Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Производство алюминия 2

Тип Реферат
Предмет Промышленность и производство
Просмотров
1295
Размер файла
337 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Производство алюминия 2

Содержание

Введение

1 Технологическая часть

2 Расчетная часть

2.1 Конструктивный расчет

2.2 Материальный расчет

2.3 Электрический расчет

2.4 Энергетический расчет

Список литературы


Введение

Основоположниками электрического способа производства алюминия являются Поль Эру во Франции и Чарльз Холл в США.

23 апреля 1886 года Поль Эру и 9 июля того же года Чарльз Холл заявили, независимо друг от друга аналогичные патенты на способ получения алюминия электролизом глинозема, растворенного в расплавленном криолите. Эти даты следует считать началом возникновения алюминиевой промышленности. В последующие годы электролитическое производства алюминия стало развиваться чрезвычайно интенсивно.

К началу текущего столетия производство алюминия существовало в шести странах: Швейцарии, Франции, США, Германии, Англии и Австрии. В настоящее время производство алюминия осуществляется на более ста электролизных и глиноземных заводов мира.

Алюминиевая промышленность, созданная в нашей стране, занимает одно из ведущих мест в мире, как по объемам производства, так и по технической оснащенности. В августе 1929 года правительство приняло решение о строительстве первых в СССР алюминиевых заводов.

Наибольшее развитие, алюминиевая промышленность, получила с вводом в действие мощных алюминиевых заводов, оборудованными электролизерами с верхним токоотводом и, особенно, таких гигантов цветной металлургии как Братский и Красноярский алюминиевые заводы. На базе электроэнергии гидроэлектростанций рек Сибири и Волги были пущены заводы: Волгоградский (1959г.), Иркутский (1962г.), Красноярский (1964г.), Братский (1966г.) и д.р.

В настоящее время существенно изменяется технологическая оснащенность алюминиевых заводов, характерны не только высокие темпы роста производства металла, но и стремление к максимальной механизации трудоемких процессов улавливанию и регенерации солей, фтора, перехода от выпуска чушкового металла к производству полуфабрикатов, широкому использованию систем управления, максимальной рационализации процесса электролизера.

Технологическое перевооружение алюминиевых заводов выдвигает их в число наиболее совершенных в мировой алюминиевой промышленности.


1. Технологическая часть

Электролиз алюминия является материалоемким процессом. В качестве основного сырья для производства алюминия используется глинозем. Глинозем должен быть чистым, содержать минимальное количество влаги, хорошо растворяться в электролите, не давать осадков в электролизере на подине и иметь низкую степень пыления.

Основной средой, в которой протекает процесс электролиза, является электролит. Основными компонентами является криолит (Na3AlF6), фтористый алюминий (AlF3) и глинозем (Al2 О3). Электролит промышленных электролизеров отличается от криолита некоторым избытком фтористого алюминия, что характеризуется криолитовым отношением электролита (к.о.), молекулярным отношением NaF:AlF3.

Помимо основных компонентов, электролит содержит в небольших количествах некоторые другие вещества, образующихся за счет примесей, вносимых с сырьем или вводимых специально для улучшения физико-химических свойств расплава СаF2, MgF2, NaCe, LiF.

Для чистого криолита к.о. = 3, электролит с таким к.о. считается нейтральным. Электролиты, содержащие избыток NaF и к.о. > 3 - называются щелочными, а электролиты, имеющие избыток AIF3 и к.о. < 3 называются кислотными.

На практике к.о. электролитов поддерживается 2,6 - 2,8. Это обеспечивается избытком NaF в электролите в количестве 2,5 - 5%. На передовых заводах эксплуатирующих электролизеры с обожженными анодами, электролиты еще более кислые - к.о. поддерживают 2,2 - 2,4.

Состав электролита

Na3AlF6 (криолит) 70 - 90%;

Al2 О3 (оксид алюминия) 1 - 10%;

СаF2, MgF2 от 6 - 9%.

Процесс электролиза алюминия проводят при t0 955 - 9650C.

Нормальная работа алюминиевых электролизных ванн характеризуется параметрами энергетического и технологического режима, рассчитанными при проектировании в зависимости от конструктивных особенностей электролизера. К этим параметрам относятся:

Сила тока - устанавливается в зависимости от размеров, конструкции и технологического состояния электролизеров.

