Электролизер

Электролизер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к металлургии цветных металлов.

Известен электролизер для получения алюминия с введением в ванну подлежащих переплавке крупногабаритных алюминийсодержащих отходов, содержащий самообжигающийся анод и футерованный катод, причем анод установлен в шахте ванны со смещением в сторону входного торца по уходу тока, причем соотношение расстояний борт-анод в выходном и входном торцах электролизера составляет 1,8-2,2 (Патент РФ 2023057, МПК С 25 С 3/06, опубл. 1994 г.).

Известен электролизер для получения алюминия, включающий анодный узел, катодный узел, футерованную ванну, оксидник со стенками, в которых выполнены сквозные циркуляционные каналы, расположенные на уровне подошвы рабочих анодов (Авторское свидетельство 1411355 СССР, МПК С 25 С 3/06, опубл. 1988 г.).

Известен также электролизер, включающий ванну с электролитом, электроды и устройство питания, формирующее переменное магнитное поле, источник постоянного магнитного поля, обмотки которого подсоединены к электродам (Авторское свидетельство 1250599, МПК С 25 С 3/06, опубл. 1986 г.).

К недостаткам этих электролизеров можно отнести значительные потери электроэнергии за счет большой величины тока в электрической цепи, питающей электролизер.

В основу изобретения положена задача создания такого устройства, которое позволит значительно уменьшить потери электроэнергии в питающей сети.

Поставленная задача решается тем, что в электролизере, включающем емкость для электролита, электроды, индуктор для вращения и нагрева электролита и источник магнитного поля, согласно изобретению емкость для электролита установлена в зазоре магнитопровода источника магнитного поля, стенки емкости выполнены электропроводными и являются электродом, второй электрод расположен в емкости и соединен с ее стенками токопроводом, а дно является диэлектриком.

На фиг.1 показан заявляемый электролизер; на фиг.2 - вид сверху фиг.1

Электролизер содержит обмотку 1 на магнитопроводе 2, емкость 3, расположенную в зазоре магнитопровода 2, стенки емкости 3 выполнены электропроводными и являются электродом, дно 4 емкости 3 является диэлектриком, внутри емкости 3 находится электролит 5, в котором размещен второй электрод 6, соединенный токопроводом 7 со стенками емкости 3, и индуктор 8.

Устройство работает следующим образом.

При подключении обмоток индуктора 8 к переменному многофазному напряжению образуется вращающееся магнитное поле, приводящее электролит 5 к вращательному движению со средней угловой скоростью Ω и его нагреву. При подключении обмотки 1 магнитопровода 2 к источнику напряжения U в магнитопроводе 2 возникает магнитный поток Ф. При взаимодействии магнитного потока Ф с вращающимся электролитом 5 в последнем создается электродвижущая сила (ЭДС).

При действии этой ЭДС в цепи: электролит 5 - емкость - 3 - токопровод 7 - электрод 6, протекает ток I. При протекании тока I в электролите 5 осуществляется электролиз.

Электролизер позволяет увеличить напряжение внешнего источника электрического тока во много раз и значительно уменьшить потери электроэнергии в питающей сети.

Это объясняется следующим: так как величина напряжения питания U (например, электролизера алюминия) составляет 5 В, а в настоящее время возможно осуществлять питание индукторов на напряжении 10-20 кВ, что в 2000-4000 раз выше напряжения электролиза алюминия, отсюда следует, что потери электроэнергии в питающей сети ΔР=U²/R уменьшаются пропорционально квадратичной зависимости от подводимого напряжения, где R - сопротивление питающей сети, то есть в (2000)²-(4000)² или 4·10⁶-16·10⁶ раз.

Электролизер, содержащий емкость для электролита, электроды, индуктор для вращения и нагрева электролита и источник магнитного поля, отличающийся тем, что емкость для электролита установлена в зазоре магнитопровода источника магнитного поля, стенки емкости выполнены электропроводными и являются электродом, второй электрод расположен в емкости и соединен с ее стенками токопроводом, а дно является диэлектриком.