Устройство для регулирования межэлектродного расстояния в электролизерах

О П И С А Н И Е891806ИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиииСоциапистичесиииРеснубпии(22)Заявлено 22.05.80 (21) 2948324/23-2 бс присоединением заявки Иво делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ю,В.Самаркин, А.И.Шелудько, В.Н,Пархоменко и С.А.Соловьева Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИЕЖЗЛЕКТРОДНОГО РАССТОЯНИЯ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРАХИзобретение относится к устройствам для регулирования межэлектрод ного расстояния в электролизерах с ртутньж катодом и может быть использовано в химической промышленности при производстве хлора и каустической соды.Известно устройство регулирования межэлектродного расстояния в электролизерах, содержащее измеритель уровня ртути, связанный через регуля- то тор с исполнительным механизмом на линии подачи ртути а элаитролиэар 1.Однако известное устройство имеет недостаточную точность регулирования заданного межэлектродного15 расстояния из-за износа граФитовых анодов, что приводит к удельному перерасходу электроэнергии, и кроме того, по мере выгорания графита уве" личивается расход ртути.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования межэлектродного расстояния в электролизерах, содержащее измеритель напряжения, соединенный с анодом и катодом, и узел перемещения анодов 1 21.Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования заданного межэлектродного расстояния в процессе электролиза из-за износа граФитовых анодов, накопления амальгамных масел и пр., в то время; как величина уставки (заданное напряжение), задаваемая устройству регулирования, остается величиной, постоянной, что приводит к удельному перерасходу электроэнергии.Цель изобретения - уменьшение удельного расхода электроэнергии электролизера.Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит измеритель выхода по току, блок соотношения и экстремальный регулятор, при этом входы блока ооотноше 891806ния соединены с выходами измерителянапряжения и измерителя выхода по току, а выход - через экстремальный регулятор с узлом перемещения анодов.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства,Устройство включает измерительнапряжения, один из входов которого соединен с анодом 2, а другойвход - с катодом 3, выход измерителя1 напряжения соединен с одним извходов блока 4 соотношения, а другойвход блока 4 соотношения связан свыходом измерителя 5 выхода по току,выход блока 4 соотношения подключенко входу экстремального регулятора6, связанного с узлом 7 перемещенияанодов.Устройство работает следующим образом.Известно, что 1 О520 40 ф О 1 о 51 0ф=- ,.о-Ч"1где ( - удельный расход электроэнергии,Ю - общий расход электроэнергиив электролизере, кВт, ч,Ц - напряжение на электролизере, В,- выход по току,а - электролитический эквивалентполучаемого продукта, г/А чТак как с уменьшением межэлектродного расстояния уменьшается напряжение на электролизере, то для достижения; 1=в 1 п, ведут процесс электролиза при минимальном напряжении. Однако по мере сближения анода с катодом, одновременно со снижением потерьнапряжения на преодоление омическогосопротивления электролита начинаютвозрастать потери выхода по току,вследствие катодного восстановленияактивного хлора на амальгаме натрия,т.е. ведение процесса электролиза при ф 5определенном минимальном значении напряжения не обеспечивает ц=ш 1 п.С целью минимизации удельного расхода электроэнергии измеренное с помощью измерителя 1 напряжения напряжение подается на блок 4 соотношения. На второй вход блока 4 поступаетсигнал пропорциональный вь 1 ходу потоку, который вырабатывается измерителем 5 выхода по току. Таким образом, 55блок 4 вырабатывает .сигнал пропорцио"нальный соотношению 01, который поступает на вход экстремального регулятора 6. В соответствии с соотношением измеренных величин экстремальный регулятор 6 вырабатывает сигнал, по ступающий на узел 7 перемещения анодов, что приводит к изменению напряжения и выхода по току. При больших межэлектродных расстояниях выход по току практически неизменен и соотношение 011 изменяется только за счет изменения напряжения, при этом экстремальный регулятор 6, делая шаги, вырабатывает сигналы, приводящие к уменьшению промежутка анод-катод.Напряжение на электролизере уменьшается и соотношение 011 уменьшается. Когда межэлектродное расстояние становится достаточно малым для возникновения процесса катодного восстановления хлора, начинается процесс рекомбинации ионов, снижение выхода по току. При относительно малых перемещениях, т,е, незначительных изменениях напряжения, выход по току изменяется в значительных пределах изза того, что процесс рекомбинации идет на молекулярном уровне. Напряжение на электролизере при .этом стремится к величине 3,1 В (напряжение разложения "плюс" перенапряжение на электродах).Соотношение 01 при дальнейшем уменьшении промежутка анод-катод снова растет за счет уменьшения величины выхода по току 1 . Как только, экстремальным регулятором 6 замечено увеличение соотношения Щ 11, он сделает шаг в обратную сторону, что приводит к росту величины выхода по токуи,. как следствие - к уменьшению величины соотношения 0 11. Затем экстремальный регулятор 6 делает снова шаг на увеличение расстояния и снова анализирует величину соотношения 01 . Если эта величина все еще меньше, чем предыдущая, он снова делает шаг на увеличение; Так продолжается до тех пор, пока величина соотношения 01 не начнет увеличиваться. При увеличении расстояния экстремальный регулятор 6 изменяет направление управляющего воздействия и снова уменьшает межэлектродное расстояние, Таким образом экстремальный регулятор 6 поддерживает межэлектродное расстояние соответствующее величине минимального соотношения О, которое пропорционально расходу электроэнер,гии постоянного тока.1806 15 Формула изобретения ИИПИ Заказ 11158/40 Тираж одписно Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 89Использование предлагаемого устройства обеспечивает автоматическое поддержание межэлектродного расстояния в электролизерах в процессе электролиза на оптимальном уровне и минимальный расход электроэнергии.Отклонение межэлектродного расстояния от оптимальной величины на 1 мм для серии мощныхпятисоткилоамперных электролизеров вызывает перерасход электроэнергии эквивалентный в денежном выражении 926000 руб, поддержание межэлектродного расстояния на оптимальном уровне приводит к значительной экономии расхода электроэнергии. Устройство для регулирования межэлектродного расстояния в электролизерах, содержащее измеритель на"пряжения,соединенный с анодом и ка"тодом, и узел перемещения анодов,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью уменьшения удельного расхода электроэнергии, устройство до"полнительно содержит измеритель выхода по току, блок соотношещщ и.экстремальный регулятор, при этом1 О входы блока соотношения связаны свыходами измерителя напряжения иизмерителя выхода по току, а выходчерез экстремальный регулятор с узлом перемещения анодов,Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе 1, Патент Франции 9 1390872,кл. В О 1 К, 1965. 20 2. Патент США В 3556973,кл. 204-225, 1971.