ється, якщо не виконується, то необхідно змінити величину f (вона може бути в межах 3.5 см) або кількість блоків n бл.
Після цього визначаються внутрішні розміри катодного кожуха. Вони складаються з геометричних розмірів шахти і товщин шарів вогнетривких і теплоізоляційних матеріалів. Більшість вітчизняних електролізерів мають бічну футеровку з вугільних блоків товщиною 20 см і теплоізоляцію з шамотної крупки товщиною 5 см. Тоді довжина і ширина катодного кожуха рівні, см:
Довжина: L шкір=L ш + 2? 20 + 2? 5=865 + 40 + 10=915 Ширина: У шкір=В ш + 2? 20 + 2? 5=335 + 50 =385
Подина шахти ванни набирається з катодних блоків, вугільної подушки, теплоізоляційного шару з цегли і шамотної засипки. Виходячи з цього висота кожуха становить, см:
Н шкір=Н ш + h б + h уг + h кирп + h зac=50 + 40 + 3 + 5? 6,5 + 2=127,5,
де h уг - товщина вугільної подушки (зазвичай 3 - 5см); h кирп - товщина шару з п'яти рядів цегли по 6,5 см кожний; h зас - товщина шару шамотної засипки (зазвичай 2 - г - 5см).
Матеріальний розрахунок електролізера
У цьому розділі визначають прихід матеріалів у електролізер і вихід матеріалів з нього (витрата матеріалів).
Розрахунок приходу матеріалів
Прихід розраховується по витраті сировини на 1 кг алюмінію і по продуктивності електролізерів за 1:00. У табл.1 представлені дані по витраті сировини, отримані на підставі досвіду експлуатації електролізерів. У витрата обпалених анодів включені недогарки, що видаляються з електролізера. Збільшений витрата анодної маси й фторидів на електролізерах з верхнім струмопідведення пояснюється низькою якістю анодів.
Таблиця 1. Витрата сировини (кг/кг алюмінію) для різних типів електролізерів.
МатеріалЕлектролізери сЕлектролізери з самообжігающімісяобожженниміанодаміанодамі (OA) Аноди з боковим струмопідведення (БТ) Аноди з верхнім струмопідведення (ВТ) Глінозем1,92-1,931,92-1,931,92-1,93Аноди0,560 - Анодна маса- 0,5400,590Фторіди0,0520,0450,090
Продуктивність електролізера, тобто кількість алюмінію, що утворюється за 1:00, розраховується, кг/год:
Р=I? q? ? Т? 10 - 5=155? 10 3 ? 0,335? 90? 10 - 5=46,733,
де q - електрохімічний еквівалент, 0,335 г/(А? год).
Знаючи продуктивність електролізера і задавшись витратою матеріалів (див. табл.1), можна розрахувати прихід матеріалів у ванну, кг/год:
Р Al2O3=p Al2O3? P=1,92? 46,733=89,727; Р а=р а? Р=0,560? 46,733=26,170;
Р ф=p ф? Р=0,052? 46,733=2,430,
де p Al2O3, р а, p ф витрати глинозему, анода (або анодної маси) і фторидів відповідно, кг/кг алюмінію - на основі даних табл.1).
Розрахунок витрати матеріалів
Вихід матеріалів з електролізера складається з наступних статей. Алюміній. Кількість отриманого алюмінію (Р) розраховане раніше.
Анодні гази. Вони утворюються при окисленні вуглецю анода і складаються з двоокису і моноокиси вуглецю. Зміст їх в анодних газах в мольних частках складають 0,3-0,5 і 0,7-0,5 для СО і С0 2 відповідно. Тримання їх задані. Кількості їх, що утворюються за 1:00, визначаються, кг/год:
Р зі=(N co? Р? 28)/[(2-N co)? 18]=0,475? 46,733? 28/27,45=22,643, де N co - мольна частка СО.
Р со2=(N co2? P? 44)/[(1 + N co2)? 18]=(0,525? 46,733? 44)/27,45, де N co2 - мольна частка СО2.
Сумарна маса анодних газів, кг/год: Р а. р=Р зі + Р со2=22,643 + 39,327=61,97.
Втрати анодної маси (або обпалених анодів). Вони визначаються як різниця між приходом анодної маси (або обпалених анодів) Р а і кількістю витраченого з анодними газами вуглецю. Втрати анодної маси, кг/год:
Р а. м.=Р а -Р с, де Р с=12 [(Р зі/28) + (Р со2/44)]=12 (0,809 + 0,894)=0,020 кг/годину, підставимо у вираз для Р а. м .: Р а. м.=26,170-20,436=5,734 кг/год.
Втрати глинозему. Ці втрати у вигляді пилеунос і механічні втрати. Вони визначаються як різниця між приходом глинозему Р Al2O3 і теоретичним витратою глинозему.
Втрати глинозему, кг/год:
? Р Al2O3=Р Al2O3 -Р Al2O3 (теор)=89,727-88,279=1,448, де Р Al2O3 (теор)=102 Р/54=1,889Р=88,279 кг/год.
Втрати фторидів. Це втрати у вигляді возгонов, а також на просочення подини. Їх приймають рівними приходу фторидів Р ф.
Отримані дан...
