Регулирование температуры электролита

30.01.2017

Электролиз проводят в интервале температур 700—730° С.
Повышение температуры электролита выше указанного предела приводит к заметному снижению выхода по току, перегреву головок анодов, их ускоренному износу (в электролизерах с верхним вводом анодов) и к усиленному испарению электролита.
Понижение температуры электролита ниже 700° на 10—20°, вообще говоря, желательно, так как при этом повышается выход по току на 2—3%. Однако при этом возникает ряд затруднений, связанных с изменением физико-химических свойств электролита, а именно: его плотности, вязкости и поверхностного натяжения. Затрудняется отделение металла от электролита и извлечение металла из электролизера вакуум-ковшом, ухудшаются условия для выделения хлора из электролита в анодном пространстве.
Температура электролита в правильно спроектированном электролизере обычно находится в указанных выше пределах, если соблюдены следующие условия: 1) межэлектродное расстояние соответствует расчетной плотности тока; 2) электропроводность электролита находится в пределах, соответствующих заданному оптимальному составу его; 3) выход по току достаточно высокий; 4) тепловые потери, особенно катодными газани, не превышают нормальной величины.
Резкое отклонение температуры электролита от нормы указывает, как правило, на изменение одного или более из этих четырех условий. Греющее напряжение и соответственно температуру электролита можно регулировать путем изменения межэлектродного расстояния. При этом следует иметь в виду, что расстояние между электродами, при заданной плотности тока, является важнейшим фактором, определяющим выход по току и удельный расход электроэнергии. Как правило, расстояние между электродами, после того как на электролизере установилось тепловое равновесие и достигнут нормальный выход по току, не следует изменять без достаточных для этого оснований, в противном случае серьезно растраивается работа электролизера.
В процессе эксплуатации электролизера постепенно срабатываются рабочие плоскости анодов, вследствие чего увеличивается межэлектродное расстояние, повышается напряжение и, если выход по току остается на прежнем уровне, повышается температура. В этом случае температуру электролита можно понизить, уменьшая межэлектродное расстояние до нормальной величины. Если при высоком выходе по току температура электролита ниже нормальной и отсос катодных газов не превышает нормы, то это указывает на необходимость увеличения межэлектродного расстояния, если нет возможности повысить величину тока.
Температуру электролита можно регулировать изменением количества отсасываемых из катодного пространства газов. Таким путем удается изменить температуру в пределах 30—40°. Применение этого приема для повышения температуры электролита ограничивается необходимостью отсоса определенного количества газов из санитарно-гигиенических соображений. В некоторых пределах можно регулировать температуру электролита, изменяя его электропроводность путем повышения или понижения концентрации хлористого магния в нем.
Иногда температура электролита повышаемся потому, что выход по току по различным причинам резко снизился. 3 таких случаях принимаются прежде .всего меры для повышения выхода по току. Учитывая известкую зависимость греющей мощности от выхода по току, целесообразно в таких случаях понижать температуру электролита всеми доступными средствами: усиленным отсосом катодных газов, путем умеренной загрузки твердого безводного хлористого магния или безводного карналлита и, если возможно, уменьшением межэлектродного расстояния. По мере повышения выхода по току электролизер вводят в нормальный режим. Иногда, в особенности в начальный период работы электролизера после пуска, тепловые потери превышают нормальный приход тепла, и температура электролита резко понижается. В таких случаях греющую мощность повышают путем увеличения омического сопротивления между электродами, временно отключая один или два катода .
Перечисленные случаи отклонения температуры электролита от нормы и способы регулирования температуры являются наиболее типичными Другие, более редкие случаи перегрева или переохлаждения электролита, изложены ниже, в разделе о ненормальностях работы электролизеров.