Устройство для регулирования межэлектродного расстояния в электролизерах

Устройство для регулирования межэлектродного расстояния в электролизерах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

())) 891806

Союз Советсиии

Социапистичесиии

Рес убп

ОП КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 22.05.80 (21) 2948324/23-26 с присоединением заявки И (23) Приоритет

Опубликовано 23. 12. 81. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23.12.81

{5l jNL. Кл.

С 25 В 15/14

G 05 0 27/00

3Ъоударственны11 комитет

СССР

«о делам изобретений и открытий

{ 53) УД К 66. 012-52(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.В.Самаркин, А.И.Шелудько, В.Н.Пархоменко и С.А.Соловьева

Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС

) (71). Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИЕЖЗЛЕКТРОДНОГО

РАССТОЯНИЯ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРАХ

Изобретение относится к устрой= ствам для регулирования межэлектрод ного расстояния в электролизерах с ртутньж катодом и может быть использовано в химической промышленности при производстве хлора и каустической соды.

Известно устройство регулирования межэлектродного расстояния в электролизерах, содержащее измеритель уровня ртути, связанный через регуля- то тор с исполнительным механизмом на линии подачи ртути а элаитролиэар (1).

Однако известное устройство имеет недостаточную точность регулирования заданного межэлектродного

15 расстояния из-за износа графитовых анодов, что приводит к удельному перерасходу электроэнергии, и кроме того, по мере выгорания графита уве" личивается расход ртути.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования межэлектродного расстояния в электролизерах, содержащее измеритель напряжения, соединенный с анодом и катодом, и узел перемещения анодов 1 2).

Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования заданного межэлектродного расстояния в процессе электролиза из-за износа графитовых анодов, накопления амальгамных масел и пр., в то время; как величина уставки (заданное напряжение), задаваемая устройству регулирования, остается величиной, постоянной, что приводит к удельному перерасходу электроэнергии.

Цель изобретения — уменьшение удельного расхода электроэнергии электролизера.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит измеритель выхода по току, блок соотношения и экстремальный регулятор, при этом входы блока <.оогноше3 89 ния соединены с выходами измерителя напряжения и измерителя выхода по току, а выход — через экстремальный регулятор с узлом перемещения анодов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства, Устройство включает измеритель напряжения, один из входов которого соединен с анодом 2, а другой вход — с катодом 3, выход измерителя

1 напряжения соединен с одним из входов блока 4 соотношения, а другой вход блока 4 соотношения связан с выходом измерителя 5 выхода по току, выход блока 4 соотношения подключен ко входу экстремального регулятора

6, связанного с узлом 7 перемещения анодов, Устройство работает следующим об разом.

Известно, что

Ф Эо 10 =0 О -1 0

G 3о 1 .-10 О

1 где с(— удельный расход электроэнергии, N — общий расход электроэнергии в электролизере, кВт, ч, — напряжение на электролизере, В, — выход по току, d — электролитический эквивалент получаемого продукта, r/À ч

Так как с уменьшением межэлектродного расстояния уменьшается напряжение на электролизере, то для достижения: q=min, ведут процесс электролиза при минимальном напряжении. Однако по мере сближения анода с катодом, одновременно со снижением потерь напряжения на преодоление омического сопротивления электролита начинают возрастать потери выхода по току, вследствие катодного восстановления активного хлора на амальгаме натрия, т.е. ведение процесса электролиза при определенном минимальном значении напряжения не обеспечивает q=min.

С целью минимизации удельного расхода электроэнергии измеренное с помощью измерителя 1 напряжения напряжение подается на блок 4 соотношения. На второй вход блока 4 поступает сигнал пропорциональный вь1ходу по току, который вырабатывается измерителем 5 выхода по току. Таким образом, блок 4 вырабатывает .сигнал пропорцио" нальный соотношению 0 11, который поступает на вход экстремального регуля1806

10 !

4 тора 6. В соответствии с соотношением измеренных величин экстремальный регулятор 6 вырабатывает сигнал, по-ступающий на узел 7 перемещения анодов, что приводит к изменению напряжения и выхода по току. При больших межэлектродных расстояниях выход по току практически неизменен и соотношение 011 изменяется только за счет изменения напряжения, при этом экстремальный регулятор 6, делая шаги, вырабатывает сигналы, приводящие к уменьшению промежутка анод-катод.

Напряжение на электролизере уменьшается и соотношение U(g уменьшается. Когда межэлектродное расстояние становится достаточно малым для возникновения процесса катодного восстановления хлора, начинается процесс рекомбинации ионов, снижение выхода по току. При относительно малых перемещениях, т,е. незначительных изменениях напряжения, выход по току изменяется в значительных пределах изза того, что процесс рекомбинации идет на молекулярном уровне. Напряжение на электролизере при .этом стремится к величине 3,1 В (напряжение разложения "плюс" перенапряжение на электродах).

Соотношение U)g .при дальнейшем уменьшении промежутка анод-катод снова растет за счет уменьшения величины выхода по току g . Как только, экстремальным регулятором 6 замечено увеличение соотношения U)g он сделает шаг в обратную сторону, что приводит к росту величины выхода по току g и,. как следствие— к уменьшению величины соотношения

0(g . Затем экстремальный регулятор

6 делает снова шаг на увеличение расстояния и снова анализирует величину соотношения U)g . Если эта величина все еще меньше, чем предыдущая, он снова делает шаг на увеличение; Так продолжается до тех пор, пока величина соотношения 0111не нач- . нет увеличиваться. При увеличении расстояния экстремальный регулятор

6 изменяет направление управляющего воздействия и снова уменьшает межэлектродное расстояние. Таким образом экстремальный регулятор 6 поддерживает межэлектродное расстояние соответствующее величине минимального соотношения U fg, которое пропорционально расходу электроэнергии постоянного тока.

5 89

Использование предлагаемого устройства обеспечивает автоматическое поддержание межэлектродного расстояния в электролизерах в процессе электролиза на оптимальном уровне и минимальный расход- электроэнергии.

Отклонение межэлектродного- расстояния от оптимальной величины на

1 мм для серии мощных пятисоткилоамперных электролизеров вызывает перерасход электроэнергии эквивалентный в денежном выражении 926000 руб. поддержание межэлектродного расстояния на оптимальном уровне приводит к значительной экономии расхода электроэнергии.

Формула изобретения

Устройство для регулирования межэлектродного расстояния в электроI

1806 лизерах, содержащее измеритель напряжения,соединенный с анодом и ка" тодом, и узел перемещения анодов, отличающееся тем, что, с целью уменьшения удельного расхода электроэнергии, устройство до" полнительно содержит измеритель выхода по току, блок соотношещщ=и экстремальный регулятор, при этом

10 входы блока соотношения связаны с выходами измерителя напряжения и измерителя выхода по току, а выход:через экстремальный регулятор с узлом перемещения анодов.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент Франции Р 1390872, кл. В 01 К, 1965.

2. Патент США Ф 3556973, кл. 204-225, 1971.

ВНИИПИ Заказ 11158/40 Тираж 707 Подписное

Филиал ППП "Патент™, г. Ужгород, ул. Проектная, 4