Влияние температуры на эффективность работы электролизера


Авторы

Кропочев Е. В.1*, Брендаков В. Н.2

1. Национальный исследовательский Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, Томск, Томская обл., 634050, Россия
2. Северский технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ , Северск, Российская Федерация

*e-mail: messive@yandex.ru

Аннотация

В работе представлены результаты численных расчетов по созданной математической модели процесса получения газообразного фтора в среднетемпературном электролизере. В результате электролиза из расплава трифторида калия выделяются пузырьки фтора и водорода. Модель представляет математическое описание взаимосвязанных процессов: гидродинамики, термодинамики и электрохимической кинетики. Достоверность математической модели доказывается сравнением численных результатов с известным аналитическим решением. Параметрическое исследование по влиянию температуры расплава на количество вырабатываемого газообразно-го фтора, позволяет оценить эффективность процесса электролиза как количество фтора получаемого при затрате одного Квт×ч электроэнергии.

Ключевые слова:

математическое моделирование, среднетемпературный электролизер, трехкомпонентная модель электролиза, производительность электролизера по фтору, эффективность технологического процесса

Список источников

  1. Галкин Н.П., Крутиков А.Б. Технология фтора. М.: Атомиздат, 1968. 188 с.
  2. Беляев В.М. Исследование процесса получения фтора электролизом системы KF-HF в электролизерах с принудительной циркуляцией электролита: Дисс. канд. техн. наук; Томск, 1974. 190 с.
  3. Ливенцов С.Н. Разработка математической модели технологического процесса электролитического полу-чения фтора в аппаратах СТЭ-20 // Известия Томского политехнического университета. 2002. Т. 305. № 3. С. 408–415.
  4. Ливенцова Н.В. Оптимизация технологического про-цесса получения фтора // Известия Томского политех-нического университета. 2007. Т. 311. № 3. С. 45–48.
  5. Зусайлов Ю.Н. Контроль качества продукции в произ-водствах угольных анодов, фтора и гексафторида ура-на. Ангарск: Ангарский государственный технический университет, 2017. 267 с.
  6. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. учеб. для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1987. 840 с.
  7. Manninen M., Taivassalo V., Kallio S. On the mixture model for multiphase flow. Technical Research Centre of Finland: VTT Publications 288, 1996. 67 p.
  8. Молчанов А.М. Термофизика и динамика жидкости и газа. Специальные главы. Москва: Изд-во МАИ, 2019. 152 с.
  9. Лукомский Ю.Я., Гамбург Ю.Д. Физико-химические основы электрохимии: учеб. для химических и хими-ко-технологических спец. университетов. Долгопруд-ный: Издат. Дом «Интеллект», 2008. 424 с.
  10. Newman J.S., Thomas-Alyea K.E. Electrochemical sys-tems. Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2004. 647 p.
  11. Синьков К.Ф. Развитие гидродинамических моделей многофазных течений в трубопроводах: Дисс. канд. физ.-мат. наук; МФТИ. Москва, 2016. 130 с.
  12. Джонсон А. Термодинамические аспекты в курсе не-органической химии. М.: Мир. 1985. 134 с.
  13. Greenshields C. OpenFOAM v7 User Guide. 2019.
  14. Белянин А.В., Нагайцева О.В., Ливенцова Н.В. и др. Разработка модели теплового процесса электролизера для тренажера оператора АСУ ТП производства фтора // Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 315. № 4. С. 38–42.
  15. Петрий О.А. Эквивалент электрохимический // Краткая химическая энциклопедия. М.: Сов. Энцик. Т. 5. 979 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2026