Способ автоматического управления работой серии электролизеров

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()f71918

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено . 28 04.81 (2 ) 3298251/23 26 (51)M. Кл. с присоединением заявки №

С 25 В 1/28

G 05 О 27/00

1ооударстесииый комитет (28) П риоритет

Опубликовано 07.11.82, Бюллетень № 41

Дата опубликования описания по делам иаабретеиий и открытий (53) >ELK бб.012 — 5 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. Н, Леханов и А. В. Жестаков

Приморское ордена "Знак Почета" производственное объединение "Бор" им. 50-летия СССР (7!) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИ 1 РАБОТОЙ

СЕРИИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ

Изобретение относится к способам управления электрохимическими процессами в химической и металлургической промышленности, в частности процессам электросинтеза пербората натрия.

Известен способ управления электролизером путем регулирования температуры и периодической подпитки электролитом в зависимости от уровня в ванне )1).

Недостатком известного способа является нецелесообразность применения при непрерывно проходящем циркулирующем потоке электролита через электролизер.

Известен способ управления процессом электролиза путем изменения расхода электролита при постоянной токовой нагрузке в зависимости от температуры и концентрации электролита в зоне реакции (2).

К недостатку данного способа относится повышенный удельный расход энергии на серии электролизеров, так как не учитываются индивидуальные технологические характеристики каждого электролизера серии, а именно различное газонаполнение электролита на каждом электролизере, определяющее конструктивные н технологические характеристики отдельных электролизеров серии (неодинаковое состояние электродов, неодинаковое расстояние между электродами, неодинаковая скорость движения электролита через электролизер и т. п.).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления серией электролизеров путем стабилизации температуры электролита и изменения количества электролита на серию по токовой нагрузке и равномерного распределения электролита по всем электролизерам (3).

Однако данный способ не обеспечивает мини- мальных удельных затрат энергии, так как распределение электролита осуществляется равномерно независимо от индивидуальных технологических характеристик каждого электролизера (неодинакового состояния электродов, неодинакового расстояния между элсктродами и т. и.).

Цель изобретения — снижеппе удельных затрат энергии.

Поставленная цель достигается тем, что поцачу электролита на серию .элсктролизеров осуТаблица 1

Падение напряжения лри различном газонаполнении

Падение напряжения на электролизере (и, + о„), в

Злектролизер

Газонаполнение T, %

Падение напряжения в электролите U,, В

5,0

5,06

0,65

0,71

?О

3 971918 ществляют по величине токовой нагрузки серии, а количество электролита на каждый электролизер изменяют в зависимости от газонаполнения электро»ита после каждого электролизера и корректируют по величине среднего газонаполнения электролита по серии электролизеров.

На чертеже представлена схема реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом.

В электролизеры 1, снабженные датчиком Ip газонаполнения 2, л епрерывно поступает электро лит. Датчик 2 подключен к регулятору газонаполнения 3, соединенному с регулирующим органом подачи электролита 4 в электролизер

1. Дополнительно каждый датчик 2 подключен к вычислительному блоку 5 для определения среднего газонаполнения по серии электролизеров. Выход блока 5 подключен на регулятор 3 для коррекции количества электролита на электролизер 1. Регулятор 6 подключен к дат- эо чику токовой нагрузки по серии 7, а выход регулятора 6 полключен па исполнительшяй механизм 8 подачи электролита на серию электролизеров. Подача электролита на серию электролизеров 1 производится по величине токовой 5 нагрузки с помощью датчика 7, регулятора 6 и исполнительного механизма 8.

Количество электролита на каждый э»ектролизер 1 изменяют по величине газонаполнителя с помощью датчика 2, регулятора 3 и регулирующего органа 4 и корректируют по величине среднего газоналолнения, рассчитанной в блоке

5. Газонаполнение электролита определяют, например, по плотностям электролита и газожидкостной смеси.

