Способ изготовления теплоизоляции борта алюминиевого электролизера Советский патент 1991 года по МПК C25C3/08 

Теплопроводность теплоизоляции боковых стен определяется следующим образом.

На одном из эксплуатируеряых электролизеров серии производиться экспериментальное определение тепловых потерь с его боковых поверхностей в зависимости от длины (qi).

Расчетные удельные теплопотери с боковых поверхностей (qp), при которых обеспечивается образование требуемой толщины защитного слоя гарнисажа 100 - 150 мм и поддержание оптимальной температуры расплава в электролизере определяются из уравнения теплопередачи

qp , (1)

, , Jr , игр , Оиз

+

J «1

/fp

ЛИЗ

где At (tp - tt) - температурный напор между расплавом электролита и окружающим воздухом;

. 777 - термическое сопротивление тепСС1

лоотдачи от расплава к гарнисажу;

бг/Аг - термическое сопротивление теплопроводности гарнисажа;

5гр/Яф - термическое сопротивление теплопроводности графита; п п

(Зиз/Аиз термическое сопротивление теплопроводности проектного материала изоляции;

бм/Ам -термическое сопротивление металлического кожуха;

1/Cfe-термическое сопротивление теплоотдачи от поверхности кожуха к окружающему воздуху.

Пренебрегая величиной (5м/Ям и приняв для электролизера на силу тока 175 кА, из конструктивных характеристик бгр 0,2 м, по литературным данным а 610 Вт/м2-К, Агр 8 Вт/м2-К, Аг 2,5 Вт/м-К, оа 15 Вт/м2 -К, по условиям оптимальной эксплуатации электролизера дг 0,125 м получим соотношением для расчетной плотности теплового потока

„ At/9ч

(2)

0,143 + (Зизг/лизг

Превышение действительной (измеренной) плотности теплового потока (qi) по отношению к qp определяется уменьшением толщины защитного слоя гарнисзжа и уменьшением соответственно термического сопротивления теплопроводности гарнисажа, так как остальные термические сопротивления практически будут постоянными. Поэтому по известной величине qi определяемом

действительное термическое сопротивление гарнисажа, принимая что температурный напор At во всех случаях одинаковый

5г At W

Ъ

qi

1П

Лизг

-0,0933.

(3)

0

5

0

5

0

5

0

Для обеспечения расчетной плотности теплового потока (qp) необходимо, в зависимости от величины qi, выполнять теплоизоляцию из материалов с различной теплопроводностью,

Таким образом, из (1) с учетом (2), (3) определяется термическое сопротивление теплопроводности изоляции

0,

. Д t + биз qi п

ЛИЗ

(4)

п 5из

ЛИЗЛИЗ ЛИЗ

Решение этого уравнения и дает необходимую теплопроводность изоляции, в соответствии с которой выбирается теплоизоляционный материал,

В качестве примера конкретного выполнения теплоизоляции рассмотрим левую продольную стену в районе верхнего пояса катодного кожуха алюминиевого электролизера на силу тока 175 кА Таджикского алюминиевого завода.

Проектная толщина теплоизоляции пп

,055м,теплопроводностьлиэ 0,2 Вт/м -К, температурный напор At 940°С.

Определяют теплопроводность изоляции при реально измеренных значениях удельных теплопотерь по длине стенки q.

Результаты расчетов сведены в табл. 1.

В результате выполнения теплоизоляции борта по высоте и периметру их материалов с различной теплопроводностью ожидается снижение удельного расхода электроэнергии на 500 кВт-ч/т и увеличение выхода по току на 1,5%.

Формула изобретения Способ изготовления теплоизоляции борта алюминиевого электролизера, включающий наложение изоляции по высоте борта из материалов с различной теплопроводностью, отличающийся тем, что, с целью улучшения теплового режима и повышения срока службы электролизера, наложение изоляции из материалов с различной теплопроводностью ведут по периметру борту, а теплопроводность теплоизоляции из на каждом участке периметра определяют по зависимости

п ппп

АИЗ 5из.Аш qi/qi ( 4-0,143/из)-диГз

nqi - действительные удельные теплой

где биз- проектная толщина теплоизоля- тери с боковых поверхностей;

ции;At (tp - tb) - температурный напор

Л, - теплопроводность проектного ма- с между Расплавом электролита и окружаю- териала изоляции;5 Щ™ воздухом.

Длина стенки 1, м

Теплопроводность изоляции Rц„ ,Вт/м-К, не более

0-0,4 0,4-3,0 3,0-10,0 10,0-11,0 11,0-И,5

0,2

0,12

0,14

0,17

0,2

/ г J

0,14

0,17

0,2

Пг. 2