Проект отделения молекулярной сушки пасты нистатина с разработкой процесса самозамораживания продукта, страница 11

Температура электролита - важный параметр, необходимый для расчета многих характеристик процесса электролиза: плотности, электропроводности, вязкости, концентрации насыщения хлорида натрия в электролите, давления водяных паров над ним, влагосодержания образующихся хлор и водород-газа и др. При температуре моделировании необходимо определять температуру всех потоков: рассола (t_р)- регулирующий параметр, измеряется и поддерживается автоматически, хлор-газа(t_хг) и католита (t_к). Их расчет связан с определенными трудностями, поэтому часто принимают t_а = t_к. Статистический анализ температурного режима электролиза при размещении электролизеров в помещении приводит к следующим соотношениям

t_а=t_к-3;  t_вг=t_к-2;  t_хг=t_к-6.                                                   (2.16)

3. Расчет коэффициента, учитывающего диффузию ионов хлора из анодного пространства в катодное

Очень важно учитывать диффузию ионов хлора в совокупности протекающих в электролизере процессов. Количество ионов хлора(в пересчете на хлорид натрия), перенесенное диффузией из анодного пространства электролизера в катодное, можно определить из уравнения:

Δg_NaCl=ДS(C^а_NаCl- C^s_NаCl)                                                  (2.17)

где C^а_NаCl, C^s_NаCl- соответсвенно концентрация хлорида натрия в анолите и электролите, перетекающем в катодное пространство,кг/м³; S-общее сечение пор диафрагмы, м²; Д-коэффиент скорости диффузии, равный отношению коэффициент диффузии к толщине диффузионного слоя, м/ч; ДS- коэффициент, учитывающий диффузию ионов хлора из анодного пространства электролизера в катодное м³/ч.

Разница концентраций C^а_NаCl и C^s_NаCl обусловлена потоком G_д.В соответствии с определением этого потока можно записать:

G_д=g^д_NаCl=ε_NаClІη_Cl2n_Cl^-—ДS(C^а_NаCl- C^s_NаCl),                      (2.18)

где ε_NаCl-электрохимический эквивалент разложения хлорида натрия, кг/(кА·ч); Ι-токовая нагрузка на электролизер, кА; η_Cl2- выход по току хлора, доли единицы; n_Cl^- -число переноса ионов хлора в водном расворе хлорида натрия, доли ед.

4. Общее сечение пор диафрагмы определяется:

1)  факторами, не зависящими от срока работы диафрагмы (вероятностный разброс качества асбеста, параметров режима насасывания, сушки диарагмы)

2)  факторами, связанными со сроком службы диафрагмы(засорение пор мезаническими частицами, поступающими с рассолом, анодным шламом, изменение свойств асбеста со временем). Действие факторов первой группы можно учесть, рассчитав начальные значения параметров диафрагмы (например, при изменении качества асбеста), либо дисперсией начального значения парметров (при флуктуации параметров, имеющей нормальный закон распределения). При работе отделения сборки электролизных ванн также стремятся уменьшить действие этих факторов строгим соблюдением режима и высоким качеством изготовления узлов и сборки ванн.

Коэффициент скорости диффузии Д тоже зависит от состояния электролизера, например, от интенсивности перемешивания электролита, которая определяется степенью изношенности графитовых анодов, температурой процесса электролиза. Расходом электролита, перетекающего в камеру католита, толщины диффузионного слоя.

2.2.4. Детерминированная часть математической модели электролизера

В детерминированной части модели для определения параметров процесса, протекающих в электролизере, используются соотношения материального и теплового балансов, электрохимические, химические и физико-химические соотношения. При составлении аналитических зависимостей в качестве входной информации  использованы регулярные значения концентрации растворенных веществ в рассоле и электролитической щелочи, т. е. определены множетсва:

A_p={α^p_NаCl; α^p_Nа2SO4; α^p_NaOH; α^p_Na2CO3; α^p_Ca+Mg; α^p_H2O},                (2.19)

A_k={ α^к_NаCl; α^к_Nа2SO4; α^к_NaOH; α^к_Na2CO3; α^к_NaClO; α^к_NaClO3; α^к_H2O}.                   (2.20)

Кроме этого, использованы измеренные значения: температуры рассола (t_р), токовой нагрузки электролизера (I), разрежения в камере анолита (h_а) и католита (h_к). Таким образом, при построении детерминированной части модели так же, как и в стохастической ее части, использована доступная информация с единичного электролизера. Этой информации не только достаточно для составлении детерминированной части модели, но ее можно сократить.