Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Топ:
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Дисциплины:
2020-11-19 | 40 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Содержание
Введение. 2
1 Описательная часть. 3
1.1 Требования к промышленному электролиту. 3
1.1.1 Свойств промышленного электролита. 3
1.2. Конструкция электролизера с СОА.. 3
1.2.1. Катодное устройство. 3
1.2.2 Анодное устройство. 3
1.2.3 Ошиновка электролизера. 3
1.3 Показатели процесса электролиза. 3
2 Расчётная часть. 4
2.1 Материальный баланс. 4
2.1.1 Производительность электролизера. 4
2.1.2 Расчёт прихода сырья в электролизёр. 4
2.1.3 Расчёт продуктов электролиза. 4
2.1.4 Расчёт потерь сырья. 5
2.2 Конструктивный расчет. 6
2.2.1 Расчёт анодного устройства электролизера. 6
2.2.2 Расчёт катодного устройства. 7
2.2.3 Расчёт катодного кожуха. 8
2.3 Электрический баланс электролизёра. 9
2.3.1 Падение напряжения в анодном устройстве. 9
2.3.2 Падение напряжения в подине. 10
2.3.3 Доля падения напряжения от анодных эффектов. 10
2.3.4 Падение напряжения в электролите. 10
2.3.5 Падение напряжения в ошиновке электролизёра. 11
2.4 Тепловой баланс электролизёра. 11
2.4.1 Расчет прихода тепла. 11
2.4.2 Расчёт расхода тепла. 12
2.5 Расчёт цеха. 13
Список использованных источников. 16
Уже есть:
1) автособираемое Содержание! После выполнения КП его просто обновить,
2) все заголовки и текст отформатированы, страницы установлены
НО!!!! Надо будет ещё внимательно посмотреть весь КП, всё ли там по «Требованиям к учебным документам»
Введение
Пишете своё Введение
Описательная часть
1.1 Состав промышленного электролита Пишете свои вопросы
Электролит – это…….
1.1.1 Требования к электролиту и подвопросы
Так как электролит – это среда, в которой протекают основные электрохимические превращения в алюминиевой ванне, то к составу и свойствам электролита выдвигается целый ряд обязательных условий:
|
1.
Состав и свойства промышленного электролита
Конструкция электролизера с СОА
Катодное устройство
Катодное устройство алюминиевого электролизера предназначено ……….
Анодное устройство
Анодное устройство алюминиевого электролизера, являясь одним из электродов, предназначено для подвода тока в зону непосредственного протекания процесса электролиза.
Ошиновка электролизера
Ошиновка является токонесущим элементом конструкции электролизера и состоит из двух частей — анодной и катодной.
Показатели процесса электролиза
Расчётная часть Здесь расчёт как в Рабочей тетради, можете добавлять пояснения к расчётам
Материальный баланс
В процессе электролиза криолитоглинозёмного расплава расходуется глинозём, фтористые соли и угольный анод. При этом образуется расплавленный алюминий и газообразные оксиды углерода.
Расчет веду на основании заданных параметров:
- сила тока I = кА
- анодная плотность тока dа = А/см2
- выход по току η = %
Расход сырья N, кг на получение 1 кг алюминия
- глинозем, NГ =
- фтористый алюминий, NФа =
- фтористый кальций, NCа =
- анодная масса, NМ =
Проектируемый цех состоит из ___ серий. Для упрощения расчёты проводятся на один час работы электролизёра.
Производительность электролизера
Производительность электролизера РА1, кг рассчитывается на основе закона Фарадея:
РА1 = j * I * τ * η (1)
где j - электрохимический эквивалент алюминия 0,335 кг/(кА*ч);
I - сила тока, кА;
τ - время, час;
η - выход по току, д. е.
P А1 =
Расчёт прихода сырья в электролизёр
Приход материалов в электролизёр рассчитывают исходя из норм расхода на 1кг алюминия и производительности электролизёра в час PAl. Затраты по сырью составят:
|
- глинозема RГ, кг
RГ = PAl * NГ (2)
RГ =
- фтористых солей (АlF3,СаF2 ) RФ, кг
RФ =PAl * (NФа + NCa) (3)
RФ =
- анодной массы Rм, кг
RМ = PAl * NМ (4)
RМ =
Расчёт потерь сырья
Теоретический расход глинозема составляет 1,89 кг на 1 кг алюминия. Перерасход глинозема объясняется наличием в его составе примесей и механическими потерями. Тогда потери глинозема G, кг составят:
G = PAl * (Nг - 1,89) (13)
G =
Потери углерода Rуг, кг рассчитывают по разности прихода анодной массы RМ и расхода углерода, связанного в окислы:
Rуг = RМ - (mсco2 + mcco) (14)
Rуг =
Приход фторсолей принимаем равным их расходу. Результаты расчёта сводим в таблицу 1.
Таблица 1-Материальный баланс электролизера на силу тока кА
Приход | кг | % | Расход | кг | % |
Глинозем |
|
| Алюминий | ||
СО2 | |||||
СО | |||||
Анодная масса |
|
| Потери: | ||
Глинозем | |||||
Фтористые соли | |||||
Фтористые соли | Анодная масса | ||||
Всего | 100 | Всего | 100 |
Конструктивный расчет
Конструктивный расчет определяет основные проектные параметры электролизера: длину и ширину самообжигающегося анода, количество токоподводящих штырей, размеры шахты и кожуха катодного устройства и другие.
Расчёт катодного устройства
Катодное устройство электролизёра предназначено для создания необходимых условий для протекания процесса электролиза в криолитоглиноземном расплаве. Катодное устройство состоит из
Внутренние размеры шахты электролизера рассчитывают исходя из длины анода (формула 16) и принятых расстояний от анода до стенок боковой футеровки (рисунок 1). Для электролизёра типа С-8БМ установлено, что расстояние
- от продольной стороны анода до футеровки, а = 63,5 см
- от торца анода до футеровки, в = 50 см.
Рисунок 1 - Схема анода и шахты электролизёра
Тогда длина Lш, см и ширина Вш, см шахты определяются:
Lш = Lа + 2*в; (21)
|
Lш =
Вш = Ва + 2*а (22)
Вш =
Катодное устройство электролизёра имеет сборно-блочную подину, смонтированную швом вперевязку из коротких и длинных прошивных блоков. Отечественная промышленность выпускает катодные блоки высотой hб = 40 см, шириной bб = 55 см, и длиной l б от 110 до 400 см. При ширине шахты см применяют катодные блоки:
- короткие l кб = 160 см
- длинные l дб = 220 см
Число секций в подине, Nс определяют исходя из длины шахты:
Nс = (23)
где Lш – длина шахты, см;
bб – ширина подового блока;
с – ширина шва между блоками, 4 см.
Общее число кисло катодных блоков Nб, равно:
Nб = Nс * 2 (24)
Nб =
Подина данного электролизера монтируется из катодных блоков, уложенных в два ряда по штук с перевязкой центрального шва. Межблочные швы при монтаже подины набиваются холоднонабивной подовой массой. Для отвода тока от подины в подовые блоки вставлены стальные катодные стержни (блюмсы):
- для блока 160 см длина блюмса 219 см;
- для блока 220 см длина блюмса 279 см.
Ширина периферийных швов от подовых блоков до футеровки будет равна:
- в торцах подины, bт,
bт = (25)
bт =
- по продольным сторонам, bп:
bп = (26)
bп =
Глубина шахты электролизёра С-8БМ равна 56,5 см.
Расчёт катодного кожуха
Внутренние размеры катодного кожуха определяются из рассчитанных ранее размеров шахты электролизёра (формулы 21, 22) и толщины слоя теплоизоляционных материалов.
Длина катодного кожуха Lк, см:
Lк = Lш + 2 (Пу + 3,5), (27)
где: Lш - длина шахты, см;
Пу – толщина угольной плиты;
3,5 – толщина теплоизоляционной засыпки в торцах электролизёра, см.
Lк =
Ширина катодного кожуха Вк, см:
Вк = Вш + 2 (Пу + 5), (28)
где Вщ - ширина шахты, см;
5 – толщина теплоизоляционной засыпки в продольных сторонах электролизёра, см.
