EA016404B1 - Improvements relating to electrolysis cells connected in series and a method for operation of same - Google Patents

Abstract

A method and improvements relating to an electrolysis cell, where the cell comprises a substantially horizontal cathode of an electronic conducting material and further have current leads such as horizontal collector bars embedded therein. The cell further comprises a bus bar system. The cell can be operated by improved distribution of electrical current, while said bus bar system conduct current from at least one intermediate position of the cathode. The invention can be applied for cells arranged both in an end-to-end manner and in a side-by-side manner.

Description

Настоящее изобретение относится к усовершенствованию в области соединенных последовательно электролизеров и к способу работы с такими электролизерами. В частности, настоящее изобретение относится к системе шин и, следовательно, к распределению электрического тока в электролизерах типа Холла-Эру (На11-Нетои1!) для производства алюминия.The present invention relates to improvements in the field of series-connected electrolytic cells and to a method of working with such electrolytic cells. In particular, the present invention relates to a bus system and, therefore, to the distribution of electric current in Hall-Herou-type electrolyzers (Na11-Netoi1!) For the production of aluminum.

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Для лучшего понимания существа изобретения сначала следует вспомнить, что промышленное производство алюминия осуществляется посредством электролиза в соединенных электрически последовательно электролизерах раствора оксида алюминия в расплавленном криолите, нагретом обычно до температуры между 940 и 980°С за счет тепла, выделяющегося при протекании электрического тока через электролизер.For a better understanding of the essence of the invention, it should first be recalled that the industrial production of aluminum is carried out by electrolysis in electrically connected in series electrolyzers of a solution of aluminum oxide in molten cryolite, which is usually heated to a temperature between 940 and 980 ° C due to the heat released when an electric current flows through the electrolyzer.

Каждый электролизер образован изолированным стальным контейнером в форме параллелепипеда с установленным в нем катодом, содержащим предварительно спеченные угольные блоки, в которых герметично заключены несколько стальных стержней, известных как стержни коллектора тока катода, передающие ток из электролизера наружу обычно приблизительно по 50% от каждой из длинных сторон электролизера. Выходы стержней коллектора тока катода соединены с системой шин, служащей для передачи тока от рассматриваемых катодов к анодам следующего электролизера. Эта анодная система, выполненная из угля, стали и алюминия, закреплена на так называемой анодной раме, имеет регулируемые по высоте анодные стержни и электрически соединена с указанными катодными стержнями предшествующего электролизера.Each cell is formed by an insulated parallelepiped-shaped steel container with a cathode installed in it, containing pre-sintered carbon blocks in which several steel rods, known as cathode current collector rods, transmitting current from the electrolyzer to the outside, usually about 50% of each of the long sides of the cell. The outputs of the cathode current collector rods are connected to a bus system that serves to transfer current from the considered cathodes to the anodes of the next electrolyzer. This anode system, made of coal, steel and aluminum, is mounted on the so-called anode frame, has height-adjustable anode rods and is electrically connected to these cathode rods of the previous electrolyzer.

Указанный электролит, представляющий собой раствор оксида алюминия в расплавленной криолитной смеси при температуре 940-980°С, находится между анодной системой и катодом. Производимый алюминий осаждается на поверхность катода. На дне катодного тигля постоянно сохраняется слой жидкого алюминия. В имеющем прямоугольную форму тигле анодная рама, на которой закреплены аноды, расположена в основном параллельно длинным сторонам тигля, тогда как катодные стержни параллельны коротким сторонам, известным как головные части электролизеров.The specified electrolyte, which is a solution of aluminum oxide in the molten cryolite mixture at a temperature of 940-980 ° C, is located between the anode system and the cathode. The produced aluminum is deposited on the cathode surface. At the bottom of the cathode crucible, a layer of liquid aluminum is constantly preserved. In a rectangular crucible, the anode frame on which the anodes are mounted is generally parallel to the long sides of the crucible, while the cathode rods are parallel to the short sides, known as the head parts of electrolyzers.

