125902 (593177), страница 4
Текст из файла (страница 4)
J - сила тока
η - выход по току.
0,336 - электрохимический эквивалент.
А = 0,336 * 155 * 0,86
А = 44,79кг/ч
Зная А, определяем
Приход тепла
Qприх = Qреак + Qан + Qэн
где Qреак - тепло обратной реакции.
Qан - тепло от сгорания анода.
Qэн - тепло от электроэнергии.
Тепловые эффекты реакций протекают при электролизе, получены при t0
25 (2980К)
Qприх = 2191799, 86 кДж/ч
Расходные коэффициенты
Таблица 5 - Показатели расходных коэффициентов
| Наименование глинозема | Расход на 1т. | Расход на часов производительности |
| Глинозем | 1,920 | 85,99 |
| Анодная масса | 0,530 | 23,74 |
1. От взаимодействия продуктов электролиза (или тепло обратной реакции)
Тепло обратной реакции определяем по формуле:
где 
- тепловой эффект реакции из Табл.№5 15681.
где 
- 0,86 - выход по току.
2. Использование тепла анодных газов СО2 и СО при охлаждении от 9600 до 5000С где Рсо2 и Рсо - число молей в час данных газов.
где m = 0,6 (60%), доля СО2 и СО в анодных газах.
Отсюда находим Qан * газов
где цифровые данные 24,886 и 15,238 из Табл.№5 
и 
3. Тепло от электроэнергии
Расход тепла
а) На электрохимическую реакцию
(на разложение глинозема)
б) На нагрев материалов
Температура окружающей среды 250С - загружаем сырье и доводим до t0 процесса 9600C
где 
где 
- расход на часовую производите2ьность (табл.№5).
в) Тепло теряемое с отходящими газами СО2 и СО
и 
- число молей в час данных газов (определены ранее).
г) Тепло, теряемое наружными поверхностями электролизера
При расчете приняты t0 окружающего воздуха 2980К (250С), t0 поверхностей электролизера определяем замерами.
Тепло, теряемое, с рассчитываемых поверхностей, определяем как суммарные потери конвенций и излучение.
Расчеты ведутся по формуле:
где n - коэффициент разложения поверхности
En - степень черноты.
- коэффициент излучении.
20,53 - коэффициент излучения абсолютно черного тела.
S - площадь поверхности.
- в С0 поверхности воздуха.
- t0 в К поверхности воздуха.
Значения тепловых потерь заносим в Таблицу № 6.
Таблица 6 - Показатели тепловых потерь
| Наименование участка поверхности | Sм2 |
| Е | t0C поверх. | t0C возд. | n | Потери тепла QкДж/ч |
| Катодный кожух - вертикальная поверх-ть. - горизонтальная поверх-ть. - днище кожуха | 38,4 6,99 45,23 | 0,89 0,89 0,71 | 0,8 0,8 0,8 | 105 205 102 | 25 25 25 | 2,6 3,3 1,6 | 117271,88 64683,55 100854,75 |
| Катодные стержни - вертикальные - горизонтальные | 2,86 4,14 | 0,71 0,71 | 0,8 0,8 | 160 160 | 25 25 | 2,6 3,3 | 13884 21431 |
| Корка электролита | 4,1 | 1 | 0,6 | 250 | 25 | 3,3 | 49132,25 |
| Поверхность анода - горизонтальная - вертикальная - вертикальная | 23,2 8,95 26,86 | 0,89 0,89 0,89 | 0,8 0,8 0,8 | 145 71 185 | 25 25 25 | 3,3 3,3 3,3 | 121105,66 15946,42 197644,70 |
| Поверхность анодных штырей | 21,84 | 0,55 | 0,8 | 90 | 25 | 2,6 | 37273 |
| Газосборных колокол - горизонтальная пов-ть. - наклоненная пов-ть. | 2,6 7,14 | 0,8 0,8 | 0,8 0,8 | 320 320 | 25 25 | 3,3 2,95 | 51413 138132 |
| Всего потери тепла с поверхности | 928744 | ||||||
Всего потери тепла с поверхности Qпов = 928744кДж/ч
Определение площадей теплоотдавающих поверхностей
Катодный кожух
а) Sдн. = 9,940 * 4,550 = 45,23м2.
