Проект серии электролиза, оборудованной электролизерами

Проект серии электролиза, оборудованной электролизерами с обожженными анодами, на силу тока 175 к. А Подготовила студентка группы М 07 -60 Труфанова Яна Владимировна

14 мая 1932 г. Получена первая партия алюминия

В 2010 компания РУСАЛ произвела 4, 08 млн. тонн алюминия и 7, 8 млн. тонн. Глинозема, это около 10% мирового рынка. В компанию входят 16 алюминиевых заводов, 13 предприятий по производству глинозема, 8 предприятий по добыче бокситов, 3 предприятия по производству порошковой продукции, 3 предприятия по производству кремния, 3 завода по производству вторичного алюминия, 3 фольгопрокатных завода, 2 криолитовых завода, 1 катодный завод. На предприятиях компании работают около 72000 человек.

Алюминий — типичный металл, кристаллическая решетка кубическая гранецентрированная. Температура плавления чистого металла 660 °C, температура кипения около 2450 °C, плотность 2, 6989 г/см 3.

-малая плотность; -высокая тепло- и электропроводность; -коррозионная стойкость; механическая прочность; -высокая пластичность.

Пропитка угольной футеровки Пропитка подины расплавленными солями является серьезной проблемой промышленного электролизера. Находящийся на подине металл не может защищать футеровку от пропитки, т. к. электролит проникает под металл. Подина впитывает к концу службы электролизера до 40% от её массы. Пропитка идет избирательно: свыше 70% пропитывающего расплава состоит из Na. F. Пропитка идет по крупным порам и снижается по мере уменьшения диаметра пор. В результате проникновения натрия происходит усиленное разбухание подин, их деформация и разрушение. В большей степени смачиванию солями и проникновению натрия противостоят графиты. Все это говорит о целесообразности применения катодных материалов с высоким содержанием графита.

В данном дипломном проекте произведен расчет электролизеров с обожженными анодами на силу тока 175 к. А. l Анодная плотность тока для этих электролизеров составляет около 0, 71 А/см 2. l Выход по току принимается равным 93%. l Для преобразования переменного тока в постоянный, принята типовая подстанция на 850 В.

Производительность серии 94848 т. l Расход сырья (т) на 1 т Al принимается по данным практики: l –глинозем 1, 92; l –криолит 0, 0136; l –фтористый алюминий 0, 024; l –фтористый кальций 0, 0015; l –аноды 0, 544;

Период нормальной работы электролизера начинается с момента установления на нем равновесия между приходом и расходом тепла, т. е. момента наступления теплового равновесия всей системы. Нормальная работа алюминиевых электролизных ванн характеризуется параметрами энергетического и технологического режима, рассчитанными проектировании в зависимости от конструктивных особенностей электролизеров. К этим параметрам относятся сила тока, рабочее и среднее напряжение, температура электролита, количество металла и электролита, перепад напряжения в подине ванны, состав электролита, частота и продолжительность анодных эффектов, форма рабочего пространства, а так же технологические параметры формирования самообжигающихся анодов.

Анодный эффект Периодически на нормально работающем электролизере возникает анодный эффект. На границе между электролитом и поверхностью погруженных в него анодов появляется тонкий слой искровых разрядов, напряжение мгновенно возрастает в 5 – 7, а иногда и более раз, а содержание окиси углерода в анодных газах резко увеличивается. Анодный эффект наступает, когда содержание глинозема в электролите уменьшается до 1, 5 – 1 % и легко устраняется при растворении в нем порции глинозема. По проекту в среднем на электролизер приходится 0, 1 анодных эффектов в сутки. Во время анодного эффекта из-за повышения напряжения расход электроэнергии возрастает, следовательно, увеличиваться приход тепла и электролит может разогревается до 1000 С. Это приводит к снижению производительности электролизеров и интенсивному испарению электролита. Однако отказаться от анодных эффектов нельзя, так как они позволяют контролировать работу электролизеров и вовремя ликвидировать технологические нарушения. Поэтому число анодных эффектов стремятся сокращать до необходимого для контроля за нормальным технологическим режимом электролиза, а их продолжительность достигает 2 – 3 минут. Анодные эффекты ликвидируются после погружения в электролит порции глинозема или деревянной рейкой.

Экономическая часть Производится расчет стоимости основных фондов и начального капитала Основной капитал:

Стоимость начального капитала по проекту равна 792817 руб. -вложения в основные фонды; -единовременные затраты на создание первоначального запаса материальных ресурсов; -производственные расходы.

Расчет издержек производства (себестоимость) Единицы себестоимость Наименование затрат Цена, руб. измерений количество Сумма, руб. 1. Сырье и материалы Глинозем 10428 т. 1, 92 20021, 76 Фтористый алюминий 34421 т. 0, 024 826, 104 Аноды обожженные 18563 т. 0, 544 10098, 272 Криолит 30334 т. 0, 0136 412, 54 Фтористый кальций 25300 т. 0, 0015 37, 95 2. Электроэнергия 790 квт·ч 15, 90 12561 3. Сжатый воздух 164 м 3 2, 2 360, 8 Итого 44318, 43 4. Цеховые расходы 911 5. Расходы на содержание и эксплуатацию 706 оборудования Итого по списку 45935, 428

Охрана труда В рабочей зоне корпусов установлены предельно допустимые концентрации (ПДК): Глинозем – 6 мг/м 3. Плохо растворимые соли фтористоводородной кислоты – 1 мг/м 3. Фтористый водород (газообразный) – 0, 5 мг/м 3/0, 1 мг/м 3. Фтористый водород (твердый) – 1, 0 мг/м 3. Окись углерода – 20 мг/м 3. Для уменьшения вредного влияния персонал должен соблюдать основные правила: -правильно пользоваться спецодеждой; -выполнять санитарно-гигиенические требования; -пользоваться СИЗ; -следить за постоянной работой вентиляционных устройств и герметизацией электролизеров.

Газообразные и пылевидные выделения улавливаются и направляются в газоочистку. Установка сухих газоочисток повысила степень улавливания фтористых соединений, смолистых веществ, уменьшила образования пыли и шлама.

Спасибо за внимание