 |
2.3. Электрохимические и электротермические установки
|
|
|
|
Задание на 5.
1. Электрооборудование электролизных производств.
2. Принцип действия электрохимической установки
2. 3. Электрохимические и электротермические установки
Электролиз - это явление выделения вещества на электродах при прохождении через электролит тока, процессы окисления и восстановления на электродах, сопровождающиеся приобретением или потерей частицами вещества электронов.
Электролизер - это ванна, в которой процесс идет с поглощением электрической энергии.
Принцип действия можно рассмотреть на схеме электролизера с анодным растворением и катодным осаждением (рис. 13. 1).
Рисунок 13. 1 – Схема электролизной установки
Основными элементами установки являются; электролит (1), электроды (2) и источник питания (3).
Напряжение на электролизной ванне (и) состоит из трех составляющих
(11. 2)
где 
- напряжение электрохимического рaзложения вещества, В;
- приэлектродное напряжение (на аноде и катоде), В;
- напряжение в электролите, В.
Около поверхности электродов образуется двойной электрический слой, который противодействует подходу и выходу ионов. Для ослабления противодействия применяются:
- циркуляция электролита, для выравнивания температуры;
- вибрация электродов;
- импульсный источник питания.
В промышленности электролиз металлов и исходная среда определяются электрическим потенциалом выделяемого металла.
Электролиз меди применяется для получения чистой электролитической меди из черновой (полученной после плавки в печах) и для извлечения ценных металлов, находящихея в ней.
Процесс ведется в электролизных ваннах.
|
|
|
Анодом является литая черновая медь в виде плит толщиной 35 - 45 мм и массой около 300 кг.
Катодом является электролитическая (чистая) медь в виде пластин толщиной 0, 6... 0, 7 мм, подвешенных на ушках между анодами. Расстояние между соседними анодами и катодами 35 - 40 мм.
Электролитом, которым заполняется ванна, является водный раствор медного купороса, подкисленный серной кислотой для уменьшения сопротивления.
При пропускании через ванну электрического тока черновая медь анодов растворяется, чистая медь осаждается на катодах, а благородные металлы (некоторые примеси тоже) выпадают в осадок или переходят в раствор (например, никель).
В целях выравнивания концентрации ионов меди у электродов и обеспечения необходимой температуры применяется прямая циркуляция электролита, который подается снизу и сливается сверху ванны.
Электрооборудование электролизных производств.
Питание электролизных установок постоянным током осуществляется от генераторов постоянного тока или полупроводниковых выпрямительных агрегатов, преобразующих переменный ток промышленной частоты в постоянный (выпрямленный).
Наибольшее распространение получили выпрямительные агрегаты, имеющие КПД 97 - 98 %.
Преобразовательная подстанция (ППС) состоит из:
• распределительного ycтpoйства (РУ) переменного тока;
• силовых трансформаторов с регулированием напряжения;
• полупроводниковых агрегатов;
• РУ постоянного тока;
• потребителей собственных нужд.
Силовые трансформаторы (трехфазные) имеют устройство регулирования напряжения на стороне ВН (ПБВ - переключение без возбуждения или РПН - регулирование под нагрузкой).
Количество вторичных обмоток определяется числом блоков с полупроводниковыми выпрямителями.
Обмотку ВН выполняют из алюминиевой ленты. или проволоки, а обмотки НН - из алюминиевой ленты ширина которой соответствует длине магнитного сердечника.
|
|
|
Охлаждающая среда - силиконовое масло.
Наибольшая глубина регулирования необходима при пуске электролизных установок.
Для этой цели установлено устройство переключения сетевой обмотки со «звезды» на «Треугольник», обеспечивающее плавность пуска.
Нередко для изменения коэффициента трансформации применяют трехфазный автотрансформатор, который устанавливается перед силовым трансформатором и имеет такую же проходную мощность.
Обычно грубое регулирование осуществляется ступенями (ПБВ), внутри которых плавное регулирование (РПН).
Выпрямительные агрегаты выполняются с неуправляемыми. и управляемыми вентилями.
|
|
|
