Проект цеха электролиза производительностью 315 тыс. т алюминия в год с установкой электролизеров с обожженными анодами на силу тока 315 кА
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?Uсп= IспRсп= 315000 3,9 10-6 / 88 = 0,013 В (41)
д) в контактах принимаются по практическим данным (табл. 2.6)
Таблица 2.6
Потери напряжения в контактах
Контакт?U , ВКонтакт стержень - спуск0,005Катодный спуск - катодная шина0,002Гибкий пакет - стояк0,002Катодная шина - гибкий стояк0,003Анодный стояк - анодная шина0,010Анодная шина - штанга анододержателя0,015Итого0,037
е) в шинах, связывающих анодную и катодную ошиновку между электролизерами ?Uм.э = 0,049 В
ж) Падение напряжения в общекорпусной ошиновке (торцы корпуса, проходы, проезды, соединительный коридор) составляет:
0,01 В ,
где: 65х7 - сечение шин, см2;
- количество шин в пакете;
- длина общекорпусной ошиновки, см;
- количество электролизеров в корпусе.
Итого суммарные потери напряжения в ошиновке электролизера составят:
?Uош= 0,021 + 0,024 + 0,008+ 0,013+ 0,037 + 0,049+ 0,01 = 0,162 В.
Зная греющее напряжение и потери напряжения в ошиновке находим среднее напряжение электролизера:
ср = 3,866 + 0,162 = 4,028 В
Из приведенных выше раiетов находим рабочее напряжение - это фактическое напряжение (среднее напряжение Uср) без учета напряжения от анодных эффектов ?Uа.э. и общекорпусной ошиновки:
р = Uср - ?Uа.э.- ?Uобщекорп = 4,028 - 0,003 - 0,01=4,015 В (42)
По результатам раiета составляется электрический баланс электролизера (табл. 2.7).
Таблица 2.7
2.6.9 Баланс напряжения электролизёра
№ п/пНаименованиеОбозначениеЗначение, В%1Напряжение разложения глинозёмаEр1,60439,822Падение напряжения в анодном узле?Uа.у.0,3177,883Падение напряжения в подине?Un0,3428,494Падение напряжения в электролите?Uэл1,639,725Падение напряжения от анодных эффектов?Uаэ0,0030,076Греющее напряжениеUгр3,86695,987Падение напряжения в ошиновке (с учётом общесерийной ошиновки)?Uош0,1624,028Среднее напряжениеUср4,0281009Рабочее напряжениеUраб4,01599,6
2.7 Энергетический баланс электролизёра
Энергетические характеристики электролизёра обычно строятся по принципу соответствия расхода энергии её приходу. Иными словами, в условиях установившегося теплового равновесия электролизёра расход тепла в единицу времени должен быть равен его приходу. Только в этом случае можно обеспечить нормальную работу электролизёра.
Составление теплового баланса действующего электролизёра позволяет выявить причины, вызывающий повышенный расход электроэнергии, найти оптимальное межполюсное расстояние. Раiёт производится применительно к температуре окружающей среды +25С и в кДж/с (согласно ГОСТа).
При составлении теплового баланса электролизёра используются данные конструктивного, материального балансов и электрического раiёта электролизёра.
2.7.1 Приход тепла
1. Приход тепла от электроэнергии (Qээ) расiитывается по формуле:
где: 0,86 - тепловой эквивалент Ватт-часа, ккал/Втч.
. Приход тепла от сгорания угольного анода (Qан) расiитываетсяпо уравнению:
где: РСО2 и РСО2 - число молей в час СО2 и СО, соответственно;
- тепловые эффекты реакций образования СО2 и СО,
соответственно: 94 050, ккал/кмоль и 26 400 ккал/кмоль [4].
При выходе по току 95% состав анодных газов характеризуется объёмным соотношением: СО2 : СО = 70 : 30.
Часовая производительность электролизёра равна:
где: F - число Фарадея (26,8 Ачас/г моль).
Количество кислорода, выделяющегося при этом:
Из химических реакций:
Решая два уравнения:
получим:
Итого: приход тепла составит:
2.7.2 Расход тепла
Расход тепла (Qpaсх) включает в себя четыре статьи:
. Расход тепла на разложение глинозёма (Qpaзл) определяется по формуле:
где: РAl2O3 - расход глинозёма на электролитическое разложение, кмоль/ч;
- тепловой эффект реакции образования Аl2О3, равный 400 000 ккал/кмоль [4].
2.Унос тепла с вылитым алюминием (Qмет) составит [2]:
PAl - часовая производительность электролизёра, кмоль/ч;
- теплосодержание Аl при 960С и 25С (их разность равна 8 910 ккал/кмоль [4]).
. Унос тепла с газами (Qгаз) расiитывается по формуле:
где: V0 - приведённый объём газов в нормальных условиях, нм3/ч;
? - плотность при нормальных условиях 1,252 кг/нм3;
Ср - средняя удельная теплоемкость газов 0,24 ккал/кгград,г, tc - температура отходящих газов и окружающей среды [4].
Объём газоотсоса от одного электролизёра:
при закрытых шторах - 10 050 м3/ч;
при одной открытой стороне укрытия - 15 500 м3/ч.
Средний объём газоотсоса с учётом работы электролизёра с открытым укрытием при температуре 50С составит:
2.7.2.1 Потери тепла конструктивными элементами электролизёра
Раiёт тепловых потерь производится по формуле [3]:
где: S - площадь теплоотдающей поверхности, м2;
? - коэффициент конвективной теплопередачи, ккал/м2чград; для вертикальных стенок электролизёра [2]:
ккал/м2чС (перевод единицы измерения), а здесь
Дж/м2сС,
где: Ак - коэффициент, зависящий от свойств среды и определяющей температуры (табл. 2.8.);П - температура поверхности,С;c - температура среды,С;
,9 - коэффициент излучения абсолютного черного тела, ккал/м2ч(К)4;
?П - приведённая степень черноты;
? - коэффициент обл
Copyright © 2008-2014 geum.ru рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение