SU870507A1 - Method of determining voltage drop in aluminium electrolyzer - Google Patents

Description

Изобретение относится к области автоматического управления электролитическими процессами и может быть использовано при создании автоматизированных систем управления алюминиевыми электролизерами.The invention relates to the field of automatic control of electrolytic processes and can be used to create automated control systems for aluminum electrolytic cells.

Известен способ определения падения напряжения в аноде алюминиевого электролизера, включающий измерение напряжения и гока в анодной цепи fl]. Недостаток известного способа состоит в относительно низкой точности измерения.A known method of determining the voltage drop in the anode of an aluminum electrolyzer, including measuring the voltage and current in the anode circuit fl]. The disadvantage of this method is the relatively low accuracy of the measurement.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения.The aim of the present invention is to improve the accuracy of measurement.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения падения напряжения в аноде алюминиевого электролизера, включающем измерение напряжения и тока, дополнительно параллельно основному аноду подключают измерительную цепь с вспомогательным электродом, изменяют ее сопротивление до момента равенства плотности тока в этой цепи, плотности тока в цепи основного анода, и по падению напряжения в дополнительной цепи определяют падение напряжения в основном аноде алюминиевого ⁵ электролизера.This goal is achieved by the fact that in the known method for determining the voltage drop in the anode of an aluminum electrolyzer, including voltage and current measurement, an additional measuring circuit with an auxiliary electrode is connected in parallel with the main anode, its resistance is changed until the current density in this circuit is equal to the current density in the circuit the main anode, and the voltage drop in the additional circuit determines the voltage drop in the main anode of the aluminum ⁵ cell.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Всопомогательный электрод, выполненный в виде полого стакана, изготов1® ленного из того же материала, что и основной анод, вводят в электролизер и погружают его в электролит на одинаковый с основным анодом уровень до подины электролизера. Электрическую цепь вспомогательного анода с реостатом, амперметром и вольтметром подключают параллельно основному аноду. В этих условиях общее напряжение в электрической цепи с основным анодом (U^) и вспомогательным электродом (U2) будет равноAn auxiliary electrode, made in the form of a hollow glass made of the same material as the main anode, is introduced into the cell and immersed in the electrolyte at the same level as the main anode to the bottom of the cell. The electrical circuit of the auxiliary anode with a rheostat, ammeter and voltmeter is connected in parallel with the main anode. Under these conditions, the total voltage in the electric circuit with the main anode (U ^) and the auxiliary electrode (U2) will be equal to

U₄ = I, R е.U ₄ = I, R e.

^и2= где Ιγ , соответственно сила тока в цепях основного и ^and 2 = where Ιγ, respectively, the current strength in the main and

870507 4 лировался от анодной массы специальной фарфоровой трубкой для огравспомогательного анодов; ~ соответственно сопротивление ОСНОВНОГО и вспомогательного анодов; соответственно падение напряжения на основном ничения участия боковых поверхностей анода в процессе электолиза. Вспомо5 гательный анод укреплялся на штативе и погружался в электролит на одинаковый с основным анодом уровень от подину. Ток к вспомогательному аноду и вспомогательных анодах; С g ~ -электрохимические потенциалы.870507 4 was lined from the anode mass with a special porcelain tube for ogravopomodnyh anodes; ~ respectively, the resistance of the BASIC and auxiliary anodes; accordingly, the voltage drop on the main part of the participation of the side surfaces of the anode in the electrolysis process. The auxiliary anode was mounted on a tripod and immersed in the electrolyte at the same level as the main anode from the bottom. Current to the auxiliary anode and auxiliary anodes; With g ~ -electrochemical potentials.

. Так как в' параллельных электрических цепях напряжения равны, т.е. U| = Ug, то при условии равенства электрохимических потенциалов е^=&^ выполняется равенство Ц R^ = I^R-g. ₅ т.е. определение падения напряжения в основном аноде сводится к определению падения напряжения во вспомогательном аноде. Равенство же электрохимических потенциалов может быть достигнуто при двух условиях:. Since in 'parallel electrical circuits the voltages are equal, i.e. U | = Ug, then, provided that the electrochemical potentials e ^ = & ^ are equal, the equality R R ^ = I ^ Rg holds. ₅ i.e. determining the voltage drop in the main anode is reduced to determining the voltage drop in the auxiliary anode. Equality of electrochemical potentials can be achieved under two conditions:

когда основной и вспомогательный аноды выполнены из -одинакового . материала (это условие соблюдается при изготовлении вспомогательного ' анода);when the primary and secondary anodes are made of the same. material (this condition is observed in the manufacture of the auxiliary 'anode);

когда равны значения плотностей тока на основном и вспомогательном анодах.when the current densities at the primary and secondary anodes are equal.

