Электрический расчет электролизера

Электрический расчет электролизера выполняется с целью определения греющего, среднего и рабочего напряжения.

Исходные данные:

Сила тока                                            155кА

Выход по току                                    86%

Размер анода                                      2750 х 8440мм.

Площадь анода                                   227941

Высота столба анода                          1600мм.

Количество штырей                            72шт.

Анодная плотность тока                     0,68А/см²

Размер шахты                                     4050 х 9440мм.

Глубина шахты                                   550мм.

Расстояние от анода до продольной

стенки шахты                                      650мм.         

до торцевой стенки                             550мм.

Количество подовых секций              15 х 2 = 30шт.

Сечение катодных стержней              115 х 230мм.

Ошиновка электролизера. Анодная ошиновка

Определяем общее сечение шин стояков, при этом принимаем плотность тока в шиноподводе 0,4

Принимает алюминиевые шины сечения 430 х 60мм, тогда число шин в стояках будет равно:

П = 387500 / (430 * 60) = 15 шт.

Катодная ошиновка

Катодная часть ошиновки состоит из гибких листпусков отводящих ток от катодных стержней подшин к катодным шинам. Сечение лент в пакете 1.5 х 200мм.

где 0,7 - плотность тока в лентах А/мм;

30 - количество пакетов

Тогда количество лент в одном пакете

Падение напряжения в анодной ошиновке

Падение напряжения в анодной ошиновке состоящей из стояков L ст - 3,0м. и анодных пакетов 9,9м. (размеры определяются конструкцией электролизера).

Сечение анодной ошиновки определено 387500 по которым протекает ток J = 155кА

где ча.о. - электросопротивление анодной ошиновки

Для определения электросопротивления анодной ошиновки - ча.о., необходимо найти удельное сопротивление , при средней t⁰50⁰C.

Принимаем удельное электросопротивление  при t⁰20⁰C.

d = 0,004

Отсюда электросопротивление в анодной ошиновке будет равно:

Падение напряжения в аноде

При ориентированных расчетах определения падения напряжения в аноде используем уравнение:

Находим площадь сечения анода

Sa = 275 * 844 = 232100мм²

где к - количество штырей 72шт.;

- средне расстояние от торцов всех токоведущих штырей до подошвы;

- анодная плотность тока принимаем 0,7;

 - вреднее удельное электросопротивление 0,008ом.см.

Среднее расстояние от торцов штырей до подошвы анода ( ) может быть определено из выражения:

где - минимальное расстояние от торца штыря до подошвы анода 25см.;

n_ч - число горизонтов установки штырей принимаем 2;

 - шаг между горизонтами 20.

Подставляем в формулу М.А. Коробова найденные значения:

Ua = 0,565 B

Принимает из практических данных, что падение напряжения штырь-штанга U шт - 0,01В падение напряжения в контактах U конт - 0,01В.

Падение напряжения в анодном узле

Состоит из суммы падений напряжения в аноде и контактах.

Падение напряжения в электролите

Где сила тока 15000А.

Р - удельное сопротивление электролита, 0,500ом.см. при К.О. 2,5;

 - межполюсное расстояние 5,5см.

Sa - 232100см²

2 * (А + В) - периметр

(844 + 275) * 2 = 2238см.