Среднее напряжение - вычисляется по показаниям серийных счетчиков вольт/часов.

Рабочее напряжение - контролируется по показаниям вольтметров и поддерживается в пределах, оговариваемых рабочими технологическими инструкциями.

Среднее напряжение - состоит из рабочего напряжения, напряжения анодных эффектов и перепада напряжения в ошиновке между электролизерами.

Количество технологического алюминия - в электролизере характеризуется высотой столба (уровня) металла в шахте ванны. Уровень металла в силу высотой теплопроводности алюминия позволяет регулировать теплоотдачу электролизера.

Количество электролита - тоже характеризуется его уровнем в шахте ванны. Практика показывает, что оптимальный уровень электролита находится в пределах 150 - 180мм., для самообжигающихся анодов.

Анодные эффекты - подразделяют на тусклые (меньше 10В.), средние (менее 25В.), ясные (более 25В.). Анодные эффекты оказывают существенное влияние на тепловой режим электролизера.

Форма рабочего пространства - нормально работающего электролизера характеризуется обязательным наличием защитного гарнисажа в зоне электролита, круто падающей настыли в зоне металла и отсутствием осадка и настыли на подине под анодом.

Перепад напряжения - в подине электролизера во многом зависит от формы рабочего пространства ванны и определяется путем измерения приборами, составляет 0,3 - 0,4В.

Основными технологическими параметрами, определяющими правильность формирования самообжигающегося анода, являются высота конуса стекания, уровень и температура жидкой анодной массы.

Для конструкции с верхним токоподводом - минимальное расстояние от штырей до подошвы анода, число горизонтов, на которых установлены штыри, высота выступающих частей конструкций, применяемых для охлаждения жидкой части анода.


2. Расчетная часть

2.1 Конструктивный расчет электролизера

Сила тока (J) 155 кА;

Анодная плотность (da) 0,68 А/см2;

Ширина анода (Вa) 2750мм.;

Высота конуса спекания (hк) 1300мм.;

Высота уровня жидкой анодной массы (hж) 350мм.;

Уровень электролита (hэ) 180мм.;

Уровень металла (hм) 300мм.;

Толщина корки электролита (hч) -50мм.

При конструктивном расчете определяются основные размеры электролизера.

Определение размеров анода

По заданной силе тока J = 155кА, и анодной плотности тока da = 0,68, определенной по зависимости тока da = 0,68, определенной по зависимости анодной плотности от Аллы тока, определяем площадь сечения анода:

Приняв ширину анода = 2750мм., находим длину анода:

Высота анода , складывается из высоты уровня жидкой анодной массы:

и высоты конуса спекания:

Внутренние размеры шахты

Их определяют с учетом найденных размеров анода и выбранного расстояния анода от боковой и торцевой стенок бортовой футеровки кожуха.

Расстояние от продольной стороны анода до боковой футеровки

до торцевой футеровки

1. Внутренняя сторона шахты ванны

2. Внутренняя длина шахты ванны

3. Глубина шахты ванны

Определяем уровнем технологического

уровнем электролита

толщиной корки электролита с глиноземом

Расчет анодных штырей

Длина стальной части штыря 1950мм.

Диаметр верхней части 138мм.

Диаметр нижней части 100мм.

Длина конусной части 1080мм.

Длина штыря со штангой 2700мм.

Длина алюминиевой части 750мм.

Определяем средний диаметр штыря:

Среднее значение штыря:

Общее сечение штырей в аноде:

Плотность тока в стальной части штырей:

Средняя токовая нагрузка на 1 штырь, принимается 2160А (max 2200A).

Конструкция катода

Основные размеры конструктивных элементов сборноблочного катодного устройства определяется найденными геометрическими размерами выпускаемых промышленностью прошивных угольных блоков и стальных токопроводящих стержней.

