Az energia-egyensúly az elektrolizáló - szól a kohászat
A elektrolitikus magnézium-előállítási módnak a villamosenergia-költség egy észlelhető része a fém érték. Fajlagos energiafogyasztás a modern gyárakban magnézium függ a felhasznált nyersanyag, és a sejt struktúrák 15-17 kWh / kg magnézium.
Választotta a helyes irányba, hogy csökkentse a fajlagos energiafelhasználás szükséges ismerni az eloszlását feszültségmegszakadást az egyenáramú és az egyensúlyt a hőveszteség a sejt.
A cellafeszültség (pontok közötti kapcsolat a csatorna sorozat elektrolizáló) fejez ki a következő egyenlettel:
F = E + VEL + VA + vk + VIII,
ahol v - sejt feszültség;
E - bomlás feszültség;
vel- ohmos csepp az elektrolitban, a,
va - ugyanaz, mint az anód;
VR - ugyanaz, mint a katód;
VIII - ugyanaz, mint a csatorna és a kapcsolatok.
Amikor az egyensúly a feszültség probléma csökken meghatározására egyes komponensek fenti egyenletben, tervezésekor az egyes komponensek az egyenlet határozza meg számítás, kivéve a bomlási feszültsége vesszük alapján a rendelkezésre álló kísérleti adatok hozott a tervezet feltételeinek elektrolízis.
Ha az egyensúlyt a cellafeszültség a legtöbb jelenlegi feltételeit az egyenlet mérhető feszültség. Egyes kifejezések számított.
Bomlási feszültsége (E). Feszültség MgCl2 terjeszkedés valamilyen elektrolit mért laboratóriumi körülmények között. Ugyanakkor pontos adatok a különböző ipari elektrolízis feltételeket sem. Ezért, amikor az egyensúly a cella áram mérésével határozhatjuk meg a feszültségesés az anód és a katód, a feszültségesés az elektrolitban, anód és a katód bomlási feszültsége ezután képlettel számítjuk ki:
E = va-k - (VEL + va + Vk)
ahol a VA-a - feszültségesés az elektródok között, c.
Az ilyen számítások közelítőek, mivel az összes mérési hibák (nem elég pontos) utalnak a mennyiségét E. Ezért E szükséges annak meghatározására, különböző körülmények között, közeledik a termelés.
A feszültségesés az elektrolit (VEL). A feszültségesés az elektrolitot a következő képlettel számítjuk
VEL = = Irel rlDsr.g,
ahol p - elektrolit ellenállása, ohm * cm
Dsr.g - geometriai átlag áramsűrűség, A / cm2;
l - elektród távolság, lásd.
Ha nincs adat a vezetőképessége az elektrolit összetétel, akkor közelítőleg kiszámítható, mint egy additív vezetőképesség elektrolitkomponenst megfelelő hőmérsékleten.
Ha egy kellően megbízható értéket bomlási feszültsége az elektrolízis az ilyen körülmények között a feszültségesés az elektrolitban becsülhető, mint a különbség a mért feszültségesés az elektródok között, és a mért feszültség expanziós plusz a feszültségesés az elektródák.
A feszültségesés az anód és a katód (va és Vk). Annak megállapításához, a feszültségesés az anód feszültségesés mérése a középső része az anód busz, amíg a közepén a munka része az anód (dolgozó befogadására része az anód, található a rekeszizom alatt). Méréséhez a feszültségesés az anód vas pin, jól szigetelt ellen és az elektrolit érintkezése.
Feszültség veszteség a csatorna. Ezek a veszteségek által létrehozott egymást követő mérések a feszültségesés az egyes szakaszok a kör és a kapcsolatok. Az összeg a feszültség megszűnik az egyes szakaszok a gyűjtősín és a kapcsolattartó egyenlőnek kell lennie a különbség a kapocsfeszültsége a sejt és a feszültségesés az elektródák között. A szoros egybeesése két ilyen értékeket jelez kielégítő mérési eredményeket.
Tervezek anódot jelentős hatással van az egyensúlyt a feszültség és hőháztartását sejteket.
Táblázat. A 22. ábra a számított feszültség elektrolitikus egyenlegek a felső és oldalsó belépési anódok és 60.000.
A cellafeszültség egy felső belépő anódok ugyanabban az áramsűrűség az elektrolitban 0,4 feletti, mivel ezek a anódok hosszabb, és az áramsűrűség nagyobb. A feszültségesés az anód a tetején a bemeneti be az elektrolitikus cellába nagyobb, a mélyebb az elektrolizáló. Az azonos áramsűrűség az elektródákon (0,45 A / cm2), a maximális áramsűrűség az anódok a felső bemeneti 5,5 A / cm2 helyett 3,5 A / cm2 oldalán bejegyzést Ezek a tényezők azonban, amelyek nem meghatározó típus kiválasztása elektrolizáló .
