Установки электролиза цветной металлургии

Эти установки позволяют получить легкие металлы (Al, Mg, Cd) электролизом расплавленных солей и для рафинирования тяжелых металлов (Cu, Ag, Au). Электролизные установки легких щелочных металлов (Na, K) относятся к химической промышленности.

Наиболее мощными установками электролиза являются серии ванн для получения Al и Mg при U = 450÷850 В и I = 100÷150 кА. Удельный расход ЭЭ при производстве Mg составляет 15000 кВт*ч на 1 т, Al – 18000 кВт*ч на 1 т.

К наиболее энергоемким производствам относится электролиз Li - 66000 кВт*ч на 1 т, Be – 50000 кВт*ч на 1 т.

При постоянном токе I > 100 кА образуются сверхмощные магнитные поля, создающие перенос «зеркала» металла в ванне, что отрицательно сказывается на технологический процесс. При создании мощных электролизеров необходимо учитывать не только систему токопровода, но и расположение ферромагнитных масс в самой конструкции электролизера.

Электролиз металлов является энергоемким производством. Установление мощности электролизных цехов (серии ванн) достигает десятки МВт, а заводов – до 1000 МВт и более. Режимы работы – продолжительные и непрерывные с выводом в ремонт отдельных ванн, шунтируемых на этот период специальными шинами. Электролизные установки относятся к I категории. Некоторые установки, например установка электролиза Al, благодаря большой теплоемкости ванн, допускают кратковременные (несколько минут) перерывы, но длительная остановка может привести к застыванию электролита и длительному расстройству технологического процесса, на восстановление которого может потребоваться до 10 дней.

Установки электрохимии

Установки электролиза хлора, хлорно-каустической промышленности, электролиза воды для получения водорода, где кислород получается в качестве побочного продукта и тяжелой воды; электролиза Na и K, а также для получения их сплавов.

Напряжение отдельных ванн в электрохимии U = 2÷12 В, иногда U = 100÷200 В. Напряжение серии ванн U = 150÷850 В. Ток ванн I < 190 кА (при электролизе Cl). Хлорные производства являются мощными и энергоемкими, потребляют свыше 100 МВт.

Установленная мощность установок электролиза воды более 150 МВт, удельный расход ЭЭ на электролиз хлора - 3000÷4000 кВт*ч на 1 м3, для воды – 4500÷6000 кВт*ч на 1 м3, для Na 15000 кВт*ч на 1 т. Самый энергоемкий продукт – тяжелая вода 100000 кВт*ч на 1 кг тяжелой воды. Режим работы аналогичен режиму работы цветной металлургии; установки электролиза Cl - I категории, особенно опасны перерывы в электроснабжении во время пуска.