Материальный баланс алюминиевого электролизера

Сырье			Приход		Продукты		Расход
			кг/ч	%			кг/ч	%
Глинозем			1,92Р		Алюминий		Р
Фтористые соли			0,045Р		Анодные газы,
Электродная масса			0,52Р		Потери:
					глинозема		0,03P
					фтористых солей		0,045P
					электродной массы
Итого				100,0	Итого			100,0
Примечание. и вычисляются по уравнениям (2) и (3) соответственно.

При ориентировочных расчетах падение напряжения в анодном массиве, состоящем из n_а предварительно обожженных электродов,

, (5)

где l_ср – среднее расстояние в см от токоподводящего ниппеля до подошвы анода, l_ср = 4045 см; _а – удельное сопротивление анода, _а = 910^-3 Омсм; Ф – форм-фактор электрического поля анода.

Падение напряжения в электролите, содержащем 5 % Al₂O₃ по массе, с криолитовым отношением к.о. = 2,7 определяется по уравнению, предложенному Г.Ф.Форсбломом и В.П.Машовцом, которое применительно к электролизеру многоанодной конструкции принимает вид

, (6)

где _эл – удельное сопротивление электролита, _эл = 0,5 Омсм; P_а – периметр анода, см; l – межполюсное расстояние, l = 45 см.

Падение напряжения в подине

, (7)

где _бл – удельное сопротивление катодных блоков, Омсм; – среднее сечение одного блока, через которое протекает ток, см²; n_к – число катодных стержней.

Удельное сопротивление прошивных блоков (с готовым пазом для катодного стержня) в Ом-сантиметрах

,

где t – температура блоков, t = 880-950 С.

Путь тока в блоках вычисляется как средневзвешенная величина, если считать, что плотность тока на боковых гранях катодных стержней одинакова:

,

где Н_бл – высота блока, Н_бл = 40 см; h_ст и b_ст – соответственно высота и ширина катодного стержня с учетом чугунной заливки (0,5 см на шов), см.

Среднее сечение блока , через которое протекает ток, получают как среднеарифметическую величину между площадью участка, свободной от настылей подины и токопроводящей поверхностью катодного стержня по чугунной заливке (см. рис.2 и рис.6).

Теоретическое на­пряжение разложения в вольтах

. (8)

Дополнительное падение напряжения при протекании тока через анодное и катодное устройство, а также от анодных эффектов и в общесерийной ошиновке по данным практики задается равным 14-18 % от среднего напряжения.

Суммируя согласно уравнению (4) все составляющие, находим среднее напряжение, а его расчет сводим в табл.2.

Таблица 2