Номер части:
Журнал
ISSN: 2411-6467 (Print)
ISSN: 2413-9335 (Online)
Статьи, опубликованные в журнале, представляется читателям на условиях свободной лицензии CC BY-ND

РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ БЕЗ АНОДНЫХ ЭФФЕКТОВ НА ВЫСОКОАМПЕРНЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРАХ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Данные для цитирования: . РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ БЕЗ АНОДНЫХ ЭФФЕКТОВ НА ВЫСОКОАМПЕРНЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРАХ // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Технические науки. ; ():-.

В ходе электролиза на аноде периодически возникает явление, называемое анодным эффектом или, по производственной терминологии, «вспышкой». Анодный эффект проявляется в прекращении нормального процесса электролиза с выделением анодных газов, в резком повышении электрического сопротивления на границе анод-электролит и сопровождается свечением множества электрических разрядов на этой границе. Сигналом начала вспышки служит свечение индикаторной лампочки на электролизёре и резкий скачок напряжения на вольтметре. Электролит быстро разогревается. Наступлению анодного эффекта предшествует постепенное повышение рабочего напряжения на электролизёре. Начинается за 1-2 часа до вспышки и непосредственно перед вспышкой возрастает на 0,2-1,0 В. [6]

Электрохимическая природа анодного эффекта имеет ряд доказательств, но, не­смотря на многочисленные исследования, природу анодного эффекта нельзя считать окончательно выяс­ненной [4].  Существуют разные предположения по причине возникновения анодного эффекта, но есть общее согласие по одному из вариантов. [2]  Это снижение концентрации глинозема в электролите ниже 1,5%. [6] Изначально считалось, что наступление АЭ сигнализирует о нормальной работе электролизера, но на данный момент отрицательное влияние перевешивает.

Основным отрицательным последствием наступления АЭ является прекращение процесса электролиза, что сказывается на производительности, которая в свою очередь ухудшает технико-экономические показатели . При использовании серий, состоящих из большого числа электролизеров, важным компонентом производства является энергосбережение. Наступление АЭ сопровождается десятикратным увеличением рабочего напряжения электролизера, что так же пагубно влияет на технико-экономические показатели.  При минимизации количества вспышек (АЭ) можно снизить расход электрической энергии на 250-300 кВт∙ч/т Al. [3Не стоит забывать о таком важном факторе, как безопасность. Зачастую на производстве ликвидация АЭ производится вручную, путем загрузки в криолит деревянного шеста длинной не менее 3-х метров, при том, что АЭ сопровождается сильными искрами и образованием дуг, которые не безопасны для оператора. Так же при резком нагреве криолита, происходит усиленное образование летучих ПФУ соединений. Выделение CF4происходит в течении всего АЭ, в то же время, выделение C2F6начинается вместе с АЭ и заканчивается через 1-2 мин [1]. Данные соединения пагубно влияют на озоновый слой Земли.

Мы получили целый комплекс проблем, которые намного превышают положительные черты наступления АЭ. Отсюда можно сделать вывод, что развитие технологии без анодного эффекта – приоритетная задача ведущих производителей алюминия в России.

Возникает вопрос, в идентификации наступления АЭ.  Главным сигналом к наступлению АЭ является снижение концентрации глинозема в криолите до 1,5%. К сожалению, мы не можем получить мгновенное значение концентрации глинозема в криолите, так как процесс контроля производится обслуживающим персоналом в лаборатории и на это уходит порядка 3-х часов. А ситуация в электролизёре может изменяться мгновенно. Но существует зависимость между концентрацией глинозема в криолите и сопротивлением в МПР.  Видно, что зона стабильной работы электролизера при использовании глинозема песчаного типа  составляет примерно 1,2-2,7%  (рис.1). [3]

Рисунок 1. Изменение количества шумов в зависимости от концентрации глинозема в МПР

Приоритетной задачей является идентификация наступления АЭ по «шумам» напряжения. Важным результатом для автоматизации процесса предупреждения анодного эффекта является исчезновение резонансных гармоник примерно за 10 – 15 минут и общее успокоение «шумовых» колебаний напряжения. Анализ осциллограмм показал, что на электролизерах с предварительно обожженными анодами существуют две устойчивые гармоники около 0,27 и 0,45 Герц (рисунок  2).  [5]

Рисунок 2. Устойчивые гармоники

Зависимости, подобные приведенной на рисунке 2, наблюдаются за 1-2 часа до анодного эффекта. На рисунке 3 приведены данные, охватывающие промежуток времени около 5 часов.

