Mga kagamitang elektrikal at automation ng mga planta ng electrolysis

Ang lahat ng mga electrodes sa electrolysis bath ay karaniwang konektado sa parallel, upang ang kasalukuyang ng electrolyzer ay binubuo ng kabuuan ng mga alon ng mga indibidwal na pares ng mga electrodes: sa kabaligtaran, ang boltahe sa paliguan ay katumbas ng boltahe sa mga pares ng mga electrodes . Ang mga electrolysis bath, sa turn, ay konektado sa serye, upang ang kabuuang boltahe ng pag-install ay umabot sa daan-daang volts. Ang isang pagbubukod ay ang mga pag-install ng agnas ng tubig na ginawa sa prinsipyo ng isang filter press, kung saan ang lahat ng mga electrodes ay konektado sa serye.

Dahil sa ang katunayan na ang mga alon sa mga electrolyzed na halaman at ang mga sukat ng mga halaman ay malaki, ang kasalukuyang sistema ng lead ay medyo branched, na may isang malaking bilang ng mga contact.

Sa fig. Ang 1 ay nagpapakita ng busbar diagram para sa aluminum electrolysis bath. Tulad ng makikita mo ito ay napakakomplikado, na nagbibigay ng bi-directional power supply sa pamamagitan ng makapangyarihang mga bus pack at ang paggamit ng mga flexible thermal expansion compensator.Bilang karagdagan, kung sakaling kinakailangan na idiskonekta ang mga paliguan sa panahon ng pag-aayos, ang mga jumper ay ibinigay na kumonekta sa mga cathode pack ng dalawang katabing paliguan, sa gayon ay inaalis ang isa sa mga ito.

kanin. 1. Busbar para sa aluminum electrolysis bath na may isang tuluy-tuloy na anode at side current supply: 1 — anode riser, 2 — anode busbar, 3 — compensation busbar, 4 — flexible anode busbars, 5 — pin busbar contact, 6 — cathode busbar rod , 7 — flexible cathode bus, 8 — package cathode bus.

Ang aluminyo at tanso ay ginagamit bilang materyal para sa mga riles, mas madalas na bakal. Pang-ekonomiyang kasalukuyang density sa electrolysis ay 0.3 — 0.4 para sa aluminum busbar, 1.0 — 1.3 para sa tansong busbar, 0.15 — 0.2 A / mm2 para sa bakal at cast iron busbar.

Ang cross-section ng mga gulong ay sinuri para sa pagkawala ng pag-igting (hindi hihigit sa 3%), para sa pagpainit (maximum na temperatura 70 ° C sa isang nakapaligid na temperatura na 25 ° C) at para sa mekanikal na lakas. Ang mga nakapirming contact na koneksyon ay ginagawa sa pamamagitan ng presyon (ang mga gulong ay naka-compress sa pagitan ng dalawang cast steel plate, hinihigpitan ng mga bolts) o hinangin. Ang mga plug contact ay naka-bolted. Ang wedge o eccentric clamp ay mas maaasahan at maginhawa.

Dahil sa kanilang mas mataas na kapangyarihan, ang mga planta ng electrolysis ay karaniwang pinapakain mula sa isang network na may mataas na boltahe, at ang mga espesyal na step-down na transformer ay ginagamit upang itugma ang boltahe ng supply sa boltahe ng mga halaman sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga yunit ng conversion upang i-convert ang three-phase alternating current sa direktang kasalukuyang .

Ang mga semiconductor rectifier na may makinis na regulasyon ng boltahe ay ginagamit sa pagpapagana ng mga planta ng electrolysis na may mataas na kapangyarihan, dahil ang kanilang kahusayan ay mataas (98 — 99%), ang mga ito ay mas maaasahan at matibay, madaling mapanatili, patuloy na handa para sa operasyon, tahimik at walang nakakalason na mga emisyon.

Kapag lumilikha ng makapangyarihang mga halaman ng electrolysis, kinakailangang isama ang mga balbula ng semiconductor nang kahanay, at kung minsan ay magkakasunod, na nagiging sanhi ng mga paghihirap dahil sa isang tiyak na pagpapakalat ng kanilang mga katangian. Upang ipantay ang kasalukuyang pamamahagi sa pagitan ng mga balbula sa parallel na koneksyon at ang boltahe sa serye, ginagamit ang mga espesyal na solusyon sa circuit.

