»Регистрация

Энергетика

Определения температуры ликвидуса расплава электролита в алюминиевом электролизере и устройство для его осуществления

Категория: Энергетика
Знание температуры ликвидуса (температуры начала кристаллизации) расплава электролита особенно важно при промышленном получении алюминия. Так в электролизерах для получения алюминия перегрев электролита, известный как разность между температурой расплава и температурой его кристаллизации, оказывает существенное влияние на следующие величины: скорость растворения глинозема, расход фтористых солей и углерода анода, толщина настыли и состояние подины, а следовательно, на выход по току. В свете этого, становятся актуальными задачи определения температуры ликвидуса и величины перегрева, нахождения оптимальных значений температуры ликвидуса и перегрева, и их поддержание.
Способ основан на измерении температуры охлаждающегося расплава электролита. В точке фазового перехода жидкость – твердое состояние температура системы меняется по иному закону, чем до и после перехода (перегиб кривой охлаждения), и такая особенность позволяет определять температуру ликвидуса.
Для реализации способа прототипа необходим отбор пробы вещества из интересующей области и охлаждение в измерительной ячейке. При этом кристаллизация осуществляется в сильно неравновесных условиях и, следовательно, температура ликвидуса будет зависеть от скорости охлаждения.
При охлаждении образца расплава электролита сначала происходит кристаллизация тугоплавкого компонента, а позже кристаллизуются более легкоплавкие фракции. Очевидно, что в технологических целях температурой кристаллизации расплава электролита следует считать не температуру начала выпадения первых кристаллов, а температуру при максимальном тепловом эффекте кристаллизации, который характеризует наибольшее объемное количество одновременно кристаллизующегося компонента.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является устройство для определения температуры ликвидуса, содержащее пробоотборник в виде открытой чаши с держателем, измерительный зонд с термоэлементом, защитным кожухом с постоянной времени не более 1,5 сек, телескопическую штангу, соединительный кабель и электронный прибор с возможностью приема, обработки и показа данных.
Задача изобретения состоит в повышении надежности определения температуры ликвидуса расплава промышленных электролитов, снижении себестоимости одного измерения и удобстве хранения, передачи, обработки измеренных данных.
Технический результат изобретения заключается в создании более равновесных условий измерения максимального теплового эффекта кристаллизации с использованием более точного алгоритма расчета температуры ликвидуса (кумулятивных сумм) и реализации операции очистки чаши от застывшего электролита и путем дополнительной термоизоляции измерительного зонда от пробоотборника и штанги, а также подбором оптимальных конструктивных параметров пробоотборника, точной фиксацией рабочего участка термоэлемента в центре объема чаши.
Поставленная задача достигается тем, что в способе определения температуры ликвидуса расплавов электролита в алюминиевом электролизере, включающем отбор пробы расплава электролита пробоотборником, извлечение отобранной пробы из алюминиевого электролизера и охлаждение пробы до температуры ликвидуса при постоянном измерении температуры, согласно предлагаемому решению отбор пробы расплава электролита проводят многоразовым пробоотборником с термоэлементом; причем перед извлечением отобранной пробы расплава электролита осуществляют прогрев пробоотборника до температуры расплава электролита, а охлаждение пробы до температуры ликвидуса ведут на корке электролита и температуру ликвидуса расплава электролита определяют в момент времени выделения максимального теплового эффекта кристаллизации как наибольшую величину второй производной температуры расплава электролита из ряда сглаженных значений кривой охлаждения температуры; при этом после определения температуры ликвидуса производят промывку пробоотборника колебательными движениями в расплаве электролита и очистку его от остатков расплава электролита.
Способ может характеризоваться тем, что интервал времени между измерениями температуры расплава выбирают от 1 до 0,005 секунд.
В заявляемом способе общим с прототипом являются следующие операции:
− отбор пробы расплава электролита в пробоотборник;
− извлечение его из ванны с отобранной пробой расплава электролита;
− охлаждение до температуры ликвидуса;
−определение температуры ликвидуса расплава электролита по перегибу кривой охлаждения образца.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для осуществления способа, содержащем пробоотборник в виде открытой чаши с держателем, измерительный зонд с термоэлементом, рабочий участок которого снабжен защитным кожухом и расположен внутри открытой чаши; при этом устройство связано соединительным кабелем с электронным прибором, согласно предлагаемому решению термоэлемент измерительного зонда закреплен внутри держателя чаши пробоотборника; при этом дополнительно между кожухом термоэлемента и держателем чаши пробоотборника установлен теплоизолятор; держатель чаши пробоотборника закреплен на штанге и между держателем чаши пробоотборника и штангой установлен теплоизолятор; а чаша пробоотборника жестко закреплена на держателе с возможностью расположения рабочего участка термоэлемента точно в центре чаши на равноудаленном расстоянии от ее внутренней поверхности.


Автор: Dastan. Просмотров: 174



Читаемое
Итоги конференции "Принципы работы с эксклюзивными объ ...
Кибербезопасность городов будущего станет одной из тем ...
Решение проблем периферийных вычислений (Edge computing ...
Образовательная конференция по интеллектуальной собстве ...
Большая конференция по свету для дизайнеров
Мерчант от 24xbtc
Криптомонеты — неизбежность
Президент России Владимир Путин одобрил целевую модель ...
Сотрудниками Московской таможни совместно с МВД России, ...
«Балтийский лизинг» выступил партнером внедорожного тес ...
«Маринс Парк Отель Нижний Новгород» выступил партнером ...
В почтовом отделении Москвы задержан контрабандист...
Синко-Банк предложил клиентам бесплатный доступ в бизне ...
Молодой инженер выиграл автомобиль Hyundai Creta в «Пла ...
Разница в рефинансировании маленьких и больших кредитов
CARCADE принимает участие в Road Show Volvo
Студентка Дзержинского филиала РАНХиГС завоевала титул ...
Итоги семинара «Ванные комнаты и санузлы. Нюансы компле ...
ГК Astra Linux вступила в РУССОФТ
Беспроводная компьютерная мышь A4Tech V-Track G3-300N