Устройство для питания электролизеров

Устройство для питания электролизеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

0 Il И С- А Н И Е ол воэ77в

И ЗО ВРЕТЕ Н Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 17.04.76 (21) 2350748/22-02 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опублнковано05.06.7q Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания Л.0534 (53) М. Кл.

С 25 С 3/20

Гасударственный квинтет

Совета Мнннстрав СССР ао делам нэоаретеннй

N открытей (53) УДК 621,357 (088.8) H. Н. Хавскнй, А. Г. Титаренко, И. И. Пятницкий, Ю. P. Смирнов, В. А. Горонько н A. К. Хегай (У2) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали н стцтавов (54) УСТРОЙС BO ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ. Предлагаемое устройство содержнФ один источник постоянного тока с регулируемым напряжением, подключенный ко всему ряду последовательно включен ных электрол изеров, и источник переменного тока, подключенный лишь к части ряда электролизеров, например двум. При этом источник постоянного тока подключен к нагрузке постоянно, а источник переменного тока — через тиристор, катод н управляющий электрод которого соединены с генератором импульсов < регулируемыми в заданных пределах частотой и длительностью

Зе, импульсов, прн отношении частоты источника

Изобретение относится к электролизу; а именно к устройствам для литания электролизеров.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для питания электролизеров импульсиым током, содержащее источник постоянного тека с регулируемым напряжением, подключенным к нагрузке постоянно, и источник переменного тока, подключенный к электролнзерам, например двум, через тиристор, катод и управляющий электрод которого соединен с генератором импульсов с регулируемыми в заданных пределах частотой, например О,I †:-1,ОР@., и длительностью импульсов, например О,1 М,Осек., при отношении частоты одного из источников питания к частоте генератора импульсов не менее пяти fl). Устройство обеспечивает согласованное наложение импульсного тока на постоянный ток прн постоянном среднем токе через нагрузку и заданном изменении частоты импульсного тока.

Недостатком такого устройства является то, что в ряде случаев, например при электролитическом выделении металлов из водных растворов указанное сложение токов ие обеспечивает оптимизацию процесса электролиза.

Целью изобретения является увеличение производительности электролизерав и снижение расхода электроэнергии на единицу продукта за счет обеспечения минимального денарнтообразовання и минимального среднего напряже: ння на электролизерах.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве катоды тиристоров соединены с катодами последних электролизеров в группах, а в цепи источника переменноготока и электролизеров установлены источники постоянного тока, например хлмические, положительные полюсы которых соединены с анодами первых электролизеров в группах.

609779

Формула изобретения

3 переменного тока к частоте генератора импульсов не менее пяти.

Раздельное регулирование среднего тока в группах электролизеров, обслужяваемыходним трансформатором, а также раздельное регулирование частоты в группе электролизеров, достигаемое одним генератором напряжения управления тиристором, позволяют обеспечить во всех электролизерах соответствующей группы оптимальный режим электролиза, определяемой гуммой нескольких показателей, из кото- о рых главными являются минимальные дендритообразование на катодах н среднее напряжение на разноименных электродах электролиэеров.

На фиг. I представлена схема предложенного устройства; на фиг. 2 -- графики изме- 1ь нения токов во времени на электролизерах и источнике питания, а также график изменения напряжения между катодами и управляющими электродами тиристоров.

Источник постоянного тока, например тиристорный преобразователь,.с напряжением U> питает ряд последовательно включенных элек.тролизеров 2 постоянным током I .

Источник 3 переменного тока с напряжением U и частотой не ниже 50! ц питает через трансформатор 4 две группы электролиэеров импульсными токами 1> и 1 — соответственно, импульсы которых накладываются встречно на постоянный ток I, как показано на фиг. 2.

Напряжения U возникают на вторичных обмотках трансформатора 4. Начало одной вто- ЗО ричной обмотки и конец другой соединены с анодами. тиристоров 5, катоды которых сое- динены Ф катодами электролизеров. В цепях .. вторичных обмоток трансформатора 4 и указанных электролизеров установлены источники 6 постоянного тока, например химические источники тока, положительные полюсы которых соединены с анодами эяектролизеров первыми в группах. Источниками 6 могут быть аккумуляторы или баки с электродами, погруженными в электролит (напрнмер свинцовымн электродами в водном растворе серной кислоты) .