Размеры подовых блоков выбираем:

400 х 500 х 2000

где

Подовые секции укладывают в подину с шириной шва

Количество катодных секций

т.к. расстояние между катодными секциями, будет при таких данных слишком мало, принимаем

Расстояние между катодными блоками и боковой футеровкой шахты:

Расстояние между катодными блоками и боковыми блоками в торцах шахты

Разметы катодного кожуха зависят от геометрических размеров шахты ванны и толщены слоя футеровочных и теплоизоляционных материалов.

асбестовый лист, толщина ;

шамотная крупка засыпка на дне 50мм.

стороны борта 50мм.

Кирпичная футеровка включает Р рядов шамотного и Q рядов легковесного шамотного кирпича, всего 4-6 рядов.

Углеродистая подушка из подовой массы

Расчет внутреннего размера кожуха

Внутренние размеры определяются внутренними размерами шахты ванны и толщиной слоя теплоизоляционных материалов. При условии применения в качестве боковой футеровки угольных плит толщиной 200мм. и теплоизоляционного слоя толщиной 50мм., а для подины шахты ванны, кроме катодных блоков высотой 400мм. теплоизоляционного слоя из 5 рядов кирпича по 65мм.

Внутренние размеры катодного кожуха составят:

длина

ширина

высота

Расчет плотности тока в одном катодном стержне

Выбираем катодные стержни размером 115 х 230 х 2590, катодные блоки 30 штук.

Полученные данные оформляем в сводную таблицу №1.

Таблица 1 - Сводные данные

Наименование показателейЕд. измеренияЗначение
Сила токакА155
Выход по току%86
Анодная плотность токаа/см20,68
Количество катодных блоковшт.30
Размер анодного массивамм.8440 х 2750
Размер шахтымм.9440 х 4050
Глубина шахтымм.550
Количество штырейшт.72

2.2 Материальный расчет электролизера

При производстве алюминия в процессе электролиза криалитно-глиноземного расплава расходуется глинозем и угольный анод с образованием газообразных окисей и двуокиси углерода. Кроме того, в результате испарения электролита и разложения его составляющих химическими соединениями, поступающими в виде примесей, а также в результате пылеуноса вентиляционными газами из процесса постоянно выбывает некоторое количество фтористых солей и глинозема. В случае применения самообжигающегося анода, часть анодной массы выбывает из процесса в виде летучих составляющих ее коксование.

При материальном расчете определяют производительность электролизера и расход сырья на производство алюминия.

производительность электролизера (Р), при силе тока J = 155А и принятом выходе по току = 86% составляет:


где 0,3354 - электрохимический эквивалент для ;

- сила тока;

- выход по току.

Р = 44,79 кг/г - такое количество сырца требуется для ведения технологического процесса.

Расходные коэффициенты

Таблица 2 - Расходные коэффициенты

НаименованиеЗначение
Глинозем1915-1920кг/г.
Криолит свежий2кг/ч.
Фтористый алюминий26-28кг.
Криолит флотационный45-47кг.
Анодная масса525-530кг.

Содержание отходящих газов СО2

СО

60%

40%

Содержание углерода в анодной массе96%
Содержание связующий ванн массе30%
Выход угольной пены30кг/ч.
Содержание фторсолей в угольной пене70%
Выход пены з анодной массы6%
КПД напольного укрытия по фтору80%

На получение сырца - 44,79кг/ч., необходимо израсходовать:

глинозема

1,920 * 44,79 = 85,99кг/ч.

свежего криолита

0,002 * 44,79 = 0,0896кг/ч.

фтористого алюминия

0,028 * 44,79 = 1,25кг/ч.

криолита вторичного

0,047 * 44,79 = 2,1кг/ч.

анодной массы

0,530 * 44,79 = 23,74кг/ч.

Итого: 113,17кг/ч.

При получении сырца, Р = 44,79кг/ч., выделяется кислород. 48; где 48 и 54 количество молей и в глиноземе.

44,79 / 54 * 48 = 39,8кг.

Из этого количества кислорода перейдет в состав и .

Расход количества углерода, который окисляется кислородом, выделяющиеся в результате электрохимического разложения глинозема, принимаем состав анодных газов.

= 60%;

= 40%.

= 39,8 * 60 * 2 / (2 * 60 + 40) = 29,9кг/ч.

= 39,8 * 40 / (2 * 60 + 40) = 9,95кг/ч.

Потери глинозема составляют:

(1,92 - 1,89) * 44,79 = 1,34кг/ч.

где 1,89 - теоретический расход глинозема.

Отсюда отсчитываем количество углерода связанного двуокись углерода (углеродистый) газ.

в окись углерода СО (угарный газ)

где 16; 12 - молекулярная масса и .

Таким образом при получении 44,79кг/ч. сырца выделяется:

= 29,9 + 11,21 = 41,1кг/ч.

= 9,95 + 7,46 = 17,4кг/ч.

Потери анодной массы с летучими при коксовании

0,530 * 44,79 * 0,3 * (1 - 0,8) = 1,42кг/ч.

с угольной пеной:

0,530 * 44,79 * 0,06 = 1.42кг/ч.

с примесями: (зола и т.д.)

0,530 * 44,79 - (1,42 + 1,42)] * (1 - 0,96) = 0,89кг/ч.

Потери фторсолей на пропитку угольной подины

ширина подины; Вш 4050

ширина анода; Lш 9440

удельная пропитка подины 230

коэффициент пересчета Fu криолита 1,842

срок службы электролизера 4 * 365 * 24

Потери фтора с угольной пены

0,060 * 44,79 * 0,7 = 1,88кг/ч.

где 0,060 - выход пены из анодной массы;

0,7 - содержание фторсолей в угольной пене.

Потери фтора в атмосферу корпуса электролизера

фтористый алюминий 1,25

свежий криолит 0,09

расход криолита вторичного 2,1

(0,09 + 1.25 + 2,1) - (0,4 + 1,88) * 0,2 = 0,23

где 0,40 - потери на пропитку угольной подины;

1,88 - потери F с угольной пены;

0,2 - коэффициент газов уходящих в атмосферу.

Потери фтора в газоочистку

(0,09 + 1,25 + 2,1) - (0,41 + 1,88) * 0,8 = 1,6кг/ч.

где 0,8 - 80% КПД начального укрытия по фтору.

По проведенным расчетам составляем материальный баланс процесса электролиза на один электролизер.


Таблица 3 - Материальный баланс электролизера на силу тока 155000А

Приход
Наименованиекг/час%
Глинозем85,9976
Свежий криолит0,08960,079
Фтористый алюминий1,251,10
Криолит вторичный2,11,86
Анодная масса23,7421
Итого:113100
Расход
Наименованиекг/час%
Алюминий44,7939,9

Анодные газы

41,1

17,4

36,6

15,4

Потери глинозема1,341,2

Потери анодной массы

- с летучими

с угольной пеной

с примесями

1,42

1,42

0,89

1,3

1,3

0,74

Потери фторсолей на пропитку подины0,460,40

Потери фтора

- с угольной пеной

- в корпус

- на газоочистку

1,88

0,23

1,6

1,7

0,21

1,43

Итого:112,5100

2.3 Электрический расчет электролизера

Электрический расчет электролизера выполняется с целью определения греющего, среднего и рабочего напряжения.

Исходные данные:

Сила тока 155кА

Выход по току 86%

Размер анода 2750 х 8440мм.

Площадь анода 227941

Высота столба анода 1600мм.

Количество штырей 72шт.

Анодная плотность тока 0,68А/см2

Размер шахты 4050 х 9440мм.

Глубина шахты 550мм.

Расстояние от анода до продольной

стенки шахты 650мм.

до торцевой стенки 550мм.

Количество подовых секций 15 х 2 = 30шт.

Сечение катодных стержней 115 х 230мм.

Ошиновка электролизера. Анодная ошиновка

Определяем общее сечение шин стояков, при этом принимаем плотность тока в шиноподводе 0,4

Принимает алюминиевые шины сечения 430 х 60мм, тогда число шин в стояках будет равно:

П = 387500 / (430 * 60) = 15 шт.

Катодная ошиновка

Катодная часть ошиновки состоит из гибких листпусков отводящих ток от катодных стержней подшин к катодным шинам. Сечение лент в пакете 1.5 х 200мм.

где 0,7 - плотность тока в лентах А/мм;

30 - количество пакетов

Тогда количество лент в одном пакете

Падение напряжения в анодной ошиновке

Падение напряжения в анодной ошиновке состоящей из стояков Lст - 3,0м. и анодных пакетов 9,9м. (размеры определяются конструкцией электролизера).

Сечение анодной ошиновки определено 387500 по которым протекает ток J = 155кА

где ча.о. - электросопротивление анодной ошиновки

Для определения электросопротивления анодной ошиновки - ча.о., необходимо найти удельное сопротивление , при средней t0500C.

Принимаем удельное электросопротивление при t0200C.

d = 0,004

Отсюда электросопротивление в анодной ошиновке будет равно:

Падение напряжения в аноде

При ориентированных расчетах определения падения напряжения в аноде используем уравнение:

Находим площадь сечения анода

Sa = 275 * 844 = 232100мм2

где к - количество штырей 72шт.;

- средне расстояние от торцов всех токоведущих штырей до подошвы;

- анодная плотность тока принимаем 0,7;

- вреднее удельное электросопротивление 0,008ом.см.

Среднее расстояние от торцов штырей до подошвы анода () может быть определено из выражения:

где - минимальное расстояние от торца штыря до подошвы анода 25см.;

nч - число горизонтов установки штырей принимаем 2;

- шаг между горизонтами 20.

Подставляем в формулу М.А. Коробова найденные значения:

Ua = 0,565 B

Принимает из практических данных, что падение напряжения штырь-штанга Uшт - 0,01В падение напряжения в контактах Uконт - 0,01В.

Падение напряжения в анодном узле

Состоит из суммы падений напряжения в аноде и контактах.

Падение напряжения в электролите

Где сила тока 15000А.

Р - удельное сопротивление электролита, 0,500ом.см. при К.О. 2,5;

- межполюсное расстояние 5,5см.

Sa - 232100см2

2 * (А + В) - периметр

(844 + 275) * 2 = 2238см.

Падение напряжения в катодном устройстве

Складывается из напряжения в подине, в частях катодных стержней, в соединительных пакетах, в контактах соединений стержень-пакет-ошиновка.

где - приведенная длина тока по катодному блоку.

- удельное сопротивление прошивных блоков, принимаем по данным ВАМН 3,72*10-3.

Вш - половина ширины шахты ванны.

а - ширина бортовой настыли шахты ванны, при условии оптимальной ее формы и составляет 60см.

- ширина катодного блока с учетом набивочного шва 55 + 4 = 59см.

Sст - площадь сечения катодного стержня 115 х 230 = 365см2.

ia - анодная плотность тока 0.7А/см.

Приведенную длину пути тока () по катодному блоку, вычисляем по уравнению:

где Н - высота катодного блока 40см.

и в - соответственно ширина и высота катодного стержня с учетом чугунной заливки = 13см. в = 26см.

Тогда

В формулу Коробова подставляем полученные значения:

Падение напряжения на участках катодных стержней на выступающих из подины участков катодных стержней.

Определяем исходя из следующих данных:

Общая площадь катодных стержней:

Sк = 115 *230 * 30 = 793500мм2

где 30 - количество стержней.

Длина выступающей части катодных стержней из конструктивного расчета

При этой температуре удельное электросопротивление стали составляет

Сопротивление стальных стержней

Исходя из полученных данных, определяем падение напряжения на участках катодных стержней.

Падение напряжения в алюминиевых соединительных лентах ΔUл

Определяем площадь сечения алюминиевых лент:

Конструктивная длина алюминиевых лент:

Удельное сопротивление алюминия при средней t0 лент 800C

.

Находим общее сопротивление в соединительных лентах


Падение напряжения в них составит:

Принимаем из практических данных катодные контакты 0,01В

Падение напряжения в катодном узле

Складывается из падения напряжения на подине, катодных контактов, падения напряжения на алюминиевых лентах и участках катодных стержней.

Напряжение разложения

Для электролизеров с полусухими анодами с верхним токоподводом напряжения разложения рассчитывается по формуле:

где

Падение напряжения от анодных эффектов

Определяем по формуле:

где - превышение напряжения в электролизере во время анодных эффектов.

t- продолжительность анодного эффекта.

n - количество вспышек.

24; 60 - количество минут в сутках.

Частота анодных эффектов от 0,5 - 1; выбираем 1 анодный эффект.