Azt is figyelembe kell venni az adott beruházások, az élettartam a sejt és egyéb tényezők.
A tanulmány az energiamérleg elektrolizáló különböző minták segítségével ütemezni az irányba, hogy a fejlesztésre, és javítja a teljesítményt az elektrolízis folyamata
Táblázat. 23 összehasonlítását mutatja energiamérlegek elektrolizáló felső és oldalsó belépési anódot és táblázat. A 24. ábra a megoszlása a hőveszteség ezekben a sejtekben fő paraméterei mind elektrolizáló azonos, de a hőveszteségek a elektrolitikus anódok fölött a felső bemeneti elsősorban nagy veszteségek a felületről a anódok (24% a veszteség).
A hatékonyság a elektrolizáló anódok felső bemeneti alatti körülbelül 2%.
Egy további fontos ebben az esetben, az adott hőveszteség, t. E. A hő mennyisége elveszett 1 kg magnézium.
Amint táblázatból látható. 25, a konkrét hőveszteségek elektrolízis a felső bemeneti az anódok főleg függ a magassága anód elektrolízis a anódoldali bejegyzést talál ugyanazt a mintát (26. táblázat).
Növelve a magassága az anód 20 cm csökkenti a fajlagos hőveszteség 23% -kal. Így áramerősség 1 m2 a kandalló növekedésének mértéke körülbelül 26%. Minél több munkamagasság anódok (a tartományban legfeljebb 100 cm-es), minél nagyobb az arány a geometriai átlag felületi elektródok, hogy az elektrolit mennyisége és a nagyobb fém eltávolítására egységnyi területen a cella. Meg kell jegyezni, hogy a növekedés a fém eltávolítása 1 m2 kandalló elektrolízis történik alacsonyabb geometriai átlag áramsűrűség az elektródok, de miközben növeli a nagy részét az áramsűrűség az elektrolitban. Hőveszteségének csökkentése egységet kell törekednie, hogy maximálisan kihasználják az elektrolit hangerőt.
Összehasonlítás stressz egyenlegek és energiamérleg különböző bemeneti elektrolit anódot mutat némi előnye oldalsó belépési fajlagos energiafelhasználás. Azonban a teljes összehasonlítás a hatékonyság vagy más eszköz áramellátását anódjainál egyik mutatója nem elegendő, mivel a készülék javítási költségek fürdők oldalirányú bemenet nagyobb, mint a felső határ.
Ezért előnye egy bizonyos típusú elektrolizáló kell meghatározni minden egyes esetben, a helyi feltételektől függően - elsősorban a villamos energia ára.
A jelenlegi hatékonysági elektrolízises anódoldali belépési körülbelül 3-4% -kal alacsonyabb, mint a felső bemeneti az oldódási vas az elektrolit az anódon érintkezők az oldalsó bemenet.
Azokon a területeken, olcsó villamos nyereséges elektrolizáló felső belépő az anód, mivel jobb a teljesítmény e előnye a nagyobb, szélesebb az elektrolizáló. Szélessége 2500 mm munkaterület feszültséget mind az azonos típusú elektrolízis.
Figyelembe véve a feszültség egyensúly és energiamérleg magnézium elektrolizáló cellákban, az alábbi következtetéseket
1. Ha az anód áramsűrűség 0,4-0,7 A / cm2% magassága 100 cm, és anódok l = 4/7 cm cellafeszültség oldalán bejegyzést anódok 5.5. Ha bekapcsoláskor karnallit és kimeneti áram 80% fajlagos energiafelhasználásának 15,2 kWh / kg ugyanilyen körülmények között egy cella feszültsége a anódok fölött a felső bemeneti 0,4-0,5, és a felhasznált energia, amikor szolgáltatott rendre karnallit 15,8 kWh / kg, és egy táplálkozási magnézium-klorid 15,4 kWh / kg magnézium.
2. csökkenti a stresszt az elektrolizáló cella kell futtatni egy vezetőképes elektrolit Ez növeli az áramsűrűség és növeli a jelenlegi kapacitás egységnyi területen a munkatér a sejt anélkül, hogy indokolatlanul csökkenti többek pólusú távolság
3. Specifikus hőveszteség az elektrolízis során, annál kisebb a sejt annál nagyobb a kapacitása, és az arány a dolgozó elektród felületére, hogy a terület a sejt, azaz annál nagyobb a magassága az anód.