PL167716B1 - Method of shunting an electrolyzer by means of a multi-step selector switch and multi-step selector switch therefor - Google Patents
Method of shunting an electrolyzer by means of a multi-step selector switch and multi-step selector switch thereforInfo
- Publication number
- PL167716B1 PL167716B1 PL91292897A PL29289791A PL167716B1 PL 167716 B1 PL167716 B1 PL 167716B1 PL 91292897 A PL91292897 A PL 91292897A PL 29289791 A PL29289791 A PL 29289791A PL 167716 B1 PL167716 B1 PL 167716B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- elongated arms
- arms
- electrolyser
- electrolyzer
- switches
- Prior art date
Links
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/002—Very heavy-current switches
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/60—Constructional parts of cells
- C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
- C25B9/66—Electric inter-cell connections including jumper switches
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Abstract
Description
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zwarciowe do bocznikowania elektrycznego elektrolizera jednobiegunowego, składającego się z poszczególnych ogniw elektrolitycznych, połączonego szeregowo z innymi elektrolizerami jednobiegunowymi i dołączonego do źródła energii elektrycznej.The subject of the invention is a short-circuit device for bypassing an electric single-pole electrolyser, consisting of individual electrolytic cells, connected in series with other single-pole electrolysers and connected to an electric energy source.
167 716167 716
Znane elektrolizery, takie jak elektrolizery membranowe typu prasy filtracyjnej chlorowoługowej do elektrolizy chlorku sodowego, są podatne na uszkodzenie przy odłączeniu jednego elektrolizera od szeregu elektrolizerów w obwodzie. Wskutek jednego rodzaju uszkodzenia następuje omijanie aktywnej elektrokatalitycznie powłoki na powierzchni katody elektrolizera, co jest powodowane przez przepływ prądu wstecznego. Uszkodzenie występuje również, gdy nadmierny prąd przepływa przez poszczególne ogniwa elektrolizerów w pobliżu bocznikowanego elektrolizera, co jest powodowane przez skupianie się linii przepływającego prądu w obszarach elektrolizera, które są najbliższe punktom połączenia z urządzeniem zwarciowym.Known electrolysers, such as the chlorinated chloride filter press type membrane electrolysers for sodium chloride electrolysis, are susceptible to failure when one electrolyser is disconnected from a plurality of in-circuit electrolysers. Due to one type of damage, the electrocatalytically active coating on the surface of the electrolyser cathode is bypassed, which is caused by the flow of reverse current. Damage also occurs when excess current flows through individual cells of the electrolysers near the bypassed electrolyser, which is caused by the focus of the current flowing lines in the regions of the electrolyser that are closest to the points of connection with the short circuit device.
Znane są, na przykład z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 561 949 i 4 589 966, urządzenia zwarciowe do bocznikowania części lub całego prądu elektrycznego płynącego przez elektrolizer, w których uzyskuje się odłączanie elektrolizera, bez powodowania przepływu prądu wstecznego do bocznikowanego elektrolizera.For example, from US Pat. Nos. 4,561,949 and 4,589,966, short circuit devices are known to bypass some or all of the electric current through the electrolyser, in which the electrolyser is disconnected without causing reverse current to flow to the bypassed electrolyser.