Вк =
Футеровка днища катодного кожуха выполняется следующим образом (снизу - вверх):
|
- теплоизоляционная засыпка 3-5 см;
- два ряда легковесного шамота или красного кирпича толщиной 6,5 см;
- три ряда шамотного кирпича по 6,5 см;
- угольная подушка 3-5 см;
- подовый блок 40 см.
Тогда высота катодного кожуха Нк, см будет:
Нк = 5 + 5* 6,5 + 3 + Нш + hб (29)
где: Нш - глубина шахты, см;
hб– высота подового блока, см.
Нк =
Принимаю катодный кожух контрфорсного типа с днищем. Число контрфорсов равно ____, по ____ с каждой продольной стороны. Стенки катодного кожуха изготовлены из листовой стали толщиной 10 мм, днище – 12 мм. Кожух снаружи укреплен поясами жесткости из двутавровых балок или швеллеров, а также имеет рёбра жёсткости.
Падение напряжения в подине
Падение напряжения в подине, UП мВ смонтированной из прошивных блоков, определяется по уравнению М.А. Коробова и А.М. Цыплакова:
UП = (32)
где lпр - приведенная длина пути тока, см (33);
ρбл - удельное сопротивление прошивных блоков принимаем 3,72*10-3 Ом*см;
Вш - половина ширины шахты ванны, см;
Вбл - ширина катодного блока с учётом набивного шва, см (34);
a - ширина настыли, равна расстоянию от продольной стороны анода до боковой футеровки, см;
Scт – площадь сечения блюмса, см2 (35);
da - анодная плотность тока, А/см2.
Приведенную длину пути тока по блоку lпр, см определяем по уравнению:
(33)
где hбл - высота катодного блока, см;
hст - высота катодного стержня, 14,5 см;
Вст - ширина катодного стержня, 26 см
lпр =
Ширина катодного блока с учетом набивного шва Вбл,см равна:
Вбл = bб + с, (34)
где bб – ширина подового блока, см;
с – ширина набивного шва между блоками, см.
Вбл =
Площадь сечения катодного стержня с учетом заделки равна:
Sст = hст * Вст (35)
Sст =
Тогда падение напряжения в подине UП, мВ составит:
UП =
Расчет прихода тепла
Приход тепла от прохождения электрического тока Qэл, кДж определяется по уравнению:
Q эл = 3600 * I * Uгр * τ (39)
где 3600 – тепловой эквивалент одного кВт*ч, кДж;
I – сила тока, кА;
Uгр – греющее напряжение, В (из таблицы 2);
τ – время, часы.
Q эл =
Приход тепла от сгорания угольного анода Qан, кДж определяется:
Qан = Р1СО2 * ∆HTCO2 + Р1СО * HTCO (40)
где Р1СО2 и Р1СО – число киломолей оксидов углерода; определяется по формулам (10 и 11);
∆НТСО2 и ∆НТСО – тепловые эффекты реакций образования СО2 и СО при 25°С (298 К):
∆H298СО2 = 394070 кДж/кмоль
∆H298СО = 110616 кДж/кмоль
(41)
|
(42)
Р1СО =
Qан =
Расчёт расхода тепла
На разложение глинозема расходуется тепла QГ, кДж:
QГ = R1Г * ∆HTГ (43)
где ∆HTГ - тепловой эффект образования Al2O3 при 25˚С (298 К), равный 1676000 кДж/кмоль.
(44)
R1Г =
QГ =
Потери тепла с выливаемым из ванны алюминием рассчитываются, исходя из условия, что количество вылитого алюминия соответствует количеству наработанного за то же время.
