Конструкция электролизера с СОА

 

 

Катодное устройство

Катодное устройство алюминиевого электролизера предназначено ……….

 

 

Анодное устройство

Анодное устройство алюминиевого электролизера, являясь одним из электродов, предназначено для подвода тока в зону непосредственного протекания процесса электролиза.

 

 

Ошиновка электролизера

Ошиновка является токонесущим элементом конструкции электролизера и состоит из двух частей — анодной и катодной.

 

 

Показатели процесса электролиза

 

 

Расчётная часть

Материальный баланс

В процессе электролиза криолитоглинозёмного расплава расходуется глинозём, фтористые соли и угольный анод. При этом образуется расплавленный алюминий и газообразные оксиды углерода.

Расчет веду на основании заданных параметров:

- сила тока I =           кА

- анодная плотность тока d_а =     А/см²

- выход по току η =       %

Расход сырья N, кг на получение 1 кг алюминия

- глинозем, N_Г                                        =

- фтористый алюминий, N_Фа         =

- фтористый кальций, N_Cа        =

- анодная масса, N_М               =

Проектируемый цех состоит из ___ серий. Для упрощения расчёты проводятся на один час работы электролизёра.

Производительность электролизера

Производительность электролизера Р_А1, кг рассчитывается на основе закона Фарадея:

Р_А1 = j * I * τ * η                                                 (1)

где j - электрохимический эквивалент алюминия 0, 335 кг/(кА*ч);

I - сила тока, кА;

τ - время, час;

η - выход по току, д. е.

P _А1 =

Расчёт прихода сырья в электролизёр

Приход материалов в электролизёр рассчитывают исходя из норм расхода на 1кг алюминия и производительности электролизёра в час P_Al. Затраты по сырью составят:

- глинозема R_Г, кг

R_Г = P_Al * N_Г                                                                                     (2)

R_Г =

- фтористых солей (АlF₃, СаF₂ ) R_Ф, кг

R_Ф =P_Al * (N_Фа + N_Ca)                                                   (3)

R_Ф =

- анодной массы R_м, кг

R_М = P_Al * N_М                                          (4)

R_М =

Расчёт продуктов электролиза

Количество анодных газов рассчитывают исходя из их состава и реакций, протекающих в электролизёре.

 

Для расчета принимаю состав анодных газов, % (масс.): СO₂ – 60; СО – 40. При получении ……… кг алюминия выделится кислорода m₀, кг:

m_o                                                            (5)

где 48 и 54 – молярная масса соответственно кислорода и алюминия в глиноземе.

m_o=

Из этого количества в двуокись углерода свяжется кислорода m_оco_2, кг:

m_оco₂ =                                                  (6)

m₀co₂  =

в окись углерода свяжется кислорода m_оco, кг:

m_оco =                                                            (7)

m_оco =

где 60 и 40 – процентное содержание CO₂ и СО соответственно.

Отсюда можно рассчитать количество углерода связанного в двуокись m_cco₂, кг:

m_cco₂ =                                                           (8)

m_cco₂ =

Количество углерода связанного в оксид углерода, m_cco, кг:

m_cco =                                                    (9)

m_cco =

Таким образом, в час выделяется оксидов Pco₂ и Pco, кг:

Pco₂ = m_оco₂ + m_cco₂                                                  (10)

Pco₂ =

Pco = m_оco + m_cco                                                (11)

Pco =

Всего образуется анодных газов Ргаз, кг:

Ргаз = Pco₂ + Pco                                                           (12)

Ргаз =

Расчёт потерь сырья

Теоретический расход глинозема составляет 1, 89 кг на 1 кг алюминия. Перерасход глинозема объясняется наличием в его составе примесей и механическими потерями. Тогда потери глинозема G, кг составят:

G = P_Al * (Nг - 1, 89)                                                     (13)

G =

Потери углерода Rуг, кг рассчитывают по разности прихода анодной массы R_М и расхода углерода, связанного в окислы:

Rуг = R_М - (m_сco_{2 +} m_cco)                                   (14)

Rуг =

Приход фторсолей принимаем равным их расходу. Результаты расчёта сводим в таблицу 1.

Таблица 1-Материальный баланс электролизера на силу тока        кА

Приход	кг	%	Расход	кг	%
Глинозем			Алюминий
			СО2
			СО
Анодная масса			Потери:
			Глинозем
			Фтористые соли
Фтористые соли			Анодная масса
Всего		100	Всего		100

 

 

Конструктивный расчет

Конструктивный расчет определяет основные проектные параметры электролизера: длину и ширину самообжигающегося анода, количество токоподводящих штырей, размеры шахты и кожуха катодного устройства и другие. 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: