一种用于安全经济地操作电解器的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于确定电解器（1）的电解元件（2）的一个安全经济且取决于电流密度的电压工作范围和或一个比能耗工作范围的方法。为提供一种导致改善的电压结果和/或比能耗结果的方法，本发明专利技术提出，该电压工作范围和/或比能耗工作范围根据一个指定给该电池元件（2）的工作参数来决定。

A method for safely and economically operating an electrolytic unit

The present invention relates to a method for determining the safe, economical, and voltage dependent operating range of an electrolytic element (2) of an electrolytic cell (1), or a specific energy consumption operating range. As a result of supply voltage and / or lead to the improvement of energy consumption results, according to the invention, the voltage range and / or specific energy consumption according to a scope of work assigned to the battery element (2) to determine the working parameters.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于安全经济地操作电解器的方法
本专利技术涉及一种用于操作电解器的方法。一种方法被应用于确定电解器的至少一个电池元件的一个安全经济且取决于电流密度的电压和/或比能耗工作范围。本专利技术还涉及一种包含至少一个电池元件的电解器。
技术介绍
电解器中的一个电池元件的电压U以及施加的电流负荷，表征为具有电流强度I的电解电流，，都是电解技术背景中重要的量，因为电解器的电流或能量消耗EV取决于这些物理量。由于实际评估的原因，一个电解器的能量消耗通常是相对于产物的质量，并由此以比例形式表示。根据伯格纳(Bergner)的“碱金属氯化物电解的现有技术水平”，第2部分(“EntwicklungsstandderAlkalichlorid-Elektrolyse，Teil2”)，化学工程技术(Chemie-Ingenieur-Technik)，66(1994)，第八期，经典的氯-碱电解中比能耗与电压之间的正比例关系可如下计算：(1)EV＝U/(FxS)[kWh/t]在此F表示一个针对产物的法拉第常数，单位为[t/kAh]，由摩尔法拉第常数与产物的摩尔质量的商形成，由于产物的电化学形成直接取决于电流强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作电解器的方法，该方法包括以下步骤a)确定一个安全经济的比能耗工作范围，其中一个比能耗变化的发生取决于一个指定给电池元件(2)的工作参数；其中单位为kWh/t产物的比能耗是使用关系式EV＝U/(F x S)从电压U计算，其中，F表示一个针对产物的法拉第常数，单位为[t/kAh]，由摩尔法拉第常数与产物的摩尔质量的商形成，而S表示所使用的隔膜的电流效率，通过关系式S＝P1–(P2/I)x(Q

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.19 DE 102011107935.51.一种用于操作电解器的方法，该方法包括以下步骤a)确定一个安全经济的比能耗工作范围，其中一个比能耗变化的发生取决于一个指定给电池元件(2)的工作参数；其中单位为kWh/t产物的比能耗是使用关系式EV＝U/(FxS)从电压U计算，其中，F表示一个针对产物的法拉第常数，单位为[t/kAh]，由摩尔法拉第常数与产物的摩尔质量的商形成，而S表示所使用的隔膜的电流效率，通过关系式S＝P1–(P2/I)x(QAxdAxcA)+(0.5–yO2)xP3描述，其中，I是电解电流，单位为[kA]；QA是输送至该电池元件的酸的流量，单位为[L/h]；dA是酸的密度，单位为[kg/L]；cA是所用酸的质量浓度，单位为[kg/kg]；yO2是阳极产物气体的含氧量，单位为[kg/kg]；P1是一个以经验方式确定的参数，介于98.5％至99.5％之间；P2是一个以经验方式确定的参数，介于50至100％kg/kAh之间；以及P3是一个以经验方式确定的参数，介于2.0％至3.0％之间；b)确定随时间推移该电池元件(2)的电流效率，并且利用随时间推移该电池元件(2)的测量的电压来计算比能耗；c)在指定给该电池元件(2)的工作参数上对步骤b)中确定的该比能耗进行归一化；d)确定在步骤c)中归一化的这些比能耗之间的比能耗变化；e)将步骤c)中确定的这些比能耗和/或步骤d)中的这些比能耗变化与步骤a)中的这些比能耗和这些比能耗变化进行比较；其中，一旦步骤c)中比能耗和/或步骤d)中的比能耗变化超出步骤a)中定义的比能耗工作范围，将该电解器(1)关闭和/或给出报警。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述比能耗变化的发生取决于一个温度和/或一个阳极电解质浓度和/或一个阴极电解质浓度，以及取决于一个与时间无关的电流变化。3.根据权利要求1所述的方法，其中P1介于98.9％至99.1％之间。4.根据权利要求1所述的方法，其中P2介于70至90％kg/kAh之间。5.根据权利要求1所述的方法，其中P3介于2.4％至2.6％之间。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于a)对每一个电池元件，通过一条气体采样线中的一个阀门(26)定时顺序打开来对在产物气体中的氧气yO2进行测量；对该产物气体中氧气的测量在该气体被输送到测量设备后进行，在该测量结束后，将该阀门(26)关闭；并且b)通过安放在每一个电池元件的一个流量计周围的两个阀门(24)的定时顺序打开以及并行旁路阀门(25)的同时关闭对输送到电池元件的酸的流量QA进行测量；对每一个电池元件的酸的流量QA的测量在该酸被输送到流量计之后进行，在该测量结束之后这些阀门(24)关闭并且该旁路阀门(25)打开。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该电池元件的温度Ti通过以下方式确定a)使用一个测量探针在所有电池元件共用的阴极产物出口中测量一个电解器的所有电池元件的阴极室的一个平均温度，b)使用一个测量探针在所有电池元件共用的阳极产物出口中测量一个电解器的所有电池元件的阳极室的一个平均温度，c)通过在a)和b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰德夫·基弗，尤尔弗史蒂芬·鲍默，迪特马尔·瓦格纳，迈克尔·斯特雷特伯格，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯电解有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE