而E_分、η_阳和η_阴三者之和又被称为极化电位E_极化。

从铝电解槽热平衡观点考虑，电解槽的平均电压可分为两部分。一部分为热平衡计算体系之内的电压降u_体系。

另一部分为热平衡计算体系之外的电压降u_体系

所以

工业铝电解槽的u_平均值在4.0～5.0V之间，其中预焙阳极铝电解槽比自焙阳极铝电解槽的u_平均值稍低一些，这是因为后者的阳极电压降高的缘故。

由式(4)和式(1)又可以得出铝电解电能消耗的另一表达式：

由式(5)看出，铝电解槽在保持合理的热平衡条件下，可以通过减小极化电位、降低阳极效应系数、减少电解槽内外的欧姆电阻以及提高电解槽电流效率的方法来降低铝电解生产中的电能消耗量。