Устройство работает следующим образом.

Тиристоры S открываются импульсными напряжениями Uy вырабатываемыми синхронно генератором импульсов (на фиг. 1 не пока-. <> эан) и следующими с частотой f t — — 1/Т ., В результате сложения токов l . и l получается импульсный ток 1 (соответственно 1 + 1з ——, 1 ) с чередованием длинных (с временем Т вЂ” Т ). импульсов прямой полярности и коротких (с временем Т„) импульсов тока обратной полярности, следующих с частотой f . Короткий импульс тока с временем Т„состоит иэ нескольких полуволн выпрямленного тока 1., что обеспечивается временем Т„ . Отношение

5 частот. f>/f >350 обеспечивает неравенст- 55 во Т„(0,! Т при котором может уменьшиться расход электроэнергии.

Минимальный расход электроэнергии соот-. ветствует, при заданной средней плотности тока через электролизеры и отношении Т„/Т„минимальному среднему напряжению иа электро60

4 лизерах 2, которое зависит от частоты f . Диапазон изменения частоты f, выбирается таким, чтобы обеспечить определение минимальных значений среднего напряжения на разноименных электродах электролизеров при воз- . можных изменениях нх состоянии, а также температуры и состава электролита Я электролизерах группы..Диапазон изменения частоты f связан с частотой f3 источника 3 питания с частотой не ниже 500Рц, а частота 50f ö источника 3 позволяет изменять частоту .в пределах О, I —:);ОРц и т. д.

Регулирование напряжений U> в каждом трансформаторе 4, обслуживающем группы электролизеров (например при 2 — 3" электролиэерах в группе); позволяет устанавливать то или иное значение среднего тока 1 (или 4), зависящее от интенсивности дендритообразовання в группе электролнзеров. Так, при ухудшении состояния катодов — средний ток 1 (или 1,) уменьшается путем увеличения среднего значения тока 1 (или 1з), Источники 6 тока не пропускают ток 1> в обмотки трансформатора 4, когда открыты тиристоры .6. Величина напряжения источника 6 должна быть не меньше суммарного напряжения постоянного тока, действующего на крайних разноименных электродах группы электролизеров, при этом величина напряжения источника 6 должна быть минимальной — для уменьшения потерь, связанных с прохождением импульсного тока через источник 6, поэтому целесообразно с учетом напряжений химических источников тока иметь в группе бо-. лее двух электролизеров.

Синхронная подача напряжений U íàтиристоры, аноды которых соединены с началом и концом двух вторичных обмоток одного трансформатора 4, обеспечивает минимальную величину (в пределе равную нулю) тока подмагничивання в обмотках данного трансформатора 4.

Так как явление неравномерного роста катодного осадка, усиливающегося с ростом плотности катодного тока, в промышленном электролизе является лимитирующим в стремлении вести электроосаждение при повышенных плотностях тока, то уменьшение дендритообразования само по себе позволит увеличить среднюю плотность тока в электролизерах. Таким образом, изобретение позволяет увеличнть производительности электролизеров и снизить расход энергии на единицу продукта.

Устройство для питания электролизеров, содержащее источник постоянного тока, трансформатор переменного тока и тирнсторы, .катоды и управляющие электроды которых соединены с генератором импульсов, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности электролизеров и снижения расхода электроэнергии на единицу продукта за счет обеспечения минимального дендритообразования и минимального среднего напряжения на.

609779 и, аиз2

Составитмь A. абросимов

Редактор E. Братяикова ТехредО. Луговая Корректор А. Гриценко

За ЮЕЮО Тираж 7ВЭ Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров С(.СР по делам изобретений н открьггий

i l 3035„Nocxaa, Ж-35, Раушская чаб., д. 4Pi

Филиал ППП кПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 электролизерах, трансформатор дополнительно содержит вторичную обмотку, каждая вторичная обмотка трансформатора соединена через тиристор н дополнительно установленный источник постоянного тока с группой электролизеров, катод тиристора соединен. с катодом последнего электролизера в группе,: а поб ложительный полюс источника постоянного тока соединен с анодом первого. электролизера в группе.

Источники информации, принятые во внимание при экспртизе.

Ф 1. Авторское свидетельство СССР № 450263. кл. Н 01 m 35/30, 23.06.72. l974.