При температуре выливаемого алюминия 960°С энтальпия алюминия ∆HT1Al составляет 43982 кДж/кмоль, а при 25°С энтальпия алюминия ∆HT2Al равна 6716 кДж/кмоль. Отсюда, потери тепла QAl, кДж с выливаемым алюминием составят:
QAl = Р1Al * (∆HT1Al - ∆HT2Al) (45)
где Р1Al - количество наработанного алюминия, кмоль определяемое по формуле:
(46)
Р1Al =
QAl =
Унос тепла с газами при колокольной системе газоотсоса рассчитываем, принимая, что разбавление газов за счет подсоса воздуха в систему отсутствует. В этом случае ведем расчет на основные компоненты анодных газов – оксид и диоксид углерода. Тогда унос тепла с газами Qгаз, кДж будет равен:
Qгаз = Р1СО * (HT1CO - HT2CO) + Р1СО2 * (HT1CO2 - HT2CO2), (47)
где Р1СО и Р1СО2 – количество CO и CO2, кмоль
HT1CO – энтальпия СО при температуре 550 °С, равна 24860 кДж/кмоль
HT2CO – энтальпия СО при температуре 25 °С, равна 8816 кДж/кмоль
HT1CO2 – энтальпия СО2 при температуре 550 °С, равна 40488 кДж/кмоль
HT2CO2 – энтальпия СО2 при температуре 25°С соответственно, 16446 кДж/кмоль
Qгаз =
Потери тепла в окружающую среду определяются на основании законов теплоотдачи конвекцией, излучением и теплопроводностью. Так как электролизер представляет собой сложную систему, изготовленную из различных материалов, для упрощения расчетов, потери тепла конструктивными элементами электролизёра QП, кДж определяются по разности между приходом тепла и расходом по рассчитанным статьям:
Qп = (Q эл + Qан) - (QГ + QAl + Qгаз) (48)
Qп =
Таблица 3 - Тепловой баланс электролизера на силу тока кА
Приход тепла | кДж | % | Расход тепла | кДж | % |
От прохождения электроэнергии |
|
| На разложение глинозёма | ||
С вылитым металлом | |||||
От сгорания угольного анода |
|
| С отходящими газами | ||
Конструктивными элементами и с поверхности электролизёра | |||||
Итого | Итого |
Содержание
Введение. 2
1 Описательная часть. 3
1.1 Требования к промышленному электролиту. 3
1.1.1 Свойств промышленного электролита. 3
1.2. Конструкция электролизера с СОА.. 3
1.2.1. Катодное устройство. 3
1.2.2 Анодное устройство. 3
1.2.3 Ошиновка электролизера. 3
1.3 Показатели процесса электролиза. 3
2 Расчётная часть. 4
2.1 Материальный баланс. 4
2.1.1 Производительность электролизера. 4
2.1.2 Расчёт прихода сырья в электролизёр. 4
2.1.3 Расчёт продуктов электролиза. 4
2.1.4 Расчёт потерь сырья. 5
2.2 Конструктивный расчет. 6
2.2.1 Расчёт анодного устройства электролизера. 6
2.2.2 Расчёт катодного устройства. 7
2.2.3 Расчёт катодного кожуха. 8
2.3 Электрический баланс электролизёра. 9
2.3.1 Падение напряжения в анодном устройстве. 9
2.3.2 Падение напряжения в подине. 10
2.3.3 Доля падения напряжения от анодных эффектов. 10
2.3.4 Падение напряжения в электролите. 10
2.3.5 Падение напряжения в ошиновке электролизёра. 11
2.4 Тепловой баланс электролизёра. 11
2.4.1 Расчет прихода тепла. 11
2.4.2 Расчёт расхода тепла. 12
2.5 Расчёт цеха. 13
Список использованных источников. 16
Уже есть:
1) автособираемое Содержание! После выполнения КП его просто обновить,
2) все заголовки и текст отформатированы, страницы установлены
НО!!!! Надо будет ещё внимательно посмотреть весь КП, всё ли там по «Требованиям к учебным документам»
Введение
Пишете своё Введение
Описательная часть
1.1 Состав промышленного электролита Пишете свои вопросы
Электролит – это…….
1.1.1 Требования к электролиту и подвопросы
Так как электролит – это среда, в которой протекают основные электрохимические превращения в алюминиевой ванне, то к составу и свойствам электролита выдвигается целый ряд обязательных условий:
1.
Состав и свойства промышленного электролита
|
|
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!