При изменении технологических характеристик одного электролизера, например состояния электродов, величины их активной поверхности, изменится газонаполнение электролита данного -лектролизера, что вызовет изменение нагрузки

Qp по электролиту HR этот электролизер и измененение величины среднего газонаг лнения серии, по величине которой нагрузка по электролиту на остальные электролизеры будет скорректирована, т. е. газонаполнение всех электроли45 зеров будет одинаковым и равным среднему. и

Поддержание газонаполнения одинаковым на всей серии злектролизеров позволяет наи4 более оптимально нагрузить по электролиту каждый электролизер серии и снизить удельные затраты энергии на электролиз, Пример. Серия содержит 10 последовательно включенных электролизеров при токовой нагрузке J = 6000 А и производительности по готовому продукту V = 0,134 т/ч.

Подачу электролита на каждый электролизер. осуществляют из общего коллектора.

Приняв сумму падений напряжений (в проводниках первого рода, на образование продукта, на перенапряжение на аноде и катоде) одинаковой по всем электролизерам и равной

Оп = 4,35 "В, определяют падение напряжения (U ) в электролите в зависимости от газоналолнения (см. табл. 1 и табл. 2).

Тогда падение напряжения (+) на серии составит

1=hi

U,==,.X. (u ++u"„)

С 1=1 где М вЂ” число электролизеров.

Для серии из 10 злектролизеров при различном газонаполнении падение напряжения на серии

0 = 50,49 (см. табл. 1), а удельные затраты энергии на тонну продукта

30 ЪЬОО БОЛО ЬООО ЪЬО О ,„.64

=Я,1>8610 «6т

Ь

Для серии из 10 элекгролизеров при газонаполнении равном среднему падению напряжения на серии U = 50,30 В (см. табл. 2), а удельные затраты энергии на тонну продукта

0 3МОСз 5О,ЪО 6000.36ОО

Ч М 0114

=8,<080.Я v,бт.

Снижение удельных затрат энергии составит, %; р -р Я f>86 — а, око

Р o < „ 8 аС -ОЬ7 /,.

Использование способа управления позволит снизить удельные затраты энергии на

0,3-1,0%.

9 11918

Продолжение табл. 1

Электролизер

0,68

503

22

5,09

0,74

5,10

0,72

5,06

0,71

5,13

0,78

5,01

0,66

5,00

0,65

5,01

0,66

10

Среднее газонаполнение à — 17,8

Таблица 2

Падение напряжения при газонаполнении равном среднему

Газонаполнение Г, %

Электролизер

0,68

17,8

5 030

1 — 10 Падение напряжения 5,030 х 10 =- 50,30 на серии U

17,8

Среднее газонаполнение

Гаэонаполнение Г %

Падение напряжения в электролите 0„, В

Падение напряжения на серии U 50,49 с

Падение напряжения в электролите

U, В

Г

Падение напряжения на члектролизере (О + Ur) В

Падение напряжения на электролизере

<% "г1 В

9719)8

Улхюрмыг

Составитель О. Леханов

Т ехр ед А.Б абинец

Редактор О. Колесникова

Коррек;.ор M. Шароши

9 аказ 8496/11 Тираж 686

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам и зобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент",г. Уж:-орол, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ автоматического управления работой серии электролизеров путем изменения количества электролита на серию по величине токовой нагрузки, о т л и ч а ю гц и и с я тем, что, с целью снижения удельных затрат энергии, количество электролита на каждый электролизер изменяют B зависимости от гаэонаполнения электролита после каждого электролизера и корректируют по величине гаэонаполнения электролита но серии злектролизеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Галкин Н, П, и др, Технология фтора.

М., Атомиздат, 1968, с. 106.

2. Огородник А. В, Автоматическое управление злектрохимичсскими производствами, Киев, "Техника", с, 13 — 15.

3. Ломакин И. Л. и др. Автоматизация хлорных производств. М, "Химия", с. 166—

167.