ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Ошиновка алюмин

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ошиновка алюминиевого электролизера при поперечном расположении электролизеров в корпусе, содержащая сборные шины с катодными спусками, установленными вдоль входной и выходной продольных сторон электролизера, в которой анодная ошиновка соединена с предыдущим электролизером посредством равноотстоящих стояков, расположенных на его входной стороне, через которые протекают одинаковые токи так, что каждый стояк питает анодную ошиновку в точке, вокруг которой симметрично расположено одинаковое количество анодов, при этом крайние стояки соединены с крайними сборными шинами входной стороны электролизера пакетами шин, расположенными вдоль торцевых сторон и со сборными шинами выходной стороны электролизера, а средние стояки соединены со средними сборными шинами входной стороны пакетами шин, размещенными симметрично под днищем электролизера и со сборными шинами выходной стороны, отличающаяся тем, что каждый из пакетов шин, огибающих торцы электролизера, передает 35 - 50% тока входной стороны.





4 Пpоект электpолизеpа на силу тока 320 кА

4.1 Констpуктивный pасчет электpолизеpа

Конструктивный расчет электролизера служит для определения основных размеров (габаритов) электролизера и начинается с расчета размера анода.
Зная силу тока и анодную плотность тока, легко определить площадь анода, см2:

Для электролизеров с обожженными анодами анод состоит из блоков 1600*700*550 мм. Рассчитаем необходимое количество анодов

Расстояние между блоками по продольной стороне a = 50 мм, а между рядами блоков b = 250 мм. Тогда длина и ширина анодного массива, см:


Внутренние размеры шахты рассчитывают, зная расстояние до стенок боковой футеровки. Из опыта заводской практики ОАО «КЭЗ» принимаем расстояние от продольной стороны анода до боковой футеровки c = 310 мм, а также расстояние торец – анод d = 420 мм.
Тогда внутренние размеры шахты электролизера, мм:

Глубина шахты определяется суммой уровня технологического алюминия hm, электролита hэ и толщиной корки электролита с глиноземом в шахте hг:
Hш = hm + hЭ + hг
Рассчитаем подину ванны. На ОАО «КЭЗ» выпускаются катодные блоки размером 3420*515*450 мм, где a, b, c – длина, ширина и высота блока соответственно. Тогда число блоков определяется так:

где 40 – ширина шва между блоками.
Наружные размеры катодного кожуха определяются геометрическими размерами шахты и толщиной изоляционного материал. Она состоит из угольных блоков толщиной 200 мм и шамотной засыпки 40 мм и стального кожуха 10 мм. Тогда длина, ширина катодного кожуха, мм:
Lкож = Lш + 2*(200 + 40 + 10) = 15780 + 2 *250 = 16280
Bкож = Bш + 2*(200 + 40 + 10) = 4180 + 2*250 = 4680
Подина шахты ванны состоит из катодных блоков высотой 450 мм, угольной подушки 40 мм, 2 рядов шамотного кирпичей по 126 мм, 3 рядов шамотного легковеса по 195 мм, листового асбеста - 10 мм, шамотной засыпки – 50 мм и стального кожуха – 10 мм. Тогда высота катодного кожуха
Hш = 1457 + 450 + 40 + 2*126 + 3*195 + 10 + 50 + 10 = 2854 мм.


4.2 Матеpиальный баланс электpолизеpа

В электролизер загружаются глинозем, обожженные аноды и фтористые соли. В процессе электролиза образуются алюминий и анодные газы. Кроме того, в результате испарения электролита и пылеуноса вентиляционными газами вентиляционными газами из процесса постоянно выбывают некоторые количества фтористых соединений и глинозема.

3.8.3.1 Приход материалов

Приход материалов в электролизер рассчитываются по расходу сырья на 1 кг алюминия (таблица 3.8.3.1) и производительности электролизера в час.
Таблица 3.8.3.1 – Расход материалов

Material Consumption, kg/kg Al
Al2O3 1,93
Anode 0,545
Fluorides
Which includes
AlF3
CaF2
Cryolite

0,022
0,001
0,001
Current efficiency, % 93

Производительность электролизера
кг*ч,
где I – сила тока электролизера, А, - выход по току алюминия, доли единицы; q = 0,3354, - электрохимический коэффициент, г/А*ч.
Теперь можно рассчитать приход материалов по формулам:
кг
кг
кг
где рг, ра, рф – расход глинозема, анода и фтористых солей соответственно, кг/кг алюминия.

3.8.3.2 Расход материалов

Выход материалов включает:
A. Алюминий. Определяется производительностью и равно PAl, кг/ч.
B. Анодные газы. Количество анодных газов рассчитывают из суммарной реакции
Al2O3 + xC = 2Al + (2x-3)CO + (3-x)CO2
Откуда количество CO и CO2, кмоль/ч, определяется:


где и - мольные доли CO и CO2.
Тогда количества CO и CO2, кг/ч, определяется

C. Потери углерода. Рассчитывается так

Где PC – количество израсходованного с газами углерода, кг
.
Тогда
кг
D. Потери глинозема в виде пыли и механические потери и механические потери рассчитывается так:

Где кг
Тогда
= 192,65 – 188,66 = 3,99 кг.
E. Потери фтористых солей в виде возгонов и газов, удаляемых системами вентиляции, на пропитывание подины и с угольной пеной, принимают равными приходу фтористых солей.