Электрический ток, протекающий в системе анода и катода, создает основное магнитное поле в электролизере. Все прочие токи в электролизере вносят возмущения в это основное поле.An electric current flowing in the anode and cathode system creates the main magnetic field in the cell. All other currents in the electrolyzer introduce perturbations into this main field.

Электролизеры размещены рядами и могут быть расположены бок о бок один с другим поперек направления ряда, так что их короткие стороны параллельны оси серии электролизеров. В альтернативном варианте электролизеры могут быть расположены в продольной ориентации торец к торцу, так что их длинные стороны параллельны оси серии электролизеров. Обычно одна серия электролизеров представлена двумя рядами. Ток в этих двух рядах течет в противоположных направлениях. Электролизеры соединены электрически последовательно, а концы последовательности соединены с положительным и отрицательным выходами электрической выпрямительной и управляющей подстанции. Электрический ток, текущий через различные электропроводные элементы: анодную систему, электролит, жидкий металл, катодную систему и соответствующие соединительные проводники, создает сильные магнитные поля. Эти поля вместе с электрическим током в жидких электролите и металле создают основу для магнитогидродинамического (МГД (МНЭ)) эффекта в электролите и в жидком металле, находящихся в тигле. Так называемые силы Лапласа, вызывающие поток электролита и металла, оказывают также нежелательное воздействие на стационарную работу (устойчивость) электролизера. Кроме того, конструкция электролизера и конфигурация его шин также влияют на распределение электрического тока через электролизер. Здесь следует понимать, что настоящее изобретение может быть реализовано как в варианте с расположением электролизеров бок о бок, так и в варианте с расположением электролизеров торец к торцу. Масса и соответственно стоимость системы шин играют важную роль для представления конкурентоспособной с точки зрения цен технологии плавильных устройств.The cells are arranged in rows and can be located side by side one with the other across the direction of the row, so that their short sides are parallel to the axis of the series of cells. Alternatively, the electrolytic cells can be arranged in a longitudinal orientation end to end, so that their long sides are parallel to the axis of the series of electrolyzers. Usually one series of electrolyzers is presented in two rows. The current in these two rows flows in opposite directions. The cells are electrically connected in series, and the ends of the sequence are connected to the positive and negative outputs of the electric rectifier and control substation. The electric current flowing through various electrically conductive elements: the anode system, electrolyte, liquid metal, the cathode system and the corresponding connecting conductors, creates strong magnetic fields. These fields, together with the electric current in liquid electrolyte and metal, form the basis for the magnetohydrodynamic (MHD) effect in the electrolyte and in the liquid metal in the crucible. The so-called Laplace forces that cause the flow of electrolyte and metal also have an undesirable effect on the stationary operation (stability) of the electrolyzer. In addition, the design of the cell and the configuration of its tires also affect the distribution of electric current through the cell. It should be understood that the present invention can be implemented both in the embodiment with the location of the electrolytic cells side by side, and in the embodiment with the location of the electrolysis cells end to end. The weight and consequently the cost of the tire system play an important role in representing the price competitive technology of the melting devices.

Обычно распределение тока в анодной системе зависит главным образом от устройства и расположения анодов в электролизере, а также конструкции посадочных гнезд в устройстве подвеса анодов и их сопряжения с индивидуальными анодами.Typically, the distribution of current in the anode system depends mainly on the arrangement and location of the anodes in the cell, as well as the design of the seating sockets in the device for suspending the anodes and interfacing them with individual anodes.