б) Sгор. = 45,23 - (9,44 * 4,05) = 6,99 м2.
в) Sвер. = (9,940 + 4,550) * 2 * 1,325 = 38,40 м2.
Катодные стержни
30 шт., выступают на 0,3м.
а) Sверт. = 30 * (0,23 * 0,155 + 2 * 0,300 * 0,115)
Sверт. = 2,86 м2.
б) Sгор. = Sгор. вв. + Sгор.ви. = 30 * 2 * (0,3 * 0,23)
Sгор = 4.14 м2.
Корка электролита
Газосборный колокол не доходит до кожуха на 1500м.
Sкор. = Р * 0,15
где Р - периметр внутренней поверхности катодного кожуха
Р = 2 * 9,44 + 2 * 4,05 = 26,98 м2.
Sкор = 26,98 * 0,15 = 4,1 м2.
Поверхность анода
а) Sгор. = 2,75 * 8,44 = 23,38 м2.
где Р - периметр анода.
б) Sв1 = Р * 
= 22,38 * 0,4 = 8,95 м2.
в) Sв2 = 
= 22,38 * 1,2 = 26,86 м2.
где - 0,400мм.
- 1,200мм.
Поверхность анодных штырей
dш = 1,38 на Н - 0,7м. количество 72 шт.
Sш = 72 * 
* d * Н = 72 * 3,14 * 0,138 * 0,7
Sш = 21,84 м2.
Поверхность газосборного колокола
а) Sнакл =0,26 * Рнакл = 0,26 * 27,46 = 7,14 м2.
б) Sгор = 0,1 * Ргор = 0,1 * 25,82 = 2,6 м2.
Потери тепла извлекаемые металлом определяются по формуле:
где Q
- теплоемкость .
Q - 1,11кДж/ч/град.кг
А - производительность
Qме = 1,11 * (960 - 25) * 44,7
Qме = 46391,9Дж/час.
Расход тепла
Опеределяем из полученных данных:
Qрасх = Qразл + Qнагр + Qгаз + Qпов + Qме
Qрасх = 1060245 + 123992,4 + 32396 + 928774 + 46391,9
Qрасх = 2191799,3 кДж/ч
Таблица 7 - Тепловой баланс
| Приход тепла | ||
| Статья | кДж/ч | % |
| Тепло реакции Q реакции | 114333,3 | 5,24 |
| Тепло от анодных газов
| 32682,2 | 1.50 |
| Тепло от подведенной энергии Qэл | 2044783,86 | 93,25 |
| Всего приход | 2191799,36 | 100 |
| Расход тепла | ||
| Статья | кДж/ч | % |
| Энергия реакции Qразл | 1060245 | 48,64 |
| Нагрев материалов Qнагр | 123992,4 | 5,7 |
| Тепло с отходящих газов Qгаз | 32396 | 1,49 |
| Тепло с поверхности Qпов | 928774 | 42,1 |
| Тепло с извлекаемым металлом Qме | 46391,9 | 2,13 |
| Всего расход | 2191799,36 | 100 |
Список литературы
-
Троицкий И.А., Железнов В.А. “Металлургия алюминия”, 1977.
-
Терентьев В.Г., Школьников Р.М., Гринберг И.С., Черных А.Е., Зельберг Б.И., Чалых В.И. “Производство алюминия”, 1998.
-
Янко Э.А., Лозовский Ю.Д., “Производство алюминия в электролизерах с верхним токоподводом”, 1976.
-
Справочник металлурга по цветным металлам “Производство алюминия”.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