Znane jest z opisu patentowego RFN nr 2 834 570 urządzenie zwarciowe do bocznikowania, czyli omijania pojedynczego ogniwa elektrolitycznego w szeregu połączonych elektrycznie elektrolizerów, stanowiących urządzenie przemysłowe przeznaczone na przykład do elektrolizy wody dla wytwarzania wodoru i tlenu albo do elektrolizy roztworów chlorku sodowego dla wytwarzania chloru i sody kaustycznej. Wówczas gdy jedno ogniwo elektrolityczne ma być sprawdzone lub poddane konserwacji, musi zostać ono zbocznikowane w celu umożliwienia ciągłej pracy innych połączonych szeregowo ogniw elektrolitycznych. Urządzenie jest wykonane z wielu układów zwarciowych dołączonych do szyn zbiorczych, które zapewniają ciągłość elektryczną pomiędzy elektrolizerami. Celem budowy tego urządzeniajest zapewnienie dłuższej trwałości styków, co osiągnięto przez podział prądu na wiele niezależnych przewodów szynowych odizolowanych elektrycznie od siebie i rozmieszczonych w pionowych rzędach. Urządzenie zwarciowe przedstawione w opisie patentowym RFN nr 2 834 570 może być więc umieszczone jedynie poprzecznie względem rzędu elektrolizerów. Zwarcie poprzeczne powoduje przeciążenie poszczególnych ogniw elektrolitycznych, w wyniku czego może nastąpić uszkodzenie delikatnych elementów wewnętrznych, takich jak aktywowane elektrody i membrany.A short-circuit device for bypassing, i.e. bypassing a single electrolytic cell in a series of electrically connected electrolysers, is known from the German patent specification No. 2,834,570, which is an industrial device intended, for example, for the electrolysis of water for the production of hydrogen and oxygen or for the electrolysis of sodium chloride solutions for the production of chlorine and caustic soda. Whenever one electrolytic cell is to be checked or maintained, it must be bypassed in order to allow the continued operation of the other series-connected electrolytic cells. The device is made up of a number of short-circuit circuits connected to the busbars, which ensure electrical continuity between the electrolysers. The purpose of the construction of this device is to ensure longer life of the contacts, which is achieved by dividing the current into many independent busbars electrically insulated from each other and arranged in vertical rows. The short-circuit device described in German Patent Specification No. 2,834,570 can therefore only be arranged transversely to the row of electrolysers. A transverse short circuit overloads individual electrolytic cells, which can damage delicate internal components such as activated electrodes and membranes.
Urządzenie według wynalazku, zawierające wiele pierwszych i drugich wydłużonych ramion, cechuje to, że pierwsze wydłużone ramiona mają elementy stykowe dołączone do anodowego punktu stykowego każdego ogniwa elektrolizera poprzedzającego bocznikowany elektrolizer, a drugie wydłużone ramiona mają elementy stykowe dołączone do katodowego punktu stykowego każdego ogniwa elektrolizera następującego bezpośrednio po bocznikowym elektrolizerze. Pierwsze wydłużone ramiona są połączone z drugimi wydłużonymi ramionami przez elementy łączące.The apparatus of the invention comprising a plurality of first and second extension arms, the first extension arms have contact elements connected to the anodic contact point of each electrolyser cell upstream of the bypassed cell, and the second extension arms have contact elements connected to the cathodic contact point of each cell following the electrolyser. directly after the bypass electrolyzer. The first elongated arms are connected to the second elongated arms by connecting elements.
Elementy łączące zawierają przełączniki i rezystory.Connecting elements include switches and resistors.
W jednym przykładzie wykonania urządzenia elementy łączące zawierają pierwszą wewnętrzną szynę zbiorczą łączącą pierwsze wydłużone ramiona, a przełączniki i rezystor są wspólne dla wszystkich wydłużonych ramion.In one embodiment of the device, the linking means comprises a first inner busbar connecting the first extension arms, and the switches and resistor are common to all of the extension arms.
W drugim przykładzie wykonania urządzenia elementy łączące zawierają pierwsze wewnętrzne szyny zbiorcze łączące grupy pierwszych wydłużonych ramion i drugie szyny zbiorcze łączące grupy drugich wydłużonych ramion. Każda grupa wydłużonych ramion posiada oddzielne przełączniki i oddzielne rezystory.In a second embodiment of the device, the linking means comprises first inner bus rails connecting the groups of the first elongated arms and second bus rails connecting the groups of the second elongated arms. Each group of elongated arms has separate switches and separate resistors.
W trzecim przykładzie wykonania urządzenia każda para pierwszych i drugich wydłużonych ramion posiada własne przełączniki i rezystor w układzie modułowym.In the third embodiment of the device, each pair of first and second extension arms has its own switches and a resistor in a modular arrangement.
Korzystnie przełączniki stanowią co najmniej dwa przełączniki, a rezystory stanowią co najmniej jeden rezystor. Pierwszy przełącznik jest dołączony szeregowo do równoległego obwodu drugiego przełącznika i rezystora.Preferably, the switches are at least two switches and the resistors are at least one resistor. The first switch is connected in series to the parallel circuit of the second switch and resistor.
Połączenia pomiędzy wydłużonymi ramionami oraz anodowym punktem stykowym i katodowym punktem stykowym są korzystnie połączeniami typu ciernego.The connections between the elongate arms and the anodic contact point and the cathodic contact point are preferably friction-type connections.
W jednym przykładzie wykonania wydłużone ramiona są sztywne. W drugim przykładzie wykonania wydłużone ramiona są giętkie.In one embodiment, the elongated arms are rigid. In a second embodiment, the elongated arms are flexible.
Korzystnie połączenia typu ciernego są w kształcie kleszczy obciążonych sprężyną.Preferably, the friction-type joints are in the form of spring loaded forceps.
167 716167 716
Połączenia typu ciernego są korzystnie dociskane siłą ciężaru elementów urządzenia zwarciowego.The friction connections are preferably pressed by the weight of the elements of the short-circuit device.
Zaletą wynalazku jest zapewnienie urządzenia poprawiającego bocznikowanie jednego elektrolizera spośród wielu elektrolizerów, umożliwiając jednorodny przepływ prądu z wielu ogniw elektrolizera poprzedniego do wielu ogniw elektrolizera następnego względem elektrolizera bocznikowanego.It is an advantage of the invention to provide a device for improving the shunting of one electrolyser among the plurality of electrolysers, allowing the current to flow uniformly from the plurality of cells of the preceding electrolyser to the plurality of cells of the electrolyzer subsequent to the bypass cell.
Urządzenie umożliwia zbocznikowaniejednego elektrolizera spośród wielu elektrolizerów połączonych szeregowo ze źródłem energii elektrycznej, zwłaszcza jednobiegunowych elektrolizerów do elektrolizy roztworów wodnych, zapobiegając nierównomiernemu przepływowi prądu w poszczególnych ogniwach elektrolizerów w sąsiedztwie elektrolizera bocznikowanego. Dzięki temu zapobiega się uszkodzeniu elektrolizerów przez uniknięcie przepływu prądu wstecznego.The device enables the bypass of one electrolyser among a plurality of electrolysers in series with an electric energy source, especially single-pole electrolysers for the electrolysis of aqueous solutions, preventing uneven current flow in individual cells of the electrolysers in the vicinity of the bypassed electrolyser. This prevents damage to the electrolysers by preventing reverse current flow.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie znane urządzenie zwarciowe , fig. 2 - urządzenie z fig. 1 w stanie zwarcia, z uwidocznieniem przepływu prądu, fig. 3 - napowietrzne urządzenie zwarciowe do bocznikowania według wynalazku, w widoku z góry, fig. 4 - urządzenie z fig. 3 w przekroju wzdłuż linii X-X, fig. 5 - urządzenie z fig. 3 w widoku z boku, fig. 6 - urządzenie z fig. 3, 4 i 5 w widoku poglądowym, fig. 7 - drugi przykład wykonania urządzenia zwarciowego do bocznikowania, umieszczonego poniżej elektrolizerów, w widoku poglądowym, fig. 8- pierwszy przykład wykonania wewnętrznego układu elektrycznego urządzenia zwarciowego do bocznikowania według wynalazku, fig. 9 - drugi przykład wykonania wewnętrznego układu elektrycznego urządzenia i fig. 10 - trzeci przykład wykonania wewnętrznego układu elektrycznego urządzenia.The subject of the invention is illustrated in the drawing in which fig. 1 shows schematically a known short-circuit device, fig. 2 - the device of fig. 1 in a short-circuit condition, showing the current flow, fig. 3 - an overhead short-circuit device for bypass according to the invention. in top view, fig. 4 the device of fig. 3 in section along line XX, fig. 5 - the device of fig. 3 in a side view, fig. 6 - the device of fig. 3, 4 and 5 in a view. 7 is an overview view of a second embodiment of a short circuit device for bypassing below the electrolysers, fig. 8 is a first embodiment of an internal electrical circuit of a short circuit device according to the invention, fig. 9 a second embodiment of an internal electrical circuit of a device and Fig. 10 shows a third embodiment of the internal electrical circuit of the device.