Dahil ang mga balbula ng semiconductor ay hindi makatiis ng makabuluhang kasalukuyang at boltahe na labis na karga, ginagamit ang mga espesyal na proteksiyon na aparato na nag-short-circuit sa mga balbula kung sakaling mabigo at pinapatay ang mga ito kapag ang isang mapanganib na pagtaas sa boltahe o kasalukuyang operating ay nangyayari.

Ang regulasyon ng rectified boltahe sa mga pag-install na may semiconductor diodes ay posible lamang sa AC side. Para dito, ginagamit ang paglipat ng mga hakbang ng boltahe ng pangunahing step-down na transpormer o isang espesyal na transpormer ng kontrol na may isang remote step switch. Ang isang saturation reactor ay kasama sa bawat braso ng rectifier bridge para sa maayos na regulasyon ng boltahe.

Ang pag-aayos ng balbula ay karaniwang isinasagawa sa mga cabinet na ginawa para sa mga alon ng 13,000 at 25,000 A at para sa rectified boltahe ng 300 — 465 V. Ang pag-convert ng mga substation na nagpapakain ng mga planta ng electrolysis ay nakumpleto ng mga cabinet. Ang paglamig ng mga rectifier cabinet ay maaaring hangin o tubig.

Ang awtomatikong pagsasaayos ng mga yunit ng converter ay maaaring gawin sa tatlong paraan: para sa pare-pareho ang boltahe, para sa patuloy na kapangyarihan, para sa pare-pareho ang kasalukuyang.

Ang regulasyon ng boltahe ng DC ay nagbibigay din ng patuloy na kasalukuyang para sa mga proseso kung saan walang mga anode effect. Para sa mga planta ng aluminyo electrolysis, ang ganitong sistema ay hindi kasiya-siya, dahil sa paglitaw ng mga anodic effect, ang kasalukuyang sa isang serye ng mga paliguan ay bumababa at ang pagiging produktibo ng mga paliguan, lalo na sa sabay-sabay na anodic effect sa ilang mga paliguan. Sa kasong ito, hindi lamang ang pagiging produktibo ng isang serye ng mga paliguan ay maaaring bumaba ng 20 - 30%, kundi pati na rin ang thermal mode ng pagpapatakbo ng mga electrolysis bath ay nabalisa.

Sa patuloy na regulasyon ng kapangyarihan, ang huli ay pinananatili ng isang pare-parehong regulator; sa kaso sa itaas ang kasalukuyang serye ay bumaba ngunit mas mababa kaysa sa nakaraang kaso habang pinapataas ng regulator ang boltahe. Sa regulasyong ito, walang mga pagbabago sa pagkonsumo ng enerhiya, na kanais-nais para sa sistema ng kuryente, ngunit nangangailangan ng margin ng boltahe sa substation ng conversion.

Ang regulasyon ng DC ay ang pinakamahusay sa mga tuntunin ng pagtugon sa mga kinakailangan sa proseso. Gayunpaman, sa naturang regulasyon, sa kaganapan ng isang pagbaba ng boltahe sa supply network o ang hitsura ng isang anode effect, ang regulator ay nagdaragdag ng supply boltahe at pagtaas ng pagkonsumo ng enerhiya. Samakatuwid, ang control system na ito ay nangangailangan ng parehong boltahe at power reserves sa converter substation (karaniwang nasa loob ng 7-10%).

Kamakailan, nagsimula na ang trabaho sa paggamit ng mga parametric current sources para sa pagpapagana ng mga planta ng electrolysis, kung saan nangyayari ang anode effect, na awtomatikong nagpapatatag sa alternating current anuman ang mga pagbabago sa resistensya nito.

Karaniwan, ang mga electrolysis bath ay inilalagay sa kahabaan ng axis ng katawan ng gusali sa dalawa o apat na hanay, at ang power substation ay konektado sa katawan ng paliguan sa pamamagitan ng mga duct ng bus sa mga duct ng bus o sa pamamagitan ng mga rampa. Sa loob ng pabahay, ang mga busbar ay matatagpuan sa mga channel ng busbar sa magkabilang panig ng mga cell.

Diagram ng paggalaw ng mga ions sa panahon ng tansong electrolysis Electrolyte - ang solusyon ng tansong sulpate ay ibinuhos sa isang sisidlan at dalawang tansong plato (electrodes) ang ibinaba dito. Ang mga prosesong nagaganap sa panahon ng electrolysis ay tinalakay sa mga artikulo Ano ang electrolysis at Electrolysis - mga halimbawa ng pagkalkula.