Напряжение от анодных эффектов от 35 - 50В; выбираем 35В.

Продолжительность анодных эффектов 2 - 3мин.; выбираем 2 минуты.

Расчет падения напряжения в ошиновке

Падение напряжения в катодной ошиновке при ее длине , площади поперечного сечения и удельном сопротивлении составит:

Греющее напряжение

Определяем по формуле:

где Uа.у. - падение напряжения в анодном узле.

Uк.у. - падение напряжения в катодном узле.

Uэл. - падение напряжения в электролите.

Uн.р. - направление разложения.

Uан.эф. - падение напряжения от анодного эффекта.

Суммируя все составляющие находим среднее напряжение:

Падение напряжения в общесерийной ошиновке принимаем по практическим данным 0,04В.

Отсюда

Удельный расход электроэнергии

где J - сила тока.

A - часовая производительность.

24 - количество часов в сутках


Баланс напряжения электролиза

Таблица 4 - Баланс напряжения электролиза

Статьи падения напряженияПадение напряжения
UгрUрабUсрВсего
В%

Анодные контакты

Анод

+

+

+

+

+

+

0,02

0,565

0,45

12,7

Итого в анодном устройстве+++0,58513,1

Электролит

Напряжение разложения

+

+

+

+

+

+

1,70

1,38

38,2

31

Итого в электролите+++3,0869,2

Подина

Контакты катодного узла

Катодный стержень

Катодные алюминиевые ленты

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

0,35

0,01

0,013

0,020

7,86

0,22

0,29

0,45

Итого в катодном устройстве+++0,3938,83

Продолжение Таблицы 4

Статьи падения напряженияПадение напряжения
UгрUрабUсрВсего
В%

Анодная ошиновка

Катодная ошиновка

-

-

+

+

+

+

0,18

0,13

4,04

2,9

Итого в ошиновке-++0,316,97

Падение напряжения

от анодного эффекта

общесерийная ошиновка

+

-

-

+

+

+

0,048

0,04

1,1

0,90

Всего:4,14,44,454,45100

2.4 Энергетический расчет электролизера

Нормальную работу электролизера можно обеспечить только при условии теплового равновесия, когда расход тепла в единицу времени равняется его приходу.

Энергетический расчет заключается в определении составляющих прихода и расхода энергии в процессе электролиза и в составлении теплового баланса электролизера на основании этих составляющих:

Исходные данные:

сила тока - 155кА

η - 86%

глинозем - 1920кг/т

анодная масса - 530кг

часовая производительность - 44,49кг/ч

электрохимический эквивалент - 0,336

Часовая производительность определяется по формуле:

где А - производительность.

J - сила тока

η - выход по току.

0,336 - электрохимический эквивалент.

А = 0,336 * 155 * 0,86

А = 44,79кг/ч

Зная А, определяем

Приход тепла

Qприх = Qреак + Qан + Qэн

где Qреак - тепло обратной реакции.

Qан - тепло от сгорания анода.

Qэн - тепло от электроэнергии.

Тепловые эффекты реакций протекают при электролизе, получены при t0

25 (2980К)

Qприх = 2191799, 86 кДж/ч

Расходные коэффициенты

Таблица 5 - Показатели расходных коэффициентов

Наименование глиноземаРасход на 1т. Расход на часов производительности
Глинозем1,92085,99
Анодная масса0,53023,74

1. От взаимодействия продуктов электролиза (или тепло обратной реакции)

Тепло обратной реакции определяем по формуле:

где - тепловой эффект реакции из Табл.№5 15681.

где - 0,86 - выход по току.

2. Использование тепла анодных газов СО2 и СО при охлаждении от 9600 до 5000С где Рсо2 и Рсо - число молей в час данных газов.

где m = 0,6 (60%), доля СО2 и СО в анодных газах.

Отсюда находим Qан * газов

где цифровые данные 24,886 и 15,238 из Табл.№5 и

3. Тепло от электроэнергии

Расход тепла

а) На электрохимическую реакцию

(на разложение глинозема)

б) На нагрев материалов

Температура окружающей среды 250С - загружаем сырье и доводим до t0 процесса 9600C

где

где - расход на часовую производите2ьность (табл.№5).