Figury 1 i 2 przedstawiają znane urządzenie zwarciowe 8 do bocznikowania elektrolizera 2. Bocznikowanie elektrolizera 2 następuje przez przyłączenie urządzenia zwarciowego 8 do szyn zbiorczych 6 i 7.1 and 2 show the known short-circuit device 8 for bypassing the electrolyser 2. The bypassing of the electrolyser 2 takes place by connecting the short-circuit device 8 to the busbars 6 and 7.
Figura 2 przedstawia przepływ prądu i w elektrolizerach 1 i 3 bezpośrednio przed elektrolizerem 2 i za nim, po zamknięciu urządzenia zwarciowego 8. Linie przerywane, oznaczające przepływ prądu elektrycznego i, wykazują wzrost przepływu prądu elektrolizerów 1 i 3 najbliżej punktów stykowych urządzenia zwarciowego 8, w wyniku krótszego toru prądowego w szynach zbiorczych 6 i 7.Figure 2 shows the current flow in the cells 1 and 3 immediately before and after the electrolyser 2 after the short-circuit device 8 is closed. The dashed lines, denoting the flow of electric current i, show an increase in the current flow of the cells 1 and 3 closest to the contact points of the short-circuit device 8, as a result of shorter current path in busbars 6 and 7.
Figury 3, 4 i 5 przedstawiają napowietrzne urządzenie zwarciowe 8 do bocznikowania według wynalazku, w widoku z góry, w przekroju wzdłuż linii X-X i w widoku z boku. Każdy z szeregu jednobiegunowych elektrolizerów 1, 2 i 3 zawiera wiele ustawionych obok siebie elektrolitycznych ogniw 4, 5. Napowietrzne urządzenie zwarciowe 8 jest skierowane w stronę bocznikowanego elektrolizera 2. Urządzenie zwarciowe 8 jest podtrzymywane przez wsporniki 9 i 10 zamocowane do elektrolizerów 1 i 3 orazjest dołączone do anodowych punktów stykowych 11 każdego ogniwa 4 poprzedniego elektrolizera 1, przy pomocy wielu wydłużonych ramion 12. Urządzenie zwarciowe 8 jest także dołączone do katodowych punktów stykowych 14 każdego ogniwa 5 następnego elektrolizera 3, przy pomocy wielu wydłużonych ramion 13. W celu uzyskania niskorezystancyjnego połączenia pomiędzy każdą parą wydłużonych ramion oraz anodowymi lub katodowymi punktami stykowymi, te wydłużone ramiona, które mogą być albo sztywne albo giętkie, mogą być wyposażone na dolnych końcach w kleszcze obciążone sprężyną. Kleszcze są dociskane w celu zaciśnięcia anodowych lub katodowych punktów stykowych w kształcie pasków, w wyniku działania ciężaru samego urządzenia zwarciowego 8. Urządzenie zwarciowe 8 jest także dołączone do żurawia przejezdnego, który umożliwia ustawienie tego urządzenia bezpośrednio nad bocznikowanym elektrolizerem spośród szeregu elektrolizerów umieszczonych w pomieszczeniu przemysłowym.Figures 3, 4 and 5 show an overhead short-circuit bypass device 8 according to the invention in top view, sectioned along the line X-X and in side view. Each of the series of single-pole electrolysers 1, 2 and 3 includes a plurality of adjacent electrolytic cells 4, 5. Overhead short-circuit device 8 faces the bypassed electrolyser 2. The short-circuit device 8 is supported by supports 9 and 10 attached to the cells 1 and 3 and is connected to the anode contact points 11 of each cell 4 of the preceding electrolyser 1 by a plurality of elongated arms 12. A short-circuit device 8 is also connected to the cathode contact points 14 of each cell 5 of the next electrolyser 3 by a plurality of elongated arms 13. To obtain