ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепловой баланс электролизера и выход по энергии из "Производство хлора методом диафрагменного электролиза" Тепловой баланс электролизера непосредственно связан с балансом напряжения. Подводимая к электролизеру электрическая энергия превращается в тепловую (в виде джоулева тепла), за исключением той части энергии, которая непосредственно расходуется на электрохимический процесс разложения раствора поваренной соли. [c.51] выделяющееся при электролизе, целесообразно использовать для повышения температуры процесса, что осуществляется путем теплоизоляции поверхностей электролитических ванн. Одновременно при этом улучшаются условия труда 5 отделении электролиза и снижаются затраты на вентиляционные установки. При высокой плотности тока и повышенном 13носе анодов тепловой баланс электролизера является настолько напряженным, что не возникает необходимость экономии тепла, а требуется его отвод во избежание перегрева электролизера. Дальнейшее повышение плотности тока в этом случае становится затруднительным. [c.51] Тепловой баланс электролизера зависит от плотности тока, с увеличением которой перепад напряжения на электролизере возрастает, тогда как напряжение разложения остается неизменным. В то же время тепловой баланс не является стабильным даже для данного электролизера, так как по мере увеличения износа анодов возрастает выделение джоулева тепла, что вызывает перераспределение отдельных составляющих в общем балансе тепла. [c.51] Метод и схема составления теплового баланса электролизера подробно изложены в монографиях В. В. Стендера - 5. Здесь будет приведен только расчетный баланс тепла применительно к электролизеру БГК-17 с пропитанными анодами, работающему при нагрузке 20 ка и различной плотности тока. Средние напряжения на электролизере (в течение длительной эксплуатации) при плотности тока 730 и 910 а м составляли соответственно 3,50 и 3,65 в. Данные для расчета теплового баланса при плотности тока 1320 а/м получены на основании сведений, опубликованных для электролизера Хукера типа 5. Температура рассола, анолита и католита, а также температура и состав продуктов электролиза приняты по эксплуатационным данным. Результаты расчетов приведены в табл. 14. [c.52] Как видно из этой таблицы, основную часть поступающего тепла составляет тепло, вводимое с расоолюм, и -джоулево тепло. По мере повышения плотности тока (или по мере износа анодов) доля джоулева тепла возрастает соответственно увеличению перепада напряжения в проводниках первого и второго рода. При плотности тока выше 910 а м количество джоулева тепла значительно превышает количество тепла, приносимого рассолом, доля которого в этом случае соответственно снижается. [c.52] Основная часть расходуемого тепла уносится католитом и водяными парами, насыщающими хлор и водород. Доля тепла. [c.52] По расчетам Г. Ангела , оонованным на данных о парциальном давлении паров воды над насыщенным раствором поваренной соли, испарение воды в процессе электролиза Na l при температуре выше 70—80 °С резко возрастает (см. рис. 7. стр. 27), соответственно увеличиваются потери тепла с водяными парами. [c.53] В конце тура работы электролизера, когда вследствие износа анодов и увеличения удельного сопротивления графита напряжение на ванне повышается до 4,1—4,2 в, температура электролита возрастает до 98—100 °С уже при плотности тока 900—1000 а/м , а доля выделяющегося джоулева тепла достигает 58—60% (вместо 50—52% при среднем напряжении). Известны случаи, когда в этих условиях при невозможности понизить температуру рассола приходилось выключать электролизеры для перемонтажа, хотя износ анодов еще не достигал установленной нормы. Один из наиболее простых способов снижения напряженности теплового баланса электролизера при высокой плотности тока состоит в меньшем подогреве рассола, поскольку тепло, приносимое рассолом, составляет значительную долю в общем количестве поступающего тепла. Как показывают примерные расчеты, этот способ может оказаться весьма эффективным только при плотности тока порядка 1500— 1700 а/м . В этих условиях в период заметного износа анодов (с уменьшением их толщины до 15—20 мм) напряжение на электролизере может достигнуть 5 в и более, и для поддержания температуры процесса около 100°С при.чодится подавать специально охлажденный рассол. [c.53] Средний выход по энергии, %. [c.54] Существенное снижение выхода по энергии с повышением плотности тока необходимо учитывать при выборе оптимальной плотности тока. [c.54] Вернуться к основной статье