基于节能降耗的电解液流场及电解槽结构模拟仿真研究进展

电解过程中电耗占总能耗比高达50％以上,而且电解过程是多个物理场与电化学反应的耦合,影响因素复杂,目前通过对物理场和电场进行模拟仿真可以达到优化电耗的目的.本文整理了利用COMSOL Multiphysics、ANSYS对锌、铜、锰、镍等电解槽内的电解液流速场、离子浓度场、电场等多物理场进行数值模拟仿真方面的文献,并且剖析研究结果,认为电解槽上的能耗取决于槽内多物理场的分布,通过改变电解槽进液方式、阳极材料、电解槽几何形状、温度、极板间距、电极相对大小、极板放置方式等,可以影响电流效率以及能耗;利用仿真软件对电解过程进行数值模拟,能够模拟实际电解加工过程,有利于对工艺进行优化,节约成本.目前的仿真模拟主要集中在电解过程中的工艺参数、电极结构、电解槽结构、电解液流场等内部因素,在控制产品杂质、提高生产率和电流效率、改善表面质量和收集矿泥方面研究成果颇丰,但所建模型偏向理想化,未来应该更加注重与实际相结合,考虑温度、湿度、环境等因素造成的影响,提供更准确的模拟结果.