Что касается катодной системы, ее обычно проектируют таким образом, что стержни коллектора утоплены в индивидуальные катодные блоки горизонтально. Такое технологическое решение показало очень высокую надежность с точки зрения утечки расплава через катодную систему. Кроме того, стержни коллектора будут защищены окружающим материалом катода (материалом на основе углерода), обладающим высокой устойчивостью против воздействия высоких температур и коррозии. Обычно шины собирают ток вне катодной оболочки. Одним из недостатков такой известной конструкции является то, что ток на периферии катодной системы оказывается более интенсивным, чем где-либо еще. Более того, технология, основанная на равномерной установке стержней коллектора в пазах, выполненных в нижней поверхности катодных блоков, приведет в результате к тому, что распределение тока вдоль стержня коллектора внутри катодного блока по направлению к другому концу этого блока будет убывать в достаточной степени пропорционально расстоянию от коллектора шины. Поэтому ток следует предпочтительно распределить заданным образом и в более подходящих областях катодной системы для получения равномерного распределения тока. Кроме того, ток, вытекающий из катодной системы на так называемой передней по ходу стороне катода, нужно направить к так называемой задней по ходу стороне катода иAs for the cathode system, it is usually designed in such a way that the collector rods are recessed horizontally into the individual cathode blocks. This technological solution showed very high reliability in terms of leakage of the melt through the cathode system. In addition, the collector rods will be protected by the surrounding cathode material (carbon-based material), which is highly resistant to high temperatures and corrosion. Typically, buses collect current outside the cathode sheath. One of the drawbacks of such a known construction is that the current at the periphery of the cathode system is more intense than elsewhere. Moreover, the technology based on the uniform installation of the collector rods in the grooves made in the lower surface of the cathode blocks will result in the current distribution along the collector rod inside the cathode block towards the other end of this block decreasing sufficiently proportionally to the distance from the tire collector. Therefore, the current should preferably be distributed in a predetermined manner and in more suitable areas of the cathode system to obtain a uniform current distribution. In addition, the current flowing from the cathode system on the so-called upstream side of the cathode must be directed to the so-called rear downstream side of the cathode and

- 1 016404 далее в анодную систему соседнего электролизера в последовательности. Такой способ передачи тока (к передней по ходу стороне в частях катода и затем к задней по ходу стороне в системе шин) создает систему, в которой какие-то доли тока электролизера проходят более протяженный путь, чем это строго необходимо.- 1 016404 further into the anode system of the adjacent cell in sequence. This method of transmitting current (to the upstream side in the cathode parts and then to the back downstream side in the bus system) creates a system in which some fractions of the electrolyzer current pass a longer path than is strictly necessary.

Постановка задачиFormulation of the problem

Проектирование распределения тока катода и соответствующей системы шин в электролизере для производства алюминия считается одной из наиболее сложных и требующих высокой квалификации задач при разработке конкурентоспособной технологии электролизного производства алюминия.Designing the cathode current distribution and the corresponding busbar system in an electrolytic cell for aluminum production is considered one of the most complex and highly qualified tasks in developing a competitive technology for aluminum electrolysis.

Проектировщик должен иметь несколько степеней свободы при разработке оптимальной катодной системы с использованием квалификации и опыта для выбора конфигурации (топологии), которая может позволить добиться оптимального распределения тока.The designer should have several degrees of freedom in developing the optimal cathode system using the skills and experience to select a configuration (topology) that can allow for optimal distribution of current.

Понятно, что если бы можно было отводить ток из катодной системы в выбранных заранее с использованием расчетов и моделирования точках или областях, то стало бы возможным улучшить распределение тока в катодной системе. Однако для этого требуется, чтобы катодная система была проницаема, по меньшей мере, частично снизу вверх и предпочтительно соединена с горизонтальными стержнями коллектора тока посредством токонесущих выводов или штырей, как это описано в неопубликованной заявке 20064165 на выдачу патента Норвегии, оформленной заявителями настоящей заявки.It is clear that if it was possible to divert the current from the cathode system to points or regions selected in advance using calculations and modeling, it would be possible to improve the current distribution in the cathode system. However, this requires the cathode system to be permeable at least partially from the bottom up and preferably connected to the horizontal terminals of the current collector via current-carrying terminals or pins, as described in the unpublished patent application 20064165 issued by the Norwegian applicants.