Рисунок 3. Фурье анализ

При приближении к АЭ частотные характеристики меняются, они «сглаживаются», что можно интерпретировать как успокоение жидкой фазы металла. (Рисунок 4)[5]

Рисунок 4. Зависимость частоты «шумов» от величины их значения при приближении к АЭ

Таким образом мы видим, что идентификация наступления АЭ возможна. Главной задачей идентификации успокоения шумовых колебаний («шума») является фильтрация входящего сигнала и выделения априори известного и необходимого сигнала сопротивления в МПР. Проблема заключается в наличии большого количества так называемого «шума» .При фильтрации мы получим линеаризованную модель поведения сопротивления в МПР, на основе которой можно будет делать вывод  о концентрации глинозема в криолите. Главным инструментом фильтрации зашумления в настоящее время является фильтр Калмана — алгоритм обработки данных, который убирает шумы и лишнюю информацию. В фильтре Калмана есть возможность задать априорную информацию о характере системы, связи переменных и на основании этого строить более точную оценку, но даже в простейшем случае (без ввода априорной информации) он дает отличные результаты.

Выводы:

В данной статье были описаны проблемы, которые сопровождают АЭ. Наступление анодного эффекта влияет на такие факторы производства, как:

— производительность

— экология

— безопасность

— энергосбережение

Целесообразна борьба с АЭ и развитие технологии без анодных эффектов. Определенно, что идентификация анодного эффекта на начальном этапе возможна.

Список литературы:

  1. Tabereaux, A. AnodeEffectsandPFCEmissionRates [Text] / A. Tabereaux // EighthAustralasianAluminiumSmelterTechn. Conf. and Workshop. – Queenstown, New Zealand, 2004. – P. 532–540.
  2. Thonstad, J. Anode effects in aluminum electrolysis cells and ways of reducing their frequency [Text] / J. Thonstad // Aluminum Siberia-2006: Proc. Int. -Exhibition, Verso, Krasnoyarsk, 2006. – P. 200–213.
  3. Бажин В.Ю.Управление анодным эффектом на алюминиевом электролизере/ В.Ю. Бажин, А.А. Власов, А.В. Лупенков // Металлург. №6. с. 47–52.
  4. Баймаков, Ю. В. Электролиз расплавленных солей [Текст] / Ю. В. Баймаков, М. М. Ветюков. – М.: Металлургия, 1966. – 560 с.
  5. КиркоГ.Е., КиркоИ.М., ГоринД.А. Закономерности электрических явлений в электролизерах Эру-Холла во временном интервале между двумя анодными эффектами./ Кирко И. М., Кирко Г. Е. — НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2009 год.:  Магнитная гидродинамика. Современное видение проблем. — 10.6.
  6. Янко Э.А. Производство алюминия. Пособие для мастеров и рабочих цехов электролиза алюминиевых заводов. С.Птб.: Издательство С.Петербургского Университета. 2007. – 22 с.[schema type=»book» name=»РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ БЕЗ АНОДНЫХ ЭФФЕКТОВ НА ВЫСОКОАМПЕРНЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРАХ» author=»Полховской Е.Ю.» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-06-17″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 9819

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх
slot thailand slot terpercaya slot dana jendralsmaya slot maxwin slot server luar demo slot slot 4d slot terbaru slot gacor slot deposit pulsa dragonslot99 slot88 selotgacorku slot thailand slot terbaru data hk slot gacor
404: Not Found