в) Тепло теряемое с отходящими газами СО2 и СО

и - число молей в час данных газов (определены ранее).

г) Тепло, теряемое наружными поверхностями электролизера

При расчете приняты t0 окружающего воздуха 2980К (250С), t0 поверхностей электролизера определяем замерами.

Тепло, теряемое, с рассчитываемых поверхностей, определяем как суммарные потери конвенций и излучение.

Расчеты ведутся по формуле:


где n - коэффициент разложения поверхности

En - степень черноты.

- коэффициент излучении.

20,53 - коэффициент излучения абсолютно черного тела.

S - площадь поверхности.

- в С0 поверхности воздуха.

- t0 в К поверхности воздуха.

Значения тепловых потерь заносим в Таблицу № 6.

Таблица 6 - Показатели тепловых потерь

Наименование участка поверхностиSм2Е

t0C

поверх.

t0C

возд.

nПотери тепла QкДж/ч

Катодный кожух

- вертикальная поверх-ть.

- горизонтальная поверх-ть.

- днище кожуха

38,4

6,99

45,23

0,89

0,89

0,71

0,8

0,8

0,8

105

205

102

25

25

25

2,6

3,3

1,6

117271,88

64683,55

100854,75

Катодные стержни

- вертикальные

- горизонтальные

2,86

4,14

0,71

0,71

0,8

0,8

160

160

25

25

2,6

3,3

13884

21431

Корка электролита4,110,6250253,349132,25

Поверхность анода

- горизонтальная

- вертикальная

- вертикальная

23,2

8,95

26,86

0,89

0,89

0,89

0,8

0,8

0,8

145

71

185

25

25

25

3,3

3,3

3,3

121105,66

15946,42

197644,70

Поверхность анодных штырей21,840,550,890252,637273

Газосборных колокол

- горизонтальная пов-ть.

- наклоненная пов-ть.

2,6

7,14

0,8

0,8

0,8

0,8

320

320

25

25

3,3

2,95

51413

138132

Всего потери тепла с поверхности928744

Всего потери тепла с поверхности Qпов = 928744кДж/ч

Определение площадей теплоотдавающих поверхностей

Катодный кожух

а) Sдн. = 9,940 * 4,550 = 45,23м2.

б) Sгор. = 45,23 - (9,44 * 4,05) = 6,99 м2.

в) Sвер. = (9,940 + 4,550) * 2 * 1,325 = 38,40 м2.

Катодные стержни

30 шт., выступают на 0,3м.

а) Sверт. = 30 * (0,23 * 0,155 + 2 * 0,300 * 0,115)

Sверт. = 2,86 м2.

б) Sгор. = Sгор. вв. + Sгор.ви. = 30 * 2 * (0,3 * 0,23)

Sгор = 4.14 м2.

Корка электролита

Газосборный колокол не доходит до кожуха на 1500м.

Sкор. = Р * 0,15

где Р - периметр внутренней поверхности катодного кожуха

Р = 2 * 9,44 + 2 * 4,05 = 26,98 м2.

Sкор = 26,98 * 0,15 = 4,1 м2.

Поверхность анода

а) Sгор. = 2,75 * 8,44 = 23,38 м2.

где Р - периметр анода.

б) Sв1 = Р * = 22,38 * 0,4 = 8,95 м2.

в) Sв2 = = 22,38 * 1,2 = 26,86 м2.

где - 0,400мм.

- 1,200мм.

Поверхность анодных штырей

dш = 1,38 на Н - 0,7м. количество 72 шт.

Sш = 72 * * d * Н = 72 * 3,14 * 0,138 * 0,7

Sш = 21,84 м2.

Поверхность газосборного колокола

а) Sнакл =0,26 * Рнакл = 0,26 * 27,46 = 7,14 м2.

б) Sгор = 0,1 * Ргор = 0,1 * 25,82 = 2,6 м2.

Потери тепла извлекаемые металлом определяются по формуле:

где Q - теплоемкость .

Q - 1,11кДж/ч/град.кг

А - производительность

Qме = 1,11 * (960 - 25) * 44,7

Qме = 46391,9Дж/час.

