Розрахунок електролізера
Список використаної літератури .…. …………..…………………………………… 34
В даний час у світі існує тенденція переведення потужностей алюмінієвих заводів, що працюють на технології Содерберга, на обпалені аноди. Водночас цей процес є досить тривалим і потребує багатомільйонних інвестицій, що робить його важкоздійсненним для великих українських заводів, зокрема для КрАЗу. Тому за певних умов має сенс у рамках менш дорогої та менш тривалої за часом модернізації здійснити низку заходів, які б зробили існуючу технологію більш конкурентоспроможною та більш прийнятною з погляду екології. Можна виділити комплекс таких заходів:
1. Оснащення корпусів електролізу установками з «сухого» очищення газів.
2. Переклад технології анода використання анодної маси, виготовленої з урахуванням високотемпературного пеку (технологія «сухого анода»).
3. Оснащення електролізерів Содерберга системами точкового живлення та сучасними системами АСУТП.
4. Переклад технології електролізу на «кислі» чи літієві електроліти.
5. Збільшення сили струму - саме збільшення сили струму на електролізерах Содерберга - основа проведення будь-якої модернізації (крім тих, що мають виключно екологічну спрямованість), тобто. саме те, заради чого робиться все інше, і це переважно найбільш доцільний спосіб підвищення продуктивності існуючого обладнання. Якщо говорити в цифрах, підвищення сили струму на 1 кА на КрАЗі означає випуск додатково 5600 тонн алюмінію на рік. Необхідно відзначити, що потенціал збільшення сили струму на електролізерах С-8БМ закладено у проектних характеристиках цього електролізера: проектна сила струму – 155 кА,проектна анодна щільність струму - 0,647 А/см 2 .
Проте просте збільшення сили струму електролізера існуючої конструкції призведе до його розбалансування, тобто. до зміни технологічних та енергетичних показників. Тому поряд зі збільшенням сили струму необхідно змінювати деякі конструктивні параметри електролізера, чим ми і займемося в ході проектування.
Найважливішими факторами, що визначають технічний рівень та економіку електролізу алюмінію, як уже зазначалося, є потужність (продуктивність) та ступінь досконалості застосовуваних конструкцій електролізерів.
Для техніко-економічної оцінки електролізерів як критерій ефективності було прийнято показник мінімуму наведених витрат, який є сумою поточних витрат і відомої частки одноразових витрат.
Від обраної в проекті анодної щільності струму iа залежать питомі капіталовкладення та питома витрата електроенергії W. Чим вище анодна щільність струму, тим більша продуктивність електролізера на одиницю площі подини, але підвищується витрата електроенергії. При меншій щільності струму досягнення тієї ж продуктивності потрібно електролізер великих розмірів, але витрата електроенергії при цьому знижується. Для збереження теплового режиму електролізера в цьому випадку потрібна посилена теплоізоляція.
Збільшення потужності дозволяє знижувати питомі капітальні вкладення, витрати на робочу силу, витрати на низьку та перетворювальну підстанції, електротехнічне та кранове обладнання, підвищувати продуктивність праці за рахунок механізації та автоматизації процесу та прискорювати введення в дію нових виробничих потужностей. Але слід враховувати, що зі зростанням сили струму збільшуються вимоги до конструкції ошинування,якої залежить збалансованість магнітного поля у розплаві ванни.
При виборі анодної густини струму, крім потужності та конструктивних особливостей ванни, необхідно враховувати технологічний режим, міжполюсну відстань, склад електроліту, електричний режим тощо.
У цій роботі проектуватимемо електролізер Содерберга на силу струму 185 кА і виходом по струму 89% на базі електролізера С-8БМ. Електролізер оснащений системою точкового живлення та сучасною системою АСУТП, а також "сухим" очищенням газів.
У цій роботі ми проектуємо електролізер на базі С-8БМ, який застосовується на КрАЗі. У таблиці 1 наведено його технічні характеристики, при подальшому проектуванні ми користуватимемося ними.
Таблиця 1 - Технічні характеристики електролізера типу С-8БМ