Уровень техникиState of the art

Патент США 3470083 от октября 1964 описывает нижнюю часть катода с вертикально вставленными токонесущими проводниками для электролизера. В вертикальные каналы катода вставлены цилиндрические ниппели и затем залиты материалом. Каждый индивидуальный штырь соединен с токонесущим элементом, расположенным вне катода. Эти токонесущие элементы далее выходят к боковым сторонам электролизера и соединяются с системой шин, окружающей серию электролизеров. Решение, представленное в указанном патенте, направлено на разрешение проблем, связанных с известными стержнями коллектора, и в том числе с проблемами, обусловленными различием теплового расширения угольного материала и железных штанг (стержней коллектора), вызывающим значительные механические напряжения, ведущие к образованию поперечных трещин в угольных блоках. Однако это решение не предлагает усовершенствования в системе шин, как это делает настоящее изобретение.US patent 3470083 of October 1964 describes the lower part of the cathode with vertically inserted current-carrying conductors for the cell. Cylindrical nipples are inserted into the vertical channels of the cathode and then filled with material. Each individual pin is connected to a current-carrying element located outside the cathode. These current-carrying elements then extend to the sides of the cell and are connected to a bus system surrounding the series of cells. The solution presented in this patent is aimed at solving problems associated with known collector rods, including problems caused by the difference in thermal expansion of coal material and iron rods (collector rods), causing significant mechanical stresses leading to the formation of transverse cracks in coal blocks. However, this solution does not offer improvements in the tire system, as the present invention does.

Согласно настоящему изобретению распределение тока в катодной системе и соответственно компоновку системы шин можно улучшить путем создания по меньшей мере одного выхода для тока, расположенного между концами катода. В настоящем изобретении применены вертикальные токовые выводы. Далее, токовые выводы (выходы тока) можно предпочтительно электрически соединить с горизонтальными стержнями коллектора, которые могут проходить частично или полностью сквозь катодный блок. В последнем случае самый дальний конец(ы) можно соединить с системой шин для электролизера.According to the present invention, the current distribution in the cathode system and accordingly the layout of the bus system can be improved by creating at least one current output located between the ends of the cathode. The present invention employs vertical current leads. Further, the current leads (current outputs) can preferably be electrically connected to horizontal collector rods, which can pass partially or completely through the cathode block. In the latter case, the farthest end (s) can be connected to the busbar system for the cell.

Предпочтительное распределение катодного тока будет зависеть от характеристик системы шин. Варианты применения настоящего изобретения в уже существующих системах шин с одной стороны могут совершенно отличаться от вариантов применения изобретения во вновь проектируемых системах шин с другой стороны. Следовательно, предпочтительная величина тока, отводимого через вертикальные выходы, может составлять 20-100%, причем 100% представляет конструкцию, имеющую только вертикальные выходы.The preferred cathodic current distribution will depend on the characteristics of the bus system. Variants of application of the present invention in existing tire systems on the one hand can be completely different from variants of application of the invention in newly designed tire systems on the other hand. Therefore, the preferred amount of current discharged through the vertical outputs can be 20-100%, with 100% representing a structure having only vertical outputs.

Число токовых выводов может быть относительно небольшим, например, в варианте, применяющем обычно используемое число горизонтальных стержней коллектора. Согласно настоящему изобретению можно улучшить магнитогидродинамические эффекты (ΜΗΌ) в электролизере и становится возможным упростить конструкцию шины в таком электролизере путем снижения массы этой шины. Вследствие этого можно также снизить капиталовложения.The number of current outputs may be relatively small, for example, in an embodiment employing a commonly used number of horizontal collector rods. According to the present invention, it is possible to improve the magnetohydrodynamic effects (ΜΗΌ) in the electrolyzer and it becomes possible to simplify the design of the tire in such an electrolyzer by reducing the weight of the tire. As a result, investment can also be reduced.

Согласно настоящему изобретению, как указано в прилагаемой формуле изобретения, можно построить оптимизированную систему шин, устраняющую основные недостатки известных конструкций. Кроме того, прилагаемая формула предлагает способ работы с электролизером, имеющим усовершенствованную систему шин.According to the present invention, as indicated in the attached claims, it is possible to build an optimized tire system that eliminates the main disadvantages of known designs. In addition, the attached formula provides a method of working with an electrolyzer having an improved tire system.

В последующем настоящее изобретение будет описано с использованием чертежей и примеров, на которых фиг. 1 показывает в перспективе схематичную компоновку системы шин согласно настоящему изобретению, электролизеры расположены бок о бок;Subsequently, the present invention will be described using the drawings and examples in which FIG. 1 shows, in perspective, a schematic arrangement of a bus system according to the present invention, electrolyzers are arranged side by side;

фиг. 2 - вид сверху компоновки, изображенной на фиг. 1;FIG. 2 is a plan view of the arrangement of FIG. one;

фиг. 3 - второй вариант настоящего изобретения показывает в перспективе схематичную компоновку системы шин согласно настоящему изобретению, электролизеры расположены торец к торцу;FIG. 3 - a second embodiment of the present invention shows in perspective a schematic layout of a bus system according to the present invention, electrolyzers are located end to end;

фиг. 4 - вид сверху компоновки, изображенной на фиг. 3.FIG. 4 is a plan view of the arrangement of FIG. 3.

Одной из целей описываемой конструкции является достижение низкого падения напряжения на катоде и равномерного или плоского распределения тока на поверхности катодного блока при повышенной магнитогидродинамической устойчивости. Этого можно добиться посредством упрощенной системы шин (меньше масса и вследствие этого меньше стоимость), где конструкция индивидуальных элементов шин оптимизирована.One of the goals of the described design is to achieve a low voltage drop across the cathode and a uniform or flat current distribution on the surface of the cathode block with increased magneto-hydrodynamic stability. This can be achieved through a simplified tire system (less weight and therefore less cost), where the design of individual tire elements is optimized.

- 2 016404- 2 016404

На фиг. 1 и 2 показан первый вариант системы 1 шин, которая передает ток от катодной системы одного первого электролизера в анодную систему соседнего с ним электролизера. Эти электролизеры расположены бок о бок. Элементы шин анодной системы обозначены как анодные балки 2, 3, электрически соединяющие анодную структуру в электролизере. Индивидуальные аноды обозначены А, А'. Кроме того, показаны анодные стояки, один из которых обозначен поз. 6. В катодной системе первого электролизера показаны некоторые основные элементы системы шин. Прежде всего, на задней по ходу стороне катодной системы расположены соединители 7 для передачи тока от выходов стержней коллектора катода (не показаны) к расположенной дальше по ходу коллекторной шине 10, которая, в свою очередь, соединена с указанными выше стояками.In FIG. 1 and 2, a first embodiment of a busbar system 1 is shown, which transmits current from the cathode system of one first electrolyzer to the anode system of an adjacent electrolyzer. These cells are located side by side. The busbar elements of the anode system are designated as anode beams 2, 3, electrically connecting the anode structure in the cell. Individual anodes are designated A, A '. In addition, anode risers are shown, one of which is indicated by pos. 6. In the cathode system of the first electrolyzer, some basic elements of the bus system are shown. First of all, on the downstream side of the cathode system there are connectors 7 for transmitting current from the outputs of the cathode collector rods (not shown) to the collector bus 10 located further downstream, which, in turn, is connected to the above risers.

Для передачи тока от промежуточной области катода выполнены несколько соединителей 8, которые, в свою очередь, соединены с промежуточной шиной 11 коллектора. Такой соединитель 8 с другой стороны электрически соединен с соответствующим токовым выходом катода (не показано).To transfer current from the intermediate region of the cathode, several connectors 8 are made, which, in turn, are connected to the intermediate bus 11 of the collector. Such a connector 8, on the other hand, is electrically connected to the corresponding current output of the cathode (not shown).

На передней по ходу стороне катодной системы находится шина 12 коллектора с несколькими соединителями 9 для передачи тока от концов стержней коллектора катода.On the upstream side of the cathode system is a collector bus 12 with several connectors 9 for transmitting current from the ends of the cathode collector rods.

Кроме того, здесь показаны элементы шин, например 13, 15, 16, передающие ток от катодной системы к задней по ходу стороне катода и далее к соответствующим стоякам 6.In addition, bus elements are shown here, for example 13, 15, 16, transmitting current from the cathode system to the downstream side of the cathode and further to the respective risers 6.

В частности, элемент 13 шины может быть расположен вне площади, занимаемой электролизером, для компенсации нежелательных возмущений магнитного поля. Поскольку в рассматриваемом варианте применена симметричная компоновка шин, аналогичный элемент шины расположен на противоположном конце электролизера.In particular, the busbar element 13 may be located outside the area occupied by the electrolyzer to compensate for unwanted perturbations of the magnetic field. Since the symmetric arrangement of tires is used in the considered embodiment, a similar element of the bus is located at the opposite end of the cell.

Элемент 15 шины и соответствующие элементы 16 и т.д., расположенные за ним по направлению к противоположной стороне электролизера, передают ток от промежуточной шины 11 коллектора, установленной в катодной системе, и далее к шине 10 коллектора.The bus element 15 and the corresponding elements 16, etc., located behind it towards the opposite side of the cell, transmit current from the intermediate collector bus 11 installed in the cathode system, and further to the collector bus 10.

Аналогично, один или несколько элементов 17 шины могут быть установлены под оболочкой катода для оптимизации компенсации магнитного поля. Такие элементы предпочтительно размещают кососимметричным образом (не показано), чтобы оптимизировать эффект компенсации магнитного поля.Similarly, one or more bus elements 17 may be mounted under the cathode shell to optimize magnetic field compensation. Such elements are preferably arranged in an oblique manner (not shown) in order to optimize the effect of magnetic field compensation.

В указанной выше конфигурации система шин может передавать ток и от выходов, расположенных на передней по ходу и задней по ходу сторонах катодной системы, и от одной или нескольких промежуточных точек предпочтительным образом с точки зрения достижения равномерного распределения тока в катодной структуре электролизера, а также для уменьшения массы системы шин в целом.In the above configuration, the bus system can transmit current both from the outputs located on the upstream and rear downstream sides of the cathode system, and from one or more intermediate points in the preferred way from the point of view of achieving a uniform current distribution in the cathode structure of the cell, as well as reducing the weight of the tire system as a whole.

На фиг. 3, показывающей второй вариант настоящего изобретения, изображена в перспективе схематичная компоновка системы шин согласно настоящему изобретению для расположения электролизеров торец к торцу. Фиг. 4 показывает вид сверху компоновки, изображенной на фиг. 3.In FIG. 3, showing a second embodiment of the present invention, there is shown in perspective a schematic arrangement of a bus system according to the present invention for arranging electrolyzers face to face. FIG. 4 shows a top view of the arrangement of FIG. 3.

На этих чертежах система 100 шин передает ток от катодной системы одного первого электролизера в анодную систему соседнего с ним электролизера. Элементы шин анодной системы обозначены как анодные балки 202, 203, электрически соединяющие анодную структуру в электролизере. Индивидуальные аноды обозначены А, А'. Кроме того, показаны анодные стояки 206, 206', 206, 206'.In these figures, the bus system 100 transmits current from the cathode system of one first cell to the anode system of an adjacent cell. The busbar elements of the anode system are designated as anode beams 202, 203 electrically connecting the anode structure in the cell. Individual anodes are designated A, A '. In addition, anode risers 206, 206 ', 206, 206' are shown.

В катодной системе первого электролизера показаны некоторые основные элементы системы шин. Вдоль каждой длинной стороны катодной структуры расположены шины 210, 212 коллектора, имеющие электрические соединители 207, 209, электрически соединяемые со стержнями коллектора катода (не показаны). Эти шины 210, 212 коллектора с другой стороны соединены с анодными стояками 206, 206' и через элементы 218, 219 шин соединены с анодными стояками 206, 206' соседнего электролизера.In the cathode system of the first electrolyzer, some basic elements of a bus system are shown. Along each long side of the cathode structure are collector buses 210, 212 having electrical connectors 207, 209 electrically connected to cathode collector rods (not shown). These collector buses 210, 212, on the other hand, are connected to the anode risers 206, 206 'and through bus elements 218, 219 are connected to the anode risers 206, 206' of the adjacent cell.

Для передачи тока от промежуточной области катода выполнены один или несколько соединителей 208, которые в свою очередь соединены с промежуточной шиной 211 коллектора. Такой соединитель 208 с другой стороны электрически соединен с соответствующим токовым выходом катода (не показано). Промежуточная шина 211 коллектора далее соединена с элементами 218, 219 шины через элементы 220, 221, 222 шины.To transmit current from the intermediate region of the cathode, one or more connectors 208 are made, which in turn are connected to the intermediate collector bus 211. Such a connector 208, on the other hand, is electrically connected to the corresponding current output of the cathode (not shown). An intermediate manifold bus 211 is further connected to the bus elements 218, 219 through the bus elements 220, 221, 222.

В указанной выше конфигурации система шин может передавать ток и от выходов, расположенных на обеих боковых сторонах катодной системы, и от одной или нескольких промежуточных точек предпочтительным образом с точки зрения достижения равномерного распределения тока в катодной структуре электролизера, а также для уменьшения массы системы шин в целом.In the above configuration, the bus system can transmit current both from the outputs located on both sides of the cathode system and from one or more intermediate points in the preferred way from the point of view of achieving uniform distribution of current in the cathode structure of the electrolyzer, as well as to reduce the weight of the bus system in whole.

Следует понимать, что в соответствии с принципами настоящего изобретения могут быть построены и другие сочетания и конфигурации элементов шин.It should be understood that, in accordance with the principles of the present invention, other combinations and configurations of tire elements can be constructed.

Величину тока, распределяемого через индивидуальные элементы шин, можно предварительно рассчитать и оптимизировать с использованием конструкторского программного обеспечения и контрольных испытаний.The magnitude of the current distributed through the individual bus elements can be pre-calculated and optimized using design software and control tests.

Claims (14)

