Устройство для регулирования межэлектродного расстояния в электролизерах Советский патент 1981 года по МПК C25B15/04 G05D27/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО РАССТОЯНИЯ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРАХ

Изобретение относится к устрой- ствам для регулирования межэлектрод кого расстояния в электролизерах . с ртутным катодом и может быть использовано в химической промышленности при производстве хлора и каустической соды. Известно устройство регулирования межэлектродного расстояния в эле тролизерах, содержащее измеритель уровня ртути, связанный через регуля тор с исполнительным механизмом на линии подачи ртути в электролизер f 1 Однако известное устройство имеет недостаточную точность регулирования заданного межэлектродного расстояния из-за износа графитовых анодов, что приводит к удельному перерасходу электроэнергии, и кроме того, по мере выгорания графита увеличивается расход ртути. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования межэлектродного расстояния в электролизерах, содержащее измеритель напряжения, соедш1ен в.1й с анодом и катодом, и узел перемещения анодов 2. Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования заданного межэлектродного расстояния в процессе электролиза из-за износа графитовых анодов, накопления амальгамных масел и пр., в то время, как величина уставки (заданное напряжение), задаваемая устройству регулирования, остается величиной, постоянной, что приводит к удельному перерасходу электроэнергии. Цель изобретения - уменьшение удельного расхода электроэнергии электролизера. Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит измеритель выхода по току, блок, соотношения и экстремальный регулятор, при этом входы блока coorFioiiieния соединены с выходами измерителя напряжения и измерителя выхода по току, а выход - через экстремальный регулятор с узлом перемещения анодов. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства, Устройство включает измеритель 1 напряжения, один из входовкоторого соединен с анодом 2, а другой вход - с катодом 3, выход измерителя 1 напряжения соединен с одним из входов блока 4 соотношения, а другой вход блока 4 соотношения связан с выходом измерителя 5 выхода по току, выход блока 4 соотношения подключен ко входу экстремального регулятора 6, связанного с узлом 7 перемещения янодов. Устройство работает следующим об разом. Известно, что эи-ь 10т QI Ч,-,1И4..-1 П- Ь aiq-t-io I .. где f - удельный расход электроэнергии, - W - общий расход электроэнергии в электролизере, кВтлЧ, напряжение на электролизере, В, выход по току, электролитический эквивалент получаемого продукта, г/А ч Так как с уменьшением межэлектрод ного расстояния уменьшается напряжение на электролизере, то для достижения: , ведут процесс электролиза при минимальном напряжении. Однако по мере сближения анода с като дом, одновременно со снижением потер напряжения на преодоление омического сопротивления электролита начинают возрастать потери выхода по току, вследствие катодного восстановления активного хлора на амальгаме натрия, т.е. ведение процесса электролиза пр определенном минимальном значении на пряжения не обеспечивает . С целью минимизации удельного рас хода электроэнергии измеренное с помощью измерителя 1 напряжения напряжение подается на блок 4 соотношения. На второй вход блока 4 поступае сигнал пропорциональный вьЬсоду по току, который вырабатьтается измерителем 5 выхода по току. Таким образо блок 4 вырабатывает .сигнал пропорцио нальный соотношению , который поступает на вход экстремального регул . 4 тора 6. В соответствии с соотношением измеренньк величин экстремальный регулятор 6 вырабатывает сигнал, по- ступающий на узел 7 перемещения анодов, что приводит к изменению напряжения и выхода по току. При больших межэлектродных расстояниях выход по току практически неизменен и соотношение UJ изменяется только за счет изменения напряжения, при этом экстремальный регулятор 6, делая шаги, вырабатывает сигналы, приводящие к уменьшению промежутка анод-катод. Напряжение на электролизере уменьшается и соотношение UJV| уменьшается. Когда межэлектродное расстояние становится достаточно малым для возникновения процесса катодного восстановления хлора, начинается процесс рекомбинации ионов, снижение выхода по току. При относительно малых перемещениях, т,е. незначительных изменениях напряжения, выход по току изменяется в значительных пределах изза того, что процесс рекомбинации идет на молекулярном уровне. Напряжение на электролизере при этом стремится к величине 3,1 В (напряжение разложения плюс перенапряжение на электродах). Соотношение и|и при дальнейшем уменьшении промежутка анод-катод снова растет за счет уменьшения величины выхода по току , Как только, экстремальным регулятором 6 замечено увеличение соотношения , он сделает шаг в обратную сторону, что приводит к росту величины выхода по току 1 и,, как следствие к уменьшению величины соотношения и . Затем экстремальный регулятор 6 делает снова шаг на увеличение расстояния и снова анализирует величину соотношения . Если эта величина все еще меньше, чем предьщущая, он снова делает шаг на увеличение; Так продолжается до тех пор, пока величина соотношения U|t| не начнет увеличиваться. При увеличении , расстояния экстремальный регулятор 6 изменяет направление управляющего воздействия и снова уменьшает межэлектродное расстояние. Таким образом экстремальный регулятор 6 поддерживает межэлектродное расстояние соответствующее величине минимального соотношения Ujl , которое пропорционально расходу электроэнергии постоянного тока.