Расход тепла

Опеределяем из полученных данных:

Qрасх = Qразл + Qнагр + Qгаз + Qпов + Qме

Qрасх = 1060245 + 123992,4 + 32396 + 928774 + 46391,9

Qрасх = 2191799,3 кДж/ч

Таблица 7 - Тепловой баланс

Приход тепла
Статья кДж/ч%

Тепло реакции

Q реакции

114333,35,24

Тепло от анодных газов

32682,21.50

Тепло от подведенной энергии

Qэл

2044783,8693,25
Всего приход2191799,36100
Расход тепла
СтатьякДж/ч%

Энергия реакции

Qразл

106024548,64

Нагрев материалов

Qнагр

123992,45,7

Тепло с отходящих газов

Qгаз

323961,49

Тепло с поверхности

Qпов

92877442,1

Тепло с извлекаемым металлом

Qме

46391,92,13
Всего расход2191799,36100

Список литературы

1. Троицкий И.А., Железнов В.А. “Металлургия алюминия”, 1977.

2. Терентьев В.Г., Школьников Р.М., Гринберг И.С., Черных А.Е., Зельберг Б.И., Чалых В.И. “Производство алюминия”, 1998.

3. Янко Э.А., Лозовский Ю.Д., “Производство алюминия в электролизерах с верхним токоподводом”, 1976.

4. Справочник металлурга по цветным металлам “Производство алюминия”.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
159599
рейтинг
icon
3275
работ сдано
icon
1404
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
156450
рейтинг
icon
6068
работ сдано
icon
2737
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
105734
рейтинг
icon
2110
работ сдано
icon
1318
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
63 457 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
Тгу им. Г. Р. Державина
Реферат сделан досрочно, преподавателю понравилось, я тоже в восторге. Спасибо Татьяне за ...
star star star star star
РЭУ им.Плеханово
Альберт хороший исполнитель, сделал реферат очень быстро, вечером заказала, утром уже все ...
star star star star star
ФЭК
Маринаааа, спасибо вам огромное! Вы профессионал своего дела! Рекомендую всем ✌🏽😎
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Подогнать готовую курсовую под СТО

Курсовая, не знаю

Срок сдачи к 7 дек.

только что
только что

Выполнить задания

Другое, Товароведение

Срок сдачи к 6 дек.

1 минуту назад

Архитектура и организация конфигурации памяти вычислительной системы

Лабораторная, Архитектура средств вычислительной техники

Срок сдачи к 12 дек.

1 минуту назад

Организации профилактики травматизма в спортивных секциях в общеобразовательной школе

Курсовая, профилактики травматизма, медицина

Срок сдачи к 5 дек.

2 минуты назад

краткая характеристика сбербанка анализ тарифов РКО

Отчет по практике, дистанционное банковское обслуживание

Срок сдачи к 5 дек.

2 минуты назад

Исследование методов получения случайных чисел с заданным законом распределения

Лабораторная, Моделирование, математика

Срок сдачи к 10 дек.

4 минуты назад

Проектирование заготовок, получаемых литьем в песчано-глинистые формы

Лабораторная, основы технологии машиностроения

Срок сдачи к 14 дек.

4 минуты назад

2504

Презентация, ММУ одна

Срок сдачи к 7 дек.

6 минут назад

выполнить 3 задачи

Контрольная, Сопротивление материалов

Срок сдачи к 11 дек.

6 минут назад

Вам необходимо выбрать модель медиастратегии

Другое, Медиапланирование, реклама, маркетинг

Срок сдачи к 7 дек.

7 минут назад

Ответить на задания

Решение задач, Цифровизация процессов управления, информатика, программирование

Срок сдачи к 20 дек.

7 минут назад
8 минут назад

Все на фото

Курсовая, Землеустройство

Срок сдачи к 12 дек.

9 минут назад

Разработка веб-информационной системы для автоматизации складских операций компании Hoff

Диплом, Логистические системы, логистика, информатика, программирование, теория автоматического управления

Срок сдачи к 1 мар.

10 минут назад
11 минут назад

перевод текста, выполнение упражнений

Перевод с ин. языка, Немецкий язык

Срок сдачи к 7 дек.

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно