Мощность магниевого электролизера

30.01.2017

Мощность электролизера, как и всякого электрического аппарата, равна произведению величины тока на напряжение
Мощность магниевого электролизера

где N — мощность электролизера, вт,
I — величина тока, а;
V — напряжение на зажимах электролизера, в.
Только часть подводимой к электролизеру энергии расходуется непосредственно на разложение хлористого магния, при этом выход по энергии не превышает 40—45%. Остальная часть энергии расходуется на подогрев электролита и на поддержание его в расплавленном состоянии при температуре 710—730°, на компенсацию различных тепловых потерь и на другие статьи. Структура энергетического баланса электролизера подробно изложена ниже.
Для оценки характера использования энергии, подводимой к электролизеру, рассмотрим, из каких слагаемых эта энергия состоит.
Подставляя в формулу (29) значение V из выражения (25), получим
Мощность магниевого электролизера

Приход энергии за время t составит
Мощность магниевого электролизера

При прохождении электрического тока через ошиновку, аноды, катоды и электролит электрическая энергия переходит в форму тепла в количестве, эквивалентном соответственно каждому из первых четырех слагаемых выражения (30).
При этом энергия IVошt излучается, а энергия IVat + IVкt + IVэt расходуется на нагревание электролита.
Если бы выход по току был равен единице, то количество энергии IVt полностью затрачивалась бы на разложение хлористого магния. Фактически при выходе по току η < 1 на разложение хлористого магния затрачивается количество энергии γiIVpt, а разность
Мощность магниевого электролизера

можно приближенно считать количеством энергии, выделившейся при обратной реакции соединения магния с хлором. Эта энергия также расходуется на нагревание электролита.
Часть всей поступающей в электролизер энергии, которая идет на его нагревание, называют греющей энергией. Соответственно этому применяют понятия греющей мощности и греющего напряжения.
Греющее напряжение равно
Мощность магниевого электролизера

Греющая мощность
Мощность магниевого электролизера

Развернутое выражение мощности электролизера может быть представлено в следующем виде:
Мощность магниевого электролизера

Рассматривая выражение (32), можно установить, от каких факторов зависит величина греющей мощности электролизера. Напряжения Vа и Vк можно считать постоянными. Следовательно, изменение греющей мощности электролизера определяется величиной тока, падением напряжения в электролите и выходом по току. При данной величине тока и постоянном выходе по току греющая мощность зависит только от падения напряжения в электролите, именно, от омического сопротивления электролита и межэлектродного расстояния, так как площадь электродов есть величина постоянная.
По выражению (33) видно, что с повышением выхода по току доля греющей мощности в полной мощности снижается и, наоборот, при понижении выхода по току она повышается. Поэтому электролизер, работающий с высоким выходом по току, имеет, при прочих одинаковых условиях, тенденцию к холодному ходу, в то время как при понижении выхода по току температура электролита, как правило, повышается. Зависимость величины греющей мощности от рассмотренных факторов учитывается при расчетах энергетического баланса и при регулировании температурного режима электролизера.