Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Плотность тока выбирается по графику зависимости плотности тока от силы тока для электролизёра заданной мощности. Для данного электролизёра с  ВТ в соответствии с графиком плотность тока составляет 0,70А/см².

            

1 - верхний токоподвод; 2 — обожженные аноды.

 

Расчёт материального баланса

Приход материалов. Рассчитывается по расходу сырья на 1кг алюминия и производительности электролизера в час. Для расчета используем данные, сложившиеся на основании опыта эксплуатации алюминиевых электролизеров.

Расход сырья (кг/кг AI ) и выход по току (%) для различных типов электролизеров

 

Материал	Обожженные аноды	Боковой токоподвод	Верхний токоподводд
Глинозем	1,92-1,93	1,92-1,93	1,92-1,93
Аноды, анодная масса	0,560	0,540	0,590
Фториды	0,052	0,045	0,090
В том числе;
криолит свежий	0,011	0,030	0,019
криолит регенерационный	0,015	­	0,026
фторид алюминия	0,025	0,020	0,043
фторид кальция	0,001	0,001	0,002
Выход по току	87-92	85-87	84-86

 

Производительность электролизера рассчитываем по формуле:

Р_Аl ═ I×g×h_т×10^-3, где I- сила тока в амперах,

g-0,3354 г/А.час – электрохимический эквивалент Al,

h_т – выход по току (доля единицы)

Задаемся выходом по току (из сложившихся данных- 86%) и вычисляем производительность электролизёра:

 

Р_{А l} = 300000 × 0,3354× 0,86 ×10^-3 = 41,824 кг/час

Зная производительность и расход материалов( данные из таблицы), рассчитываем приход материалов:

РAl₂O₃ ═ рAl₂O₃ × Р_Аl = 1,93 × 41,824 = 80,72 кг/час – глинозёма;                                                            

Р_а ═ р_а × Р_Аl = = 0,560 × 41,824 = 23,421 кг/ час – анодной массы;

Р_кр.св ═ р_кр.св × Р_Аl = 0,011 × 41,824 = 0,460 кг/час – криолита свежего;

Р_кр.рег ═ р_кр._рег × Р_Аl = 0,015 × 41,824 =0,627 кг/час – криолита регенерационного;

Р_ф.ал. ═ р_ф.ал × Р_Аl = 0,025 × 41,824 =1,046 кг/час – фторида алюминия;

Р_ф.кал.. ═ р_ф.кал × Р_Аl = 0,001 × 41,824 =0,042 кг/час – фторида кальция.

Вычислим расход материалов:

Алюминий. Количество полученного алюминия определяется производительностью ванн:

Р_{А l} = 46,151 кг/час

Анодные газы.

Количество анодных газов рассчитывают, исходя из их состава и суммарной реакции по формуле: Al ₂ O ₃ + XC = 2 Al + (3- X ) CO ₂ + (2 X - 3) CO, где Х – объёмное содержание СО₂  в процентах.

Мольные доли газов определяем из формулы:

N СО₂ =2 ( h _т - 50), где h_T – выход по току. 

N СО₂ = 2 × ( 86 - 50) = 72 % = 0,72          

N СО = 100 – 72= 28%=0,28

Количество СО₂ и СО (кмоль/час) определяем по формулам:

Мсо═ N со Р_{А l} /[18(2- N со)]

Мсо₂ ═ N со₂Р_{А l} / [18(1+ N со₂)]

Мсо= 0,28 ×41,824/ 18(2-0,28)=11,711/30,96= 0,378 кмоль/час 

Мсо₂ = 0,72×41,824/ 18(1+0,72)=30,113/30,96=0,973 кмоль/час

    Рассчитаем весовые количества СО₂ и СО (кг/час)

Р_со = 28× 0,378=10,584 кг/час

Рсо₂ = 44× 0,973=42,812 кг/час, где 28 – молекулярная масса СО,

44 – молекулярная масса СО₂

 

Потери углерода.

▲Рс═ Р_а -­ Р_с ,где Р_а- приход анодной массы или обожжённых анодов,

Р_с – количество углерода, израсходованного с газами.

Р_с ═12×(Мсо + Мсо₂)=12×(0,378+0,973)=12 ×1,315= 15,78 кг/час

▲Рс=23,421 – 15,78 = 7,641кг/час

Потери глинозема.

▲ PAl ₂ O ₃═ PAl ₂ O ₃ –­ PAl₂O_3(теор),где PAl ₂ O ₃—приход глинозёма в электролизёр, а PAl₂O_3(теор) – теоретический расход глинозёма.

РAl₂O_3(теор)═102Р_Аl/54═102×41,824/54=4266,048/54=79,001 (кг/час),  где:

54- молекулярная масса алюминия

102- молекулярная масса глинозема

▲ РAl₂O₃ = 80,72- 79,001 = 1,719 кг/час

Потери фторидов : принимаются равными приходу.

Таб. Материальный баланс

Приход	Един. изм. кг/час	Расход	Един. изм. кг/час
Глинозем, РАl2O3	80,72	Получено алюминия, РА l	41,824
Криолит свежий, Ркр	0,460	Получено со, Рсо	10,584
Фторид алюминия, Рф.ал.	1,046	Получено со2, Рсо2	42,812
Фторид кальция, Рф.кал	0,042	Криолит свежий, Ркр	0,460
Криолит регенерационный, Ркр.рег.	0,627	Фторид алюминия, Рф.ал.	1,046
Анодная масса(аноды), Ра	23,421	Фторид кальция, Рф.кал	0,042
		Криолит регенерационный, Ркр.рег	0,627
		Потери углерода, ▲Рс	7,641
		Потери глинозема, ▲ РАl2O3	1,719
ИТОГО	106,316	ИТОГО	97,755

 

Конструктивный расчёт.

Конструктивный расчёт электролизёра необходим для определения его основных размеров.

Определение площади анода.

 По заданной силе тока 300000 А и выбранной в соответствии графиком зависимости анодной плотности тока от силы тока, величины плотности тока - 0,70 А/см², определим площадь анода по формуле:

J=l/S , откуда : S _а = I/j_a ;

S = 300000А : 0,70А/см²= 207142,85 см²