Результаты материального баланса показаны в таблице 3.8.3.2.

Результаты (английский) 1:

THE CLAIMS Ошиновка алюминиевого электролизера при поперечном расположении электролизеров в корпусе, содержащая сборные шины с катодными спусками, установленными вдоль входной и выходной продольных сторон электролизера, в которой анодная ошиновка соединена с предыдущим электролизером посредством равноотстоящих стояков, расположенных на его входной стороне, через которые протекают одинаковые токи так, что каждый стояк питает анодную ошиновку в точке, вокруг которой симметрично расположено одинаковое количество анодов, при этом крайние стояки соединены с крайними сборными шинами входной стороны электролизера пакетами шин, расположенными вдоль торцевых сторон и со сборными шинами выходной стороны электролизера, а средние стояки соединены со средними сборными шинами входной стороны пакетами шин, размещенными симметрично под днищем электролизера и со сборными шинами выходной стороны, отличающаяся тем, что каждый из пакетов шин, огибающих торцы электролизера, передает 35 - 50% тока входной стороны. 4 climate project èlektpolizepa for a current 320 Ka4.1 Konstpuktivnyj final èlektpolizepa Constructive electrolyser calculation serves to determine the main dimensions (dimensions) of the electrolyser and begins with calculating the size of the anode. Knowing amperage and Anodic current density, it is easy to determine the size of the anode, cm2: For electrolysers with prebaked anode anodes consist of blocks of 1600 * 700 * 550 mm. Calculate the required number of anodes Distance between blocks on the longitudinal side a = 50 mm and between the rows of blocks b = 250 mm. Then the length and width of the anode array, see: The internal dimensions of the shaft is calculated, knowing the distance to the side wall lining. From the experience of factory practice OJSC kez take distance from longitudinal side to anode side-wall lining (c) = 310 mm, as well as the distance the butt-anode d = 420 mm.Then the internal dimensions of the shaft of the electrolyser, mm: The shaft is the sum of technology aluminum hm, electrolyte and electrolyte crust thickness hè with alumina mine hg:Hš = hm + hÈ + hgCalculate the bottom of tubs. JSC "kez produced cathode blocks 3420 * 515 * 450 mm, where a, b, c-length, width and height, respectively. Then the number of blocks is defined as follows: where 40-width seam between the blocks.External dimensions of the cathode casing defines the geometrical dimensions of the shaft and the thickness of the insulating material. It consists of 200 mm thick blocks of coal and fireclay filling 40 mm and 10 mm steel housing. Then the cathode casing length, width, mm:Lkož = Lš + 2 * (200 + 40 + 10) = 15780 + 2 * 250 = 16280= Bkož Bš + 2 * (200 + 40 + 10) = 4180 + 2 * 250 = 4680Mine Podina baths consists of height 450 mm cathode blocks, coal 40 mm cushion, 2 rows of fireclay bricks on 126 mm, 3 series fireclay lightweight on 195 mm and sheet of asbestos-10 mm-50 mm filling fireclay and steel housing-10 mm. Then the height of the cathode casingHš = 1457 + 450 + 40 + 2 * 126 * 3 + 195 + 10 + 50 + 10 = 2854 mm. 4.2 Matepial′nyj balance èlektpolizepaIn cell load alumina, burnt anodes and fluoride salts. In the process of electrolysis formed aluminum and Anodic gases. In addition, as a result of evaporation of the electrolyte and pyleunosa ventilation gases vent gases from the process is constantly relegated to some number of Fluorochemicals and alumina.3.8.3.1 Parish materialsThe coming of materials in the cell are calculated according to consumption of raw materials for 1 kg of aluminium (table 3.8.3.1) and cell performance per hour.3.8.3.1-table material consumptionMaterial Consumption, kg/kg AlAl2O3 1.93Anode 0.545Fluorides Which includes Alf3 Caf2 Cryolite 0.0220.0010.001Current 93% efficiencyPerformance of the electrolyser kg/h,where I is the current cell, and output current aluminum share units; q = 0.3354-electrochemical factor g/a * h.Now you can calculate the arrival of materials by the equations: kg kg kgwhere WP, RA, RF-alumina consumption, anode and fluoric salts, respectively, kg/kg of aluminium.3.8.3.2 material consumptionMaterials include:A. Aluminum. Performance is defined and equal to PAl, kg/h.B. Anodic gases. Number of anode of gases is calculated from the total reaction Al2O3 + xC = 2Al + (2 x-3) CO + (3-x) CO2Where the number of CO and CO2, various industrial processes/h is defined by: where is molar proportion of CO and CO2.Then the amount of CO and CO2, kg/h, defined C. carbon Loss. Is calculated as Где PC – количество израсходованного с газами углерода, кг . Тогда кгD. Потери глинозема в виде пыли и механические потери и механические потери рассчитывается так: Где кгТогда = 192,65 – 188,66 = 3,99 кг.E. Потери фтористых солей в виде возгонов и газов, удаляемых системами вентиляции, на пропитывание подины и с угольной пеной, принимают равными приходу фтористых солей.Результаты материального баланса показаны в таблице 3.8.3.2.

