Способ регулирования режимаработы электролизера для получениятройного сплава

Способ регулирования режимаработы электролизера для получениятройного сплава

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Г1 M С А Н M Е (i()SI9223

ИЗОБРЕТЕН MR

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.12.78 (21) 2700273/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 (51) M. Кл.з

С 25С 3/20

Государственный комитет

СССР (53) УДК 669.45:621. .357.1 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

М. В. Великанов и В. Е. Пономар (71) Заявитель

l. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ

ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТРОЙНОГО СПЛАВА

U=U„ +DU„, Предлагаемое изобретение относится к цветной металлургии и предназначено для автоматического регулирования процесса электролиза расплавленных солей щелочных металлов на жидком свинцовом като- 5 де.

Известен способ управления процессом получения тройного сплава, включающий измерение напряжения на электролизере и регулирование напряжения изменением по- (О ложения анода (1).

Недостаток известного способа состоит в высоких удельных затратах электроэнергии.

Целью изобретения является повышение (5 технико-экономических показателей процесса электролиза за счет снижения удельных затрат электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что напряжение на электролизере корректиру- 20 ют по температуре свинца и степени насыщения его щелочными металлами с учетом времени работы анода.

Поставленная цель достигается и тем, что величина корректирующего сигнала 25 рассчитывается по формуле

h U, = а, (600 — Т ) + 0,8 (1 — а,Р) — а,N, где Тр — температура в электролизере, С;

F — концентрация щелочных ме- 30 таллов в свинце, вес.%;

N — дискретный сигнал о номере цикла электролиза (N = 0,1, 2 ...30); а аз и аз — эмпирические коэффициенты, определенные методом активного эксперимента для данного типа электролизера.

Способ осуществляется следующим обр азом.

Электролизер с залитыми в него жидким свинцом и электролитом подключают к цепи питания серии электролизеров и устанавливают на нем напряжение, величина которого рассчитана на начальную концентрацию свинца со щелочными металлами

1,5, вес.%.

Измеряют напряжение, температуру свинца, количество отсосов, степень насыщения свинца щелочными металлами, Напряжение на электролизере поддерживают равным где Узяд рассчитанное напряжение для концентрации свинца со щелочными металлами 1,5, вес. %;

ЬУ„ — величина сигнала коррекции.

Величину коррекции рассчитывают по уравнению связи

ЬУ„=а,(600 — Т )+ 0,8(1 — а,F) — а,№ (2) 819223

При изменении температуры, например повышении, величину сигнала коррекции увеличивают. Величину сигнала коррекции увеличивают при увеличении степени насыщения и при увеличении числа циклов отсоса.

Пример осуществления способа.

При исходном режиме ток нагрузки

1Н=1,95кА1 F=1 вес.%.

Тр=600 С и N=O. Регламентная величина U=6,4В.

Величины коэффициентов уравнения: а — — 0,014; а — — 0,084 и аз=0,0254.

При достижении степени концентрации свинца со щелочными металлами 9,5 вес. процесс электролиза считается законченным, сплав отсасывается из ванны и заменяется новым ненасыщенным с концентрацией 1 —:1,5 вес. /о. Число таких циклов (1 цикл равен 24 ч) определяется сроком службы анодной группы электролизера.

Анодная группа представляет собой пропитанные особым составом графитовые стержни, которые с течением времени разрушаются, в результате чего изменяется их форма, а следовательно, иудельное электрическое сопротивление. На каждом цикле вносится поправка в задание регулятору с учетом этого временного износа. Для нашего случая N =30.

При увеличении степени насыщения свинца щелочными металлами скорость диффузии их в свинец начинает падать. Не продиффундировавшие в свинец металлы распределяются в электролите и, взаимодействуя с анодным газом и кислородом воздуха, сгорают. Энергия, затраченная на их выделение, увеличивает удельные затраты,на получение продукта. В предлагаемом устройстве это учитывается в корректирующем сигнале.

Г1ри увеличении концентрации щелочных металлов рассчитывают величину корректирующей составляющей и изменяют напряжение на элвктролизере на эту величину. При концентрации 9,5 вес. /о щелочных металлов N=O, т. е. в электролизер загружена только первая партия свинца, величина напряжения устанавливается равной

6,51 В (на основании формулы (1), что является сигналом разрешения начать отсос сплава.

Когда Тр — — 620, N=O, т. е, тепловой режим несколько превышает заданный. При регулировании по предлагаемому способу напряжение на электролизере будет U=

6,563.

При условии, что Тр — 600 С, F=5 вес. /о, N =24,а /н=19,5кА, напряжение на электролизере будет равно 5,953 В.

На чертеже приведена блок-схема устройства, позволяющего реализовать предложенный способ. г

Устройство содержит электролизер 1 с электроприводом 2 для перемещения анодов 3, датчики 4 и 5 напряжения и температуры, счетчик 6 числа отсосов, блок 7 анализа степени насыщения свинца щелочными металлами, коммутатор 8, вычислительный блок 9, состоящий из блоков памяти и уставок, регулятор 10.

Устройство работает следующим образом.

После подключения электролизера 1 к цепи питания на нем устанавливается напряжение, величина которого рассчитана на начальную концентрацию свинца со щелочными металлами 1,5 вес. о/о, а затем подключают датчики 4 и 5, счетчик 6, блок

7 и регулятор 10. Информация о напряжении, температуре, количестве отсосов и степени насыщения свинца щелочными металлами от датчиков поступает в вычислительный блок 9, который рассчитывает по уравнению (2) величину сигнала коррекции и изменяет задание регулятору 10, управляющему электроприводом 2, перемещающим аноды 3.

Экспериментальная проверка способа на одной из серий электролизеров показала, что его применение позволяет при среднем выпуске продукта 7000 т получить экономию на один электролизер 8400 кВт/час или получить дополнительно 570 т сплава.

Формула изобретения

Способ регулирования режима работы электролизера для получения тройного сплава, включающий измерение напряжения на электролизере и регулирование напряжения изменением положения анода, о т л и ч а ю ьц и и с я тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей процесса электролиза за счет снижения удельных затрат электроэнергии, напряжение на электролизере корректируют по температуре свинца и степени насыщения его щелочными металлами с учетом времени работы анода по следующей зависимости:

Л U, = а, (600 — T ) + 0,8 (1 — а,F) а,N, где Тр — температура в электролизере, ОС.

F — концентрация щелочных металлов в свинце, вес. /о, N — номер цикла электролиза (У=О, 1, 2 ... 30); аь а и а — коэффициенты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Алабышев А. Ф. и др. Натрий и калий. Л., 1959, с. 251 — 254.

S19223

Составитель А. Абросимов

Редактор Н. Ахмедова Техред И. Заболотнова Корректоры: P. Беркович и В. Нам

Заказ 643/14 Изд. № 274 Тираж 712 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2