Устройство для питания электролизеров

О П И С А Н И Е н 1 воэттвИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликАВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ полнительное к ав сеид-ву Щ Заявлено 17,04,76(21) 2350748/22-02 (51) м, Кл рисоединением заявки 2(4 б) Дата опубликования описания Л.05.И Государственный кометеСовета 1 енннстроа СССРоо делам нэооретеннйн открытнй 53) УДК 621.357(У 2) Авторы изобретения 71) Заявите кий ордена Трудового Красного и стцтввовинстит Я ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРО Изобретение относится к электролизу; а именно к устройствам для питания электро- .лизеров.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для питания электролизеров импульсным током, содержащее источник постоянного тока с регулируемым напряжением, подключенным к нагрузке постоянно, и источник неременного тока, подключенный к электролнзерам, например двум, через тиристор, катод и уиравляющий электрод которого соединен с генератором импульсов с регулируемыми в заданных пределах частотой, например 0,1 в :1,ОРц., и длительностью импульсов, например О,1 -1,Осек., при отношении частоты одного из источников 1 а питания к частоте генератора импульсов не менее пяти 111. Устройство обеспечивает согласованное наложение импульсного тока на постоянный ток прн постоянном среднем токе через нагрузку и заданном изменении частоты импульсного тока.Недостатком такого устройства является то, что в ряде случаев, например при электро.лнтическом выделении металлов из водных растворов указанное сложение токов не ооеспечивает оптимизацию процесса электролиза, Зв Целью изобретения является увеличение про.изводительности электролизерав и снижение расхода электроэнергии на единицу продукта за счет обеспечения минимального денДрнтообразовання и минимального среднего напряже: ння на электролизерах.Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве катоды тиристоров сое. динены с катодами последних электролизеров в группах, а в цепи источника переменного тока и электролизеров установлены источники постоянного тока, например хлмические, положительные полюсы которых соединены с анодами первых электролизеров в группах.. Иредлагаемое устройство содержнФ один ис. точник постоянного тока с регулируемым нап. ряжением, подключенный ко всему ряду последовательно включенных электролизеров, и источник переменного тока, подключенный лишь к части ряда электролнзеров, например двум, При этом источник постоянного тока подключен к нагрузке постоянно, а источник переменного тока - через тиристор, катод н управляющий электрол которого соединены с генератором импульсов с регулируемыми в заданных пределах частотой и длительностью импульсов, прн отношении частоты источника609779 формула изобретения 3переменного тока к частоте генератора импульсов не менее пяти,Раздел ьное регулирование среднего токав группах электролизеров, обслужяваемыходним трансформатором, а также раздельное ре.гулирование частоты в группе электролизеров,достигаемое одним генератором напряженияуправления тиристором, позволяют обеспечитьво всех электролизерах соответствующей группы оптимальный режим электролиза, определяемой гуммой нескольких показателей, из кото- орых главными являются минимальные дендритообразование на катодах н среднее напряжение на разноименных электродах электролиэеров.На фиг,представлена схема предложенного устройства; на фиг. 2графики изме- ьнения токов во времени на электролизерахи источнике питания, а также график изменения напряжения между катодами и управляющими электродами тиристоров.Источникпостоянного тока, например тиристорный преобразователь, с напряжением Упитает ряд последовательно включенных элек.тролизеров 2 постоянным током 1.Источник 3 переменного тока с напряжением 1. и частотой не ниже 50 Гц питает черезтрансформатор 4 две группы электролиэеровимпульсными токами 1 и 1 - соответственно, импульсы которых накладываются встречно на постоянный ток 1, как показано нафиг. 2.Напряжения 1) возникают на вторичныхобмотках трансформатора 4. Начало одной вто- ЗОричной обмотки и конец другой соединены санодами тиристоров 5, катоды которых сое. динены Ф катодами электролизеров. В цепяхвторичных обмоток трансформатора 4 и указанных электролизеров установлены источники 6 постоянного тока, например химическиеисточники тока, положительные полюсы которых соединены с анодами эяектролизеровпервыми в группах. Источниками 6 могут бытьаккумуляторы или баки с электродами, погруженными в электролит (например свинцовымн электродами в водном растворе серной кислоты).Устройство работает следующим образом,Тиристоры 5 открываются импульсными напряжениями 13, вырабатываемыми синхронногенератором импульсов (на фиг, 1 не пока-. 45эан) и следующими с частотой 1, =1/Т, В результате сложения токов 1, и 1 получаетсяимпульсный ток 1, (соответственно 1+ 1 з = 1 г)с чередованием длинных (с временем Т, - Ти).импульсов прямой полярности и коротких (свременем Т) импульсдв тока обратной полярности, следующих с частотой 1,. Короткий им.пульс тока с временем Тсостоит иэ нескольких полуволн выпрямленного тока 1., чтообеспечивается временем Т, Отношение5частот, 1 ЛИО обеспечивает неравенство Т(0,1 Т при котором может уменьшить.ся расход электроэнергии.Минимальный расход электроэнергии соответствует, при заданной средней плотноститока через электролизеры и отношении Т/Тминимальному среднему напряжению иа электро 60 4лизерах 2, которое зависит от частоты 1, Ди.апазон изменения частоты 1, выбирается таким,чтобы обеспечить определение минимальных значений среднего напряжения на разноименных электродах электролизеров при воз- .можных изменениях нх состоянии, а такжетемпературы и состава электролита Я.электролизерах группы. Диапазон изменения частоты 1 связан с частотой 1 источника 3 питания с частотой не ниже 500 Рц, а частота 50 рцисточника 3 позволяет изменять частоту.впределах 0,1 - :1;ОРц и т. д,Регулирование напряжений 3, в каждомтрансформаторе 4, обслуживающем группыэлектролизеров (например при 2 - 3" электролиэерах в группе); позволяет устанавливатьто или иное значение среднего тока 1(или 1), зависящее от интенсивности дендритообразовання в группе электролнзеров. Так,при ухудшении состояния катодов - среднийток 1 (или 1,) уменьшается путем увеличения среднего значения тока 1 (или 1 з),Источники 6 тока не пропускают ток 1,в обмотки трансформатора 4, когда открытытиристоры .б, Величина напряжения источника 6 должна быть не меньше суммарного напряжения постоянного тока, действующего накрайних разноименных электродах группы электролизеров, при этом величина напряженияисточника 6 должна быть минимальной - дляуменьшения потерь, связанных с прохожде.нием импульсного тока через источник б, поэтому целесообразно с учетом напряжений химических источников тока иметь в группе бо-.лее двух электролизеров.Синхронная подача напряжений Онати.ристоры, аноды которых соединены с началоми концом двух вторичных обмоток одного трансформатора 4, обеспечивает минимальную величину (в пределе равную нулю) тока подмагничивання в обмотках данного трансформа.тора 4. Так как явление неравномерного роста катодного осадка, усиливающегося с ростом плотности катодного тока, в промышленном электролизе является лимитирующим в стремлении вести электроосаждение при повышенных плотностях тока, то уменьшение дендритообразования само по себе позволит увеличить среднюю плотность тока в электролизерах. Та. ким образом, изобретение позволяет увеличнть производительности электролизеров и снизить расход энергии на единицу продукта. Устройство для питания электролизеров, содержащее источник постоянного тока, трансформатор переменного тока и тирнсторы, .катоды и управляющие электроды которых соединены с генератором импульсов, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности электролизеров и снижения расхода электроэнергии на единицу продукта за счет обеспечения минимального дендритообразования и минимального среднего напряжения на.609779 и,.Фи Физ 2 Составитель А.Лбросимоедактор Е. Братяикова Техред О.Луговаиаказ ЮЕЮО Тираж 7 ВЭ ие як орректородписно дарственного комитета делам изобретений Москва, Ж.З 5, Рауш П Патентэ, г. Ужго4/Ьрог ктная 5электролизерах, трансформатор дополнитель. но содержит вторичную обмотку, каждая вторичная обмотка трансформатора соединена через тиристор и дополнительно установленный источник постоянного тока с группой электролизеров, катод тиристора соединен. с катодом последнего электролизера в группе,: а побложительный полюс источника постоян. ного тока соединен с анодом первого. электролизера в группе.Источники информации, принятые во вни. мание при экспртизе.1. Авторское свидетельство СССР450263. кл. Н 01 тп 35/30, 23.0 б.72; 1974.