1. Способ работы электролизеров, соединенных последовательно, где электрический ток поступает в один первый электролизер через анодную систему, расположенную в верхней части электролизера, через электропроводный электролит и далее через горизонтальный по существу катод и далее к анодной 1. The method of operation of electrolytic cells connected in series, where the electric current enters one first electrolyzer through the anode system located in the upper part of the electrolyzer, through the conductive electrolyte and then through the essentially horizontal cathode and further to the anode - 3 016404 системе соседнего электролизера через один или несколько стояков (6; 206), по которым электрический ток вертикально выводится из указанного электролизера по меньшей мере из одной промежуточной точки указанного катода посредством по меньшей мере одного соединителя (8; 208) и затем передается дальше по ходу от указанного катода к одному или нескольким указанным стоякам (6; 206), отличающийся тем, что указанный катод содержит по меньшей мере один встроенный в него горизонтальный стержень коллектора, причем электрический ток отводится из электролизера также из по меньшей мере одного конца указанного стержня.- 3 016404 to a neighboring electrolysis system through one or more risers (6; 206), in which electric current is vertically removed from the indicated electrolyzer from at least one intermediate point of the indicated cathode by means of at least one connector (8; 208) and then passed on along the specified cathode to one or more of these risers (6; 206), characterized in that said cathode contains at least one horizontal collector rod built into it, and electric current is removed from the electric a trolyzer also from at least one end of said rod. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величина тока, передаваемого из катода по меньшей мере в одной промежуточной точке, пропорциональна величине тока, передаваемого из горизонтального конца указанного стержня коллектора.2. The method according to claim 1, characterized in that the magnitude of the current transmitted from the cathode at least at one intermediate point is proportional to the magnitude of the current transmitted from the horizontal end of the specified collector rod. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что величина тока, передаваемого из указанной промежуточной точки, составляет менее 100% общего тока, где 100% представляет схему, имеющую выходы тока только из промежуточных точек.3. The method according to claim 1, characterized in that the amount of current transmitted from the specified intermediate point is less than 100% of the total current, where 100% is a circuit having current outputs from only intermediate points. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрический ток, собранный в одном из промежуточных соединителей (8), передают по меньшей мере через один элемент (17) шины в шину (12) коллектора, расположенную по ходу ближе указанного соединителя (8).4. The method according to claim 1, characterized in that the electric current collected in one of the intermediate connectors (8) is transmitted through at least one bus element (17) to the collector bus (12) located downstream of said connector ( 8). 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрический ток, собранный в одном из промежуточных соединителей (8), передают по меньшей мере через один элемент (16) шины в шину (10) коллектора, расположенную по ходу дальше указанного соединителя (8).5. The method according to claim 1, characterized in that the electric current collected in one of the intermediate connectors (8) is transmitted through at least one bus element (16) to the collector bus (10) located downstream of said connector ( 8). 6. Система (1; 100) шин в электролизере, содержащем горизонтальную катодную структуру из электропроводного материала, имеющую выполненные заодно с ней токовые выводы и по меньшей мере один вертикальный вывод, характеризующаяся тем, что содержит промежуточную шину (11; 211) коллектора по меньшей мере с одним электрическим токовым соединителем (8; 208), связанным с катодной структурой по меньшей мере одним вертикальным выводом, причем система имеет по меньшей мере один горизонтальный стержень коллектора, встроенный в катод, и по меньшей мере один электрический токовый соединитель для по меньшей мере одного конца указанного горизонтального стержня коллектора.6. A system (1; 100) of buses in an electrolyzer containing a horizontal cathode structure of electrically conductive material having current leads made at the same time with at least one vertical terminal, characterized in that it contains an intermediate collector bus (11; 211) of at least with at least one electric current connector (8; 208) connected to the cathode structure of at least one vertical terminal, the system having at least one horizontal collector rod integrated in the cathode and at least one electric ktrichesky current connector for at least one end of said horizontal bar collector. 7. Система по п.6, в которой указанные токовые выводы содержат горизонтальные стержни коллектора, встроенные в катод.7. The system of claim 6, wherein said current leads comprise horizontal collector rods embedded in the cathode. 8. Система по п.6, в которой в катодной структуре имеется несколько электрических токовых соединителей (8; 208).8. The system according to claim 6, in which there are several electrical current connectors in the cathode structure (8; 208). 9. Система по п.6, характеризующаяся тем, что содержит по меньшей мере одну шину (10; 210) коллектора, соединенную по меньшей мере с одним выходом стержня коллектора на одной стороне указанного катода.9. The system according to claim 6, characterized in that it comprises at least one collector bus (10; 210) connected to at least one output of the collector rod on one side of the cathode. 10. Система по п.6, характеризующаяся тем, что содержит шины (10, 12; 210, 212) коллектора, соединенные с выходами стержней коллектора на сторонах указанного катода.10. The system according to claim 6, characterized in that it contains busbars (10, 12; 210, 212) of the collector connected to the outputs of the collector rods on the sides of the specified cathode. 11. Система по п.6, характеризующаяся тем, что содержит по меньшей мере один элемент (13) шины вне головной части указанного электролизера.11. The system according to claim 6, characterized in that it contains at least one element (13) of the bus outside the head of the specified cell. 12. Система по п.6, характеризующаяся тем, что под оболочкой указанного катода она содержит по меньшей мере один элемент (17), расположенный кососимметрично.12. The system according to claim 6, characterized in that under the shell of the specified cathode it contains at least one element (17) located obliquely. 13. Система по п.6, характеризующаяся тем, что указанные электролизеры расположены бок о бок.13. The system according to claim 6, characterized in that the said cells are located side by side. 14. Система по п.6, характеризующаяся тем, что указанные электролизеры расположены торец к торцу.14. The system according to claim 6, characterized in that the said electrolyzers are located end to end.