Программа дисциплины (Syllabus) PGA 3302 - Производство глинозема и алюминия (стр. 29 )

Рассчитать расходные коэффициенты на 1 т катодной меди:

а) электроэнергии постоянного тока;

б) пара на подогрев циркулирующего электролита;

в) воды  на компенсацию испарения из ванны.

Решение:

Количество катодной меди, получаемой в ванне за 1ч,

g1 =I · ф · qCu · ВТ

g1 = кг/час

2) Напряжение на электродах ванны рафинирования

V=I∙RОМ +∆V1=

V = В

(напряжение разложения в процессах рафинирования равно нулю)

Удельный расход электроэнергии на 1т меди

Wg =

Wg  = кВт·час/т

где К = 1,20 – коэффициент, учитывающий потери напряжения в контактах, шинопроводах и повышенное напряжение в ваннах регенерации электролита.

Удельные потери воды  за счет испарения из ванны

м3/т меди

Количество джоулева тепла, выделяющегося  за 1ч в ванне,

ккал/час

(предполагаем, что снижение ВТ полностью обусловлено межэлектродными замыканиями).

Часовая потеря тепла из ванны в окружающую среду (по условию 60% потерь тепла составляют его потери за счет испарения воды)

ккал/час

Потери тепла из ванны компенсируются джоулевым теплом и повышенной температурой электролита, поступающего в ванну при циркуляции. Потери тепла, которые необходимо скомпенсировать повышенной температурой подаваемого электролита,

ккал/час

Количество электролита, поступающего в ванну,

л/час

кг/час

Необходимая разница температур между поступающим раствором и электролитом ванны

град

Температура поступающего электролита

°C

Расход пара на нагрев электролита

кг/час

где  К1  – коэффициент, учитывающий потери тепла в

циркуляционной системе электролита.

Удельный расход пара

т/т меди

Таблица 1 – Варианты заданий к примеру 1

№	D, A/м2	В Т, %	S, м2	хЭ, л/мин	l, см	мВ	кг/час
1	210	95	4,1	24	5,0	85	1,85
2	180	98	4,0	22	4,5	82	1,78
3	190	99	3,8	21	4,8	75	1,88
4	185	97	4,5	25	5,5	78	1,96
5	205	91	4,8	28	5,9	90	1,98
6	195	92	5,0	19	5,8	95	1,84
7	215	94	5,2	18	5,6	93	1,77
8	208	88	4,3	23	4,3	76	1,86
9	192	85	5,5	17	4,7	81	1,94
10	220	87	3,5	26	4,9	97	1,90

Пример  3.2. Серия из  n = 150 непрерывно работающих алюминиевых электролизеров нагрузкой  I = 145 кА выдала за месяц

(ф = 30 суток) работы  gфакт = 4700 т металла, содержащего рAl = 99,5% Аl. Среднее напряжение на серии (с учетом периодических «анодных вспышек») составило V = 695 В.

Каковы выход по току и удельный расход электроэнергии для полученного алюминия (в расчете на 100%-ный металл)?

Решение:

Суммарный электрохимический процесс в ванне

2Аl2О3 +3С → 4Аl + 3СО2

(частично образуется и СО).

Электрохимический эквивалент алюминия

г/(А∙ч)

Количество алюминия, которое теоретически можно получить с  серии за месяц

т

Выход по току на серии

Удельный расход электроэнергии

кВт· ч/т

Таблица 2 – Варианты заданий к примеру 2

№	N	I, кA	gфакт,, т	рAl., %	V, B
1	140	150	4500	99,0	698
2	145	145	4600	99,3	695
3	148	143	4800	99,5	700
4	143	160	4850	99,8	705
5	152	133	4500	99,1	703
6	155	130	4550	99,4	690
7	160	125	4400	99,0	685
8	150	148	4900	98,0	697
9	135	152	4650	98,9	710
10	130	155	4700	98,0	712

Пример  3.3 В цехе электролитического получения алюминия годовой производительностью gц = 80 тыс. т металла установлены электролизеры нагрузкой 130кА. Ванны работают с выходом по току для алюминия ВТ = 90% при среднесерийном напряжении на электролизер VЭ = 4,7В. Машинное время работы электролизеров составляет f=0,94, потери алюминия при переплаве равны 3% (К=0,97).

Сколько электролизеров и электролизных серий должно быть в цехе для обеспечения его годовой производительности?

Решение:

Годовая производительность одного электролизера (с учетом потерь при переплаве металла)

т/год

2)  Необходимое количество электролизеров в цехе

3) Суммарное напряжение на всех электролизерах