Результаты (английский) 2:

CLAIMS Busbar aluminum electrolytic transverse arrangement of electrolysis cells in a housing containing the busbar from the cathode slopes established along the inlet and outlet of the longitudinal sides of the electrolytic cell in which the anode busbar connected to the previous electrolysis by equally spaced risers located on its inlet side, through which flow the same currents so that each riser feeds the anodic bus-bar at the point around which are symmetrically arranged equal number of anodes, with extreme risers are connected with the extreme busbar input side of the cell buses packets arranged along the short sides and with busbars output side of the cell, while the average risers connected to the middle busbar input side bus packets placed symmetrically beneath the floor electrolyzer and with busbars output side, characterized in that each of the packets tire envelope ends electrolyzer passes 35 - 50% of the current input side. 4 Ppoekt elektpolizepa on amperage 320 kA 4.1 Konstpuktivny paschet elektpolizepa structural calculation of the cell is used to determine the essential dimensions (size) of the cell and begins with the calculation of anode size. Knowing the current and anode current density, it is easy to determine the anode area, cm2: for electrolyzers with roasted anodes the anode consists of blocks 1600 * 700 * 550 mm. We calculate the required number of anode distance between the blocks along the longitudinal side of a = 50 mm and between rows of blocks b = 250 mm. Then the length and width of the plate array, see: Internal shaft dimensions are calculated, knowing the distance to the walls of the lateral lining. From the experience of factory practice of "KEP" take away from the longitudinal sides of the anode to the side lining c = 310 mm, and the distance end - anode d = 420 mm. Then, the internal dimensions of the shaft of the cell, mm Shaft depth is determined by the sum of the level of technological aluminum hm, he electrolyte and electrolyte crust thickness of alumina in the shaft collar nut: Hsh = hm + hE + collar nut calculate the bath hearth. At JSC "KEZ" cathode blocks are available in size 3420 * 515 * 450 mm, where a, b, c - the length, width and height of the block, respectively. Then the number of blocks is defined as: . Where 40 - the width of the seam between the blocks External dimensions of the cathode casing are determined by the geometric dimensions of the shaft and the thickness of the insulating material. It consists of carbon blocks 200 mm and 40 mm chamotte and filling a steel casing 10 mm. Then the length, the width of the cathode casing, mm: Lkozh = Lsh + 2 * (200 + 40 + 10) = 15780 + 2 * 250 = 16280 Bkozh = Bsh + 2 * (200 + 40 + 10) = 4180 + 2 * 250 = 4680 hearth baths mine consists of cathode blocks 450 mm high, the coal cushions 40 mm, 2 rows of refractory bricks at 126 mm, 3 rows of fireclay lightweight at 195 mm sheet of asbestos - 10 mm fireclay filling - 50 mm and a steel casing - 10 mm . Then the height of the cathode casing Hsh = 1457 + 450 + 40 + 2 + 3 * 126 * 195 + 10 + 50 + 10 = 2854 mm. 4.2 Matepialny balance elektpolizepa The electrolyzer loaded alumina baked anodes and fluoride salts. The aluminum formed during electrolysis and anodic gases. In addition, due to evaporation of the electrolyte and the dust discharge vent gases from process vent gases continuously eliminated some amount of fluoride and alumina. 3.8.3.1 Parish materials Parish electrolytic materials are calculated on raw material consumption per 1 kg of aluminum (Table 3.8.3.1) and cell productivity per hour. Table 3.8.3.1 - material consumption material A consumption ', kg / kg of Al of Al2O3 1.93 Anode 0.545 Fluorides the which includes of AlF3 of CaF2 Cryolite 0.022 0.001 0.001 the current efficiency,% 93 Performance electrolyzer kg * h, where I - current strength of the cell, A - aluminum output current, unit share; q = 0,3354, - an electrochemical factor, g / Ah. Now you can calculate the arrival of the materials according to the formulas: kg kg kg where pi, pa, RF - consumption of alumina, anode and fluorides, respectively, kg / kg of aluminum. 3.8. 3.2 consumption of materials materials Output includes: A. The Aluminum. And performance is determined equal PAl, kg / h. B. The anode gases. The amount of the anode gas is calculated from the total reaction Al2O3 + xC = 2Al + (2x - 3) CO + (3-x) CO2 location number CO and CO2, kmol / h, is determined by: where - the mole fractions of CO and CO2. Then the amount of CO and CO2, kg / hr, determined C. Carbon losses. It is calculated as Where PC - the number of consumed carbon gases kg . Then kg D. The loss of alumina in the form of dust and mechanical losses and mechanical losses is calculated as follows: Where kg Then = 192.65 - 188.66 = 3.99 kg. E. The Loss of fluorides in the form of fumes and gases, removable ventilation systems on the hearth and impregnating carbon foam, still have to take fluorides. Material balance results are shown in Table 3.8.3.2.