銅電解工藝是一種成熟的傳統(tǒng)工藝，各廠家工藝條件也基本相同，但在車間的能耗上差別還是比較大。東營方圓公司先后建設(shè)了五個電解車間，在設(shè)計時不斷改進，注重節(jié)能，為降低生產(chǎn)能耗打下了基礎(chǔ)。陰極銅蒸汽、直流電的消耗分別由建廠初期的800kg/t、330kwh/t，下降到現(xiàn)在的380kg/t、272kwh/t，蒸汽消耗下降52.5%，直流電單耗降低17.6%。東營方圓在做電解車間的設(shè)計時主要在以下幾個方面采取了措施：
一、節(jié)氣方面電解銅生產(chǎn)過程中，電解液起著傳質(zhì)、傳熱、導(dǎo)電的作用，保持電解液一定的溫度是生產(chǎn)工藝的基本要求，一般控制在55℃-65℃。與環(huán)境溫差較大，熱量散失快，蒸汽消耗量大。為減少電解液熱量的散失，我們采取的措施有：
1.對電解槽全方位地保溫東營方圓公司用的電解槽是鋼筋混凝土襯玻璃鋼的，平均壁厚90mm，正常生產(chǎn)時槽內(nèi)電解液溫度60℃，槽外壁溫度達40℃，散熱很快。后通過使用聚胺脂保溫材料對電解槽底、兩端進行保溫，保溫厚度40mm，保溫后保溫層外表面溫度與環(huán)境溫度基本一樣；對槽面部分，分別試驗過許多覆蓋材料，通過對保溫性能、耐燙性能、透水性能等進行對比，一種編織化纖布效果比較理想，透水、耐燙且壽命長。采取外壁保溫，管道保溫和槽面覆蓋措施的電解槽節(jié)氣效果明顯。
2.對低位槽進行保溫、封閉東營方圓公司電解液循環(huán)低位槽也是采用鋼筋混凝土襯玻璃鋼的，四壁全部用保溫材料保溫，厚度40mm，槽上面用軟膠板進行覆蓋，為避免液位檢查經(jīng)常掀開軟膠板，我們安裝了液位指示器，標出正常、上限、下限的位置，解決覆蓋問題的同時，也方便了液面高度的檢查與調(diào)節(jié)。
3.選用高效換熱設(shè)備電解液的加熱一般都是用蒸汽通過換熱器的換熱來實現(xiàn)的，換熱器的換熱效率對蒸汽用量影響很大，特別是電解液中易結(jié)垢成分較多時，在較短的時間內(nèi)就會在換熱器冷卻槽附著上一層積垢，大大降低換熱效率，因此，選擇換熱器時必須考慮板片流道分布是否合理，機構(gòu)是否易于清除，板片和密封墊能否經(jīng)常拆卸。還應(yīng)考慮到有無利用熱水資源來換熱的可能性，如果有合適的熱水資源可用，選擇換熱器時需按熱水換熱系數(shù)核算所需板片面積，以及熱水的流量與阻力的大小。板片式換熱器具有換熱效率高，占地面積小，易于拆洗的優(yōu)點，在電解銅生產(chǎn)上使用的越來越廣泛，節(jié)能效果較好。
二、節(jié)電方面銅電解生產(chǎn)過程中電的消耗占總能源消耗的60%以上，電耗的高低直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)成本。東營方圓公司在節(jié)電方面主要采取了以下三項措施：
1.選擇高效的整流電源整流電源是電解生產(chǎn)的核心設(shè)備，起著整流、穩(wěn)流的作用。通常我們選擇整流設(shè)備時只注重輸出電壓、電流的能力是否匹配，對整流的轉(zhuǎn)換效率不是很關(guān)注，而實際上在這一環(huán)節(jié)相差1%，一年的損失則是相當可觀的，以一個年產(chǎn)4萬噸的電解車間為例：按直流電耗275kwh/t計算，年用電1.1×107kwh, 其1%為1.1×106kwh,按電價0.5元/kwh,損失5.5萬元/年，10年損失55萬元。因此，選擇整流設(shè)備時必須關(guān)注其轉(zhuǎn)換效率。按國標《評價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則（GB/T 3485-1998）》中的要求，一般直流電壓100v以上的，轉(zhuǎn)換效率應(yīng)在95%以上。
電壓的調(diào)節(jié)級差也應(yīng)該考慮，避免出現(xiàn)觸發(fā)角度過大的現(xiàn)象，合理選擇起調(diào)電壓以及有載開關(guān)的級數(shù)，正常運行時觸發(fā)角在25o以內(nèi)（適用于可控硅整流設(shè)備），保證功率因數(shù)在較高的水平上。
2.直流線路的設(shè)計電解生產(chǎn)所用的電流一般都很大，低則幾千安培，高則幾萬甚至數(shù)十萬安培，在如此大的電流下，如果導(dǎo)電截面以及線路走向不合理，損耗是相當大的。通常設(shè)計時直流銅排電流密度在1～1.1A/mm2范圍內(nèi)，小型精煉廠由于電流強度不大，取1.4～1.6A/mm2的電流密度。但通過計算可得出按1.5A/mm2和1A/mm2相比，前者比后者投資省，但后者在運行時降低線路損耗的電量，在2～3年內(nèi)就能省回增加的銅排費用。而一套整流設(shè)備壽命在10年以上，可見設(shè)計時選取較低的電流密度是經(jīng)濟的。
在15000A的電流下每米銅排損耗270～400W，每年1米銅排損耗電量2300～3500kwh,因此，在設(shè)計銅排線路、布置整流設(shè)備時銅排力求做到最短，即使縮短1米長，這種“永久性”的節(jié)電量也相當可觀。
3.選取合適的極距以及極板面積電解過程中電解液電壓降占槽電壓的30%～67%，按照R=ρ?I/S公式，電解的極距相當于電阻公式中的I，極板總面積相當于S。因此，設(shè)計時要結(jié)合人員操作水平、自動化程度、兩極加工質(zhì)量等因素，選擇較短的極距，較大的極板面積。
三、結(jié)語在設(shè)計階段充分考慮到節(jié)能，對將來生產(chǎn)過程中能耗的降低起著主要作用，如果設(shè)計的不合理，再進行各種各樣的改造，將帶來較大的經(jīng)濟損失。因此進行節(jié)能設(shè)計有利于產(chǎn)品的節(jié)能降耗，保護生態(tài)環(huán)境。
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