Производство алюминия 2 (стр. 5 из 5)

Отсюда находим Qан * газов

где цифровые данные 24,886 и 15,238 из Табл.№5

и

3. Тепло от электроэнергии

Расход тепла

а) На электрохимическую реакцию

(на разложение глинозема)

б) На нагрев материалов

Температура окружающей среды 25⁰С - загружаем сырье и доводим до t⁰ процесса 960⁰C

где

где

- расход на часовую производите2ьность (табл.№5).

в) Тепло теряемое с отходящими газами СО₂ и СО

и - число молей в час данных газов (определены ранее).

г) Тепло, теряемое наружными поверхностями электролизера

При расчете приняты t⁰ окружающего воздуха 298⁰К (25⁰С), t⁰ поверхностей электролизера определяем замерами.

Тепло, теряемое, с рассчитываемых поверхностей, определяем как суммарные потери конвенций и излучение.

Расчеты ведутся по формуле:

где n - коэффициент разложения поверхности

En - степень черноты.

- коэффициент излучении.

20,53 - коэффициент излучения абсолютно черного тела.

S - площадь поверхности.

- в С⁰ поверхности воздуха.

- t⁰ в К поверхности воздуха.

Значения тепловых потерь заносим в Таблицу № 6.

Таблица 6 - Показатели тепловых потерь

Наименование участка поверхности	Sм2		Е	t0Cповерх.	t0Cвозд.	n	Потери тепла QкДж/ч
Катодный кожух- вертикальная поверх-ть.- горизонтальная поверх-ть.- днище кожуха	38,46,9945,23	0,890,890,71	0,80,80,8	105205102	252525	2,63,31,6	117271,8864683,55100854,75
Катодные стержни- вертикальные- горизонтальные	2,864,14	0,710,71	0,80,8	160160	2525	2,63,3	1388421431
Корка электролита	4,1	1	0,6	250	25	3,3	49132,25
Поверхность анода- горизонтальная- вертикальная- вертикальная	23,28,9526,86	0,890,890,89	0,80,80,8	14571185	252525	3,33,33,3	121105,6615946,42197644,70
Поверхность анодных штырей	21,84	0,55	0,8	90	25	2,6	37273
Газосборных колокол- горизонтальная пов-ть.- наклоненная пов-ть.	2,67,14	0,80,8	0,80,8	320320	2525	3,32,95	51413138132
Всего потери тепла с поверхности	928744

Всего потери тепла с поверхности Qпов = 928744кДж/ч

Определение площадей теплоотдавающих поверхностей

Катодный кожух

а) Sдн. = 9,940 * 4,550 = 45,23м².

б) Sгор. = 45,23 - (9,44 * 4,05) = 6,99 м².

в) Sвер. = (9,940 + 4,550) * 2 * 1,325 = 38,40 м².

Катодные стержни

30 шт., выступают на 0,3м.

а) Sверт. = 30 * (0,23 * 0,155 + 2 * 0,300 * 0,115)

Sверт. = 2,86 м².

б) Sгор. = Sгор. вв. + Sгор.ви. = 30 * 2 * (0,3 * 0,23)

Sгор = 4.14 м².

Корка электролита

Газосборный колокол не доходит до кожуха на 1500м.

Sкор. = Р * 0,15

где Р - периметр внутренней поверхности катодного кожуха

Р = 2 * 9,44 + 2 * 4,05 = 26,98 м².

Sкор = 26,98 * 0,15 = 4,1 м².

Поверхность анода

а) Sгор. = 2,75 * 8,44 = 23,38 м².

где Р - периметр анода.

б) Sв₁ = Р *

= 22,38 * 0,4 = 8,95 м².

в) Sв₂ =

= 22,38 * 1,2 = 26,86 м².

где

- 0,400мм.

- 1,200мм.

Поверхность анодных штырей

dш = 1,38 на Н - 0,7м. количество 72 шт.

Sш = 72 *

* d * Н = 72 * 3,14 * 0,138 * 0,7

Sш = 21,84 м².

Поверхность газосборного колокола

а) Sнакл =0,26 * Рнакл = 0,26 * 27,46 = 7,14 м².

б) Sгор = 0,1 * Ргор = 0,1 * 25,82 = 2,6 м².

Потери тепла извлекаемые металлом определяются по формуле:

где Q

- теплоемкость .

Q

- 1,11кДж/ч/град.кг

А - производительность

Qме = 1,11 * (960 - 25) * 44,7

Qме = 46391,9Дж/час.

Расход тепла

Опеределяем из полученных данных:

Qрасх = Qразл + Qнагр + Qгаз + Qпов + Qме

Qрасх = 1060245 + 123992,4 + 32396 + 928774 + 46391,9

Qрасх = 2191799,3 кДж/ч

Таблица 7 - Тепловой баланс

Приход тепла
Статья	кДж/ч	%
Тепло реакции Q реакции	114333,3	5,24
Тепло от анодных газов	32682,2	1.50
Тепло от подведенной энергииQэл	2044783,86	93,25
Всего приход	2191799,36	100
Расход тепла
Статья	кДж/ч	%
Энергия реакции Qразл	1060245	48,64
Нагрев материаловQнагр	123992,4	5,7
Тепло с отходящих газовQгаз	32396	1,49
Тепло с поверхностиQпов	928774	42,1
Тепло с извлекаемым металломQме	46391,9	2,13
Всего расход	2191799,36	100

Список литературы

1. Троицкий И.А., Железнов В.А. “Металлургия алюминия”, 1977.

2. Терентьев В.Г., Школьников Р.М., Гринберг И.С., Черных А.Е., Зельберг Б.И., Чалых В.И. “Производство алюминия”, 1998.

3. Янко Э.А., Лозовский Ю.Д., “Производство алюминия в электролизерах с верхним токоподводом”, 1976.

4. Справочник металлурга по цветным металлам “Производство алюминия”.