Регулировкой реостата приравнивают плотность тока вспомогательного анода к плотности тока основного анода, достигая этим равенства из электрохимических потенциалов, и по падению напряжения на реостате судят 35 о падении напряжения в основном аноде. _ .By adjusting the rheostat, the current density of the auxiliary anode is equalized to the current density of the main anode, thereby achieving equality from the electrochemical potentials, and the voltage drop in the main anode is judged by the voltage drop at the rheostat 35. _.

На чертеже схематически изображен алюминиевый электролизер со вспомо40 гательный анодом.The drawing schematically shows an aluminum electrolyzer with an auxiliary anode.

Вспомогательный анод I, закрепленный на штативе 2, вводят в электролизер и погружают его в электролит 3 на одинаковый с основным анодом 4Auxiliary anode I, mounted on a tripod 2, is introduced into the cell and immersed in electrolyte 3 at the same level with the main anode 4

Г 45 уровень от подины 5 электролизера. Подвод тока к вспомогательному аноду осуществляют с точки второго ряда анодных штырей 6, подключая его параллельно основному аноду.G 45 level from the bottom 5 of the cell. The current is supplied to the auxiliary anode from the point of the second row of anode pins 6, connecting it parallel to the main anode.

Для проведения замеров, из того ⁵⁰ же материала, что и основной анод, изготовлялся вспомогательный анод в^ .виде полого стакана сдиаметром 1,9 см и толщиной дна 0,5-1,0 см. Ток подводился к дну стакана металлической ⁵⁵ проволокой, для получения хорошего контакта стакан заполнялся анодной массой и обжигался. Токоподвод изоподводился с точки второго ряда анод0 ных штырей через, реостат. По существу сопротивление вспомогательного анода равнялось сопротивлению реостата. Регулировкой реостата достигалось равенство значений плотностей тока вспомо5 гательного и основного анода, а следовательнои равенство их электрохимических потенциалов. Таким образом, удовлетворялись все условия для выполнения равенс-тваTo carry out measurements, from the same ⁵⁰ material as the main anode, an auxiliary anode was made in the form of a hollow glass with a diameter of 1.9 cm and a bottom thickness of 0.5-1.0 cm. The current was supplied to the bottom of the glass with metal wire ⁵⁵ , to get good contact, the glass was filled with anode mass and fired. The current supply was iso-fed from the point of the second row of anode pins through the rheostat. In essence, the resistance of the auxiliary anode was equal to the resistance of the rheostat. By adjusting the rheostat, the equality of the values of the current densities of the auxiliary and main anode was achieved, and hence the equality of their electrochemical potentials. Thus, all conditions for fulfilling the equality were satisfied

I, R ⁼ I л R /у -lt·I, R ⁼ I l R / y -lt

Затем измерением падения напряжения из реостата определялось падение напряжения в основном аноде.Then, by measuring the voltage drop from the rheostat, the voltage drop in the main anode was determined.

Данные замеров сведены в таблицу. Для сравнения в ней приведены также результаты определения падения напряжения на аноде* по прототипу.The measurement data are summarized in a table. For comparison, it also shows the results of determining the voltage drop at the anode * of the prototype.

Номера электролизеров Cell numbers Определение падения напряжения по известному способу Determination of voltage drop by a known method Определение падения йапряжения по предлагаемому способу Determination of voltage drop by the proposed method 77 77 0,38 ΰ 0.38 ΰ 0,70 0.70 15 fifteen 0,39 0.39 0,84 0.84 77 77 0,76 0.76 1-9 1-9 0,35 0.35 0,97 0.97 11 eleven 0,34 0.34 0,64 0.64 1 7 1 7 - - 0,75 0.75

Из сравнения данных таблицы видно, что общепринятый способ определения падения напряжения в аноде обладает значительной погрешностью измерения, занижая значения этой величины более, чем в два раза.From a comparison of the table, it is seen that the generally accepted method for determining the voltage drop in the anode has a significant measurement error, underestimating the value of this value by more than two times.

Использование предложенного способа позволяет повысить точность составления электрических балансов алюминиевых электролизеров в промышленных условиях.Using the proposed method can improve the accuracy of compiling the electrical balances of aluminum electrolytic cells in an industrial environment.

Claims (1)

1. Саак н П.С. и Воскан н A.M. Отчет Канакерского алюминиевого завода . Тепловой и энергетический JO баланс алюминиевой ванны. Ереван, 1956.1. Sahak n P.S. and Voscan n A.M. Report Kanaker aluminum plant. Heat and energy JO balance aluminum bath. Yerevan, 1956.