Anodic dispozitiv electrolizor
Anodul celulei pentru alimentarea de curent a spațiului dintre pol pentru procesul de electroni Roliz. Dispozitivul de anod este compus din: un anod de carbon: un mecanism de ridicare pentru deplasarea anodul servind ca ardere sau metal atingând din baie; Oshi-Novki: o structură de sprijin, care poate fi montat pe o carcasă sau catod pe rafturi speciale sprijinite pe fundație. Soderberg și anozi coapte. După tipul de anod celule electrolitice toate se încadrează în două mari clase: electrolizoarele cu anozi arse (OA) și electrolizoarele cu anozi samoobzhigayushimisya (SOA). Cu titlu de aprovizionare cu curent la Soderberg au subdiviza ulterior anozi din partea (BT) și un superior (Tu) plumb curent. electrolizoare moderne cu OA sunt echipate cu un curent de alimentare superioară, dar la începutul dezvoltării industriei aluminiului utilizat electrolizoarele cu continuu preliminar, dar anozi coapte bloc la care latura curent sub-vodilsya.
Structura anodic - cea mai complicată unitate structural electrolizor, și așa mai departe aici sunt doar informații de bază despre structura și caracteristicile Ogy techno.
Electrolizere de putere mică, până la începutul anilor '30 au fost echipate cu unul sau mai mulți anozi precopti sunt înlocuite cu altele noi, ca de ardere.
La începutul anilor '30, o nouă fază în dezvoltarea de modele de celule atunci când se utilizează de brevet Söder-Berg, au fost create Soderberg, care numărul în baie a ajuns la trei. Dar acum, cu anozi samoobzhigayushimisya de electroni-rolizery sunt echipate cu un curent de un anod care ajunge la 160 kA. Industria alu-minievoy CIS acest tip de electrolizoare dominante și au produs mai mult de 60% din aluminiu primar.
Primul desen industrial cu anozi continuu samoobzhigayushi-misia erau Electrolizoare, curentul care a fost alimentată în partea anodică a știfturilor de oțel cu ciocanul în porțiunea sa nesinterizată. Această structură (BT) în mod continuu îmbunătățirea, începând de a concura cu celule cu anozi precopti (OA) și a fost nenie din cauza considerabil mai mici costuri destul de răspândite, de capital și Expl-atatsionnym. Electrolizere de acest tip, echipat cu toate topitorii românești introduse în exploatare-tatsiyu la 50 de ani întârziere Ural (UAZ) Novokuznetsky (NKAZ, magazin № I), Teologică (BAZ) Kandalakshsky (KAZ) și Nadvoitsky (NAE). În prezent, electroliză-riu de lucru BT pentru curenți de până la 90 kA.
Cu toate acestea, costurile forței de muncă în deservirea anozilor cu creștere BT-curent este crescut în mod disproporționat, ceea ce a condus la un nou design al curentului anodic, care este furnizat de mai sus, prin pinii verticale sunt interschimbate periodic. Design-ul celulei la cablul de curent superior (BT) în România începutul utilizat pe scară largă de la sfârșitul anilor '50, și sunt echipate Novokuznetsky (NKAZ, magazin № 2) Volgogradsky (VgAZ) Irkutsk (IrkAZ) Krasnoiarskii (KRAZ) și Bratskiy (Brazilia) topitorii de aluminiu. In prezent, fabricile din România aceste celule electrolitice funcționează la curenți de până la 160 kA.
Electrolizoare lumina zilei Soderberg Anode sposobst-Vova ieftinirea producției de aluminiu, astfel cum au fost excluse etapele de proces costisitoare de presare și coacere a anozilor. În același timp, o nouă alocare de putere poluant în atmosferă - substanțele gudroane de la anod.
In paralel cu dezvoltarea de modele de celule, co-vershenstvovalos și producția de anozi coapte, prima nenie care este de preferat datorită lipsei lor de emisii de gudron, și un consum mai mic de energie electrică. În plus, unul dintre principalele avantaje cu OA de electroni-rolizerov este posibil să se mărească intensitatea curentului, care, în combinație cu avantajele de mai sus face ca acest nenie sistemele PRIMA-baie sunt cele mai promițătoare. Acum, Romania Electrolizoare cu OA sunt stabilite în două clădiri și sunt complet echipate cu KrAZ Volkhovsky (WHA) și Sayan (Saaz) topitorii de aluminiu și celulele electrolitice pe amperaj de 255 kA și perioada de probă a trecut, Tania baie la 300 kA lucra cu succes pe acesta din urmă. A început instalarea electrolizei șanț la UAZ și Naze.
Considerăm structura cu anozi de auto-coacere bo-Yakov curent de plumb (fig. 5.9). Astfel de anozi sunt formate dintr-o pastă, care constă din diferite particule de dimensiuni cocs electrod (smoală sau ulei) și se utilizează ca liant smoală de gudron de cărbune, este de prelucrare gudron de cărbune yuschiysya-produs - produs secundar în producția de cocs. Compoziția caracteristicilor tehno logice ale pastei de anod, o analiză detaliată a Rena în multe surse. Brichete din pasta de anod încărcate în învelișul protector (Fig. 5.9 nu este prezentat), care este confecționat din tablă de aluminiu cu o grosime de 1 mm și este introdus în carcasa anodică înaintea vetrei. Sub acțiunea căldurii generate în timpul electrolizei, masa anodului este topită și umplută cu un întreg interior al manșonului. Partea de jos a anodului datorită temperaturii ridicate este transformată într-un monolit sinterizat conductor 1, în centrul înălțimii anod 900 si 1300 mm, iar limita superioară (conul de sinterizare) are un ritm-turii de aproximativ 600 D C, la care terenul este complet transformată în cocs. Cone situată deasupra zonei de sinterizare 2, în care cocsificarea terenului pentru a forma un char cărbune, iar temperatura suprafeței sale superioare este de aproximativ 400 F C. Deasupra acestei zone este lichid masa anodului 3 (ZHAM) a cărui înălțime este de 400-600 mm, iar temperatura se putere de metal-ited în intervalul 90-140 ° C
Samoobzhigayushimsya curent la anozii este alimentat prin intermediul unor pini conductoare montate lateral (BT) sau semicontinuă-xy (VT). Soderberg, indiferent de tipul de alimentare cu curent au trei zone, dar structura carcasei anod, un sistem de alimentare cu curent și funcționarea anozi are caracteristici care sunt discutate mai jos. Principalul STATCOM sub-SOL este prezența smoală lichid, care chiar și la temperaturi relativ scăzute (70 până la 100 ° C) alocat compuși rășinoase care conțin hidrocarburi aromatice policiclice (PAH), și un anumit-torye acestora (în special benzo (a) piren) au proprietăți cancerigene-. Aceasta este - unul dintre principalele motive pentru metivsheysya-tendința de a trece la anozi coapte.
anozi sinterizate sunt realizate din același material ca și SOA, dar conțin mai puțin peka.Anodnoe multiple dispozitiv rolizera electroni cu anozi precoapte cuprinde aranjate în două șiruri de blocuri individuale, numărul total de care este determinată de intensitatea curentului. Acești anozi sunt mai conductive electric decât SOA, iar funcționarea lor nu sunt alocate compuși rășinoase, deoarece acestea sunt îndepărtate în anod coacere pre-pro-cesiuni în cuptoare speciale.
Prepararea aluminiului prin electroliza topit criolit-alumină este nu numai un consum ridicat de energie electrică, dar, de asemenea, cantități semnificative de anozi de carbon (420-575 kg / t de aluminiu), adică 20-25% aluminiu preț de cost pod. Interne și externe studii telyami acordă o mare atenție creării nu a anozi de sacrificiu, experimente industriale mari pentru a crea anozi sunt deținute în străinătate.
Anodul inert trebuie să îndeplinească următoarele cerințe de bază: să aibă rezistență la căldură și nu se dizolvă în topitură Xia O> Toride la temperaturi de până la 1000 ° C; au o bună conductivitate electrică, coroziune să fie stand-Kim și nu contaminează aliajul de aluminiu.
Multe companii oferă anod pe bază de SnOj diferiți oxizi fabricate cu aditivi: în special,
firma „Alyusyuiss“ propune utilizarea de cupru sau oxid de antimoniu într-o cantitate de 0,5-2,0% pentru a mări rezistența mecanică și conductivitatea electrică, în care rezistența electrică a anodului poate ajunge la 0.004 ohm cm. In una instituțiile chineze electrolizei cu anozi Sn02 aditivi pe bază de Fe2 03. CuO, SBO, obținut
randamentul curent de circa 90%, iar căderea de tensiune la anod, la o densitate de curent de circa 1 A / cm3 a fost de numai 0,25 V. Institutul de industria aluminiului Tehnologie din Norvegia, testele efectuate anod inert bazat pe SnO, cu adaosuri de 2% Sb? 03 și amestecuri de nichel și pulberi ferită de cupru, dar gradul de coroziune a anozilor a fost nesatisfăcătoare. Cercetarea în acest domeniu va continua, sunt în centrele de cercetare ale companiilor de top din lume și, având în vedere rezultatele obținute, aparține anozi, este viitorul.
În prezent, în practica internă și externă utilizate Electrolizoare cu anozi BT, BT și OA.
Anozi cu plumb curent superior (BT). Electrolizere cu anozi BT funcționează la un curent de 175 kA și sunt dominante în structura România - acestea primesc mai mult de 60% din total aluminiu. Aparat de electroliză anodic BT (Fig. 5.11) este un anod de carbon utilizat este format în interiorul carcasei anod-ny 5. Partea inferioară a carcasei anodului este colectarea de gaz clopot, prin care co-Biranne evoluat gazele în timpul electrolizei. In interiorul mantalei anod-picior -, spre deosebire de Anode TDB - cochilie nu este introdus, iar anodul este format direct în oțel-a pielii. Împreună cu carcasa anod, deoarece este redus de ardere și pentru a evita clopoței colectoare de gaz submelting carcasa ridicată periodic printr-un servo-mecanism de UI, care este montat pe aceeași structură ca și cea a barei colectoare anod. Cu o rată medie de ardere a anodului de 1,5 cm pe zi constricția anod carcasa impl-stvlyat de dorit, cel puțin o dată la două zile. Efectuat stagiar, Tanya, și montate la unele serii de dispozitive automate pentru a ridica carcasa anodului de zi cu zi, ceea ce îmbunătățește calitatea suprafeței laterale a anodului, iar capacul de etanșare și reduce emisiile în atmosferă.
Anodul carterul 5 este încărcat pasta de anod 4, iar alimentarea cu curent la anod este realizat știfturi compozit 3 cu diametrul de 120-128 mm-set, aranjate, de obicei, în patru rânduri și două orizonturi. Deoarece arderea pini anod locat-dyaschiesya orizontul inferior, sunt extrase din corpul anod, și curge o gaură formată lichid podshtyrevye în greutate pe valoarea anod 8. Ca urmare a temperaturii ridicate (în special în partea de jos a anodului) carbonizarea suspensie este o viteză mare că, pe de o parte, conduce la eliberarea unor cantități mari de volatile atmosferă compuși care degradează constituenți în carcasă, iar celălalt - formatoare de calitate Gosia anod secundar 7 este mult mai rău decât anod principal - este foarte poros, rezistente mecanic și are un fund o conductivitate electron-izolator-lea. În ciuda faptului că aria secțiunii transversale totală a știfturilor este de aproximativ 4% din suprafața anodului, suprafața anodului secundar examinați semnificativ cutele această valoare (prin oxidarea dioxidului de carbon anod secundar), din cauza căreia calitatea tălpii anodului cu VT semnificativ mai rău decât la anozii Tues. Această circumstanță duce la formarea unor mari cantități de spumă de cărbune și anod cu consum BT aproximativ 35-60 kg / tona de aluminiu este mai mare decât la anozii cu TDB.
aranjament Anod cu anozi precoapte este format din două rânduri de unități de anod, a căror lățime și o lungime pe electrolizoarele moderne ajunge la 700 și 1450 mm, respectiv guvernamentală. înălțimea blocului este de obicei mai mică de 600 mm. Numărul total de blocuri depinde de puterea actuală. Sub-TION este produs în blocul de anod 1 (Fig. 5.12) operează soclu cilindric în care este introdus și încorporat fier oțel 2
curent niplu de alimentare cu 3 conectate suportul superior din oțel 4. Acesta din urmă este conectat bar etsya aluminiu 5, care este presată cu șurub de strângere împotriva bus anod. Astfel, bara în același timp, la însumare-vypol aici, și rolul structurii de susținere. Metodele de atașare a barei la un suport diferit: sudate șurub prefabricate, lingoul-tiile etc.
Numărul nipluri depinde de lungimea blocului și este, în general 2-4 buc. Adâncimea fantei în blocul este important, deoarece depinde de căderea tensiunii în contact și înălțimea anodului nesgorsvshey (calcine), adică consumul de anod. Adâncimea sa este mai mare, energia electrică mai scumpă, dar este, de obicei, aproximativ 100 mm.
Din cauza înălțimii mici și o temperatură ridicată (anozi băi OA izolat termic, complet adormirea top alumină lor), căderea de tensiune și oxidarea suprafeței unui astfel de anod este mai mică decât un SOA, care este unul dintre avantajele decisive ale electrolizoarele cu OA.
/ - carbon bloc calcinat: 2-fier turnare cuib cu 3- curent de alimentare cu niplu 4 -kronshteyn cărăuș 5-aluminiu Tija de aprovizionare.
Cadrul anod și gâtuirea acestuia. Anod cadru este un element esențial al dispozitivului de anod nesushim întreaga masă anod, care in bai moderne este de aproape 100 m. În toate tipurile de cadru anod electrolitic, împreună cu mecanismul de ridicare este montat pe suportul cons-ruktsii, care la rândul lor se sprijină pe carcasa catod, și clădiri cu două etaje pot fi, de asemenea, montate pe un suport special montat pe sale Funda minute.
In electroliza cu TDB numai pe anod este cadru fix și la un Electrolizoare BT și RL montat pe cadru și anodic bus-bar, și, prin urmare, se deplasează împreună cu cadrul. În unele modele, busbar anod servește drept cadru anod.
Când metalul transvazare și cel puțin arderea cadrului anod la anod se va amesteca până la poziția cea mai joasă, iar apoi trebuie să fie ridicate în sus - acest radio-operator în practică se numește gâtuire cadrului anodic. La efectuarea acestei operații, anodul trebuie să rămână în vigoare. Luați în considerare secvența de bannere anozi RA-noi celule electrolitice de diferite tipuri.
Căptușeala cadru pe Electrolizoare Sat. In electron-rolizerah acest tip de cadru suspensie anod la structura de sprijin, de obicei prin intermediul mecanismului polispastny. anod de masă cu BT este transferată în cadrul anodic după cum urmează (vezi. fig. 5.9). Pins b situate la orizont inferior, pe baza cercei 7, care prin fanta suspendate de coaste 5. în unele plante în loc de cercei folosite pene, sunt inserate în marginile fantelor. Astfel, masa anodului prin cercel (sau pene) la cadrul anodic.
Atunci când cadrul este coborâtă în poziția cea mai de jos a anodului cu cateva (8-10 buc.) De legături temporare (cum ar fi întinzătorul cu filet) este suspendat la structura de susținere. Pentru a face acest lucru, un capăt al tijei este fixat pe capul unui știft poziționat în al doilea rând, iar al doilea - pentru un cârlig atașat la structura de suport prin intermediul instalației electrice. Apoi, trăgând alternativ turnbuckles, suspendate pe un anod ori tija LARG și recuperate cercei (sau pene). Ulterior cercel set sub al doilea rând de pini includ mecanismul de ridicare Me anodului și începe ridicarea cadrului de anod și anod în timp ce agățat pe timpul tije. Când Nimet sub-cadru, astfel încât cercel se apropie de al doilea-lea rând de pini este verificat și dacă cercei sau pene corectate necesare sigur (de turnbuckles întindere), că masa cadrului anod și anodul primit numai după aceea demontate împingere temporară.
Căptușeala cadru pe SVT electroliză. cadre de ridicare din poziția de capăt inferior se realizează prin bazele mecanismului de ridicare anod-picior cu funcționarea simultană a mecanismului auxiliar. Mecanismul de bază este montat pe bara de suport și servește pentru a muta anod și ridicare a cadrului anodic și auxiliar mașină-locație cu adjoint la grinda anod, - ridicarea carcasei anod și pentru a menține neschimbată poziția anodului când ridicare a cadrului anodic. Viteza de deplasare a principalelor și ing auxiliare aceleași mecanisme de ridicare cadru anodului Dol-soții formate pini permutare.
Când anod talie fascicul anod este suspendat din carcasa anod-prefectura, și poate fi utilizat în două variante. Cleme temporare (16-18 buc.) Montat pe pinii anodului pe platforme speciale, amplasate pe carcasa anod și sigur fixați-le. Dacă astfel slăbi clemele de contact, sertizarea ace conductoare la magistrala de anod, un anod nu prosyadet, așa cum se va închide pe clemele temporare. A doua opțiune este aceea că carcasa este instalat pe anod portabil far-tal, la partea superioară, care cu ajutorul unor tije fixe pini. În acest caz, prin slăbirea contactul dintre pinii și magistrala de anod, un anod nu prosyadet ca va atârna tije temporare.
După una din suspensia anodului metode considerate porțiunea de contact PIN citit înălțimea unei a doua poziție existentă pentru a plasa noul contact cu bare PIN-ul anod slăbesc toate clemele care fixează pinii la bara colectoare de anod și includ ambele mecanisme primare și secundare. Mecanismul principal deplasează în sus cadrul anodic, iar auxiliară - carcasa anodului în jos. Dar, ca un mecanism auxiliar este dispus pe mișcare în sus a cadrului anodic, poziția carcasei anodului în raport cu dispozitivul de catod staționar va rămâne neschimbat. În timpul mișcării contactului cadrului anodic între pini și anod autobuzul este în cel mai puțin zyaschim posibil așadar pe niște știfturi de arc.
După ridicarea cadrului în poziția sa cea mai înaltă, dar cleme de contact fiabile sunt strânse și apoi demontate terminale VRE-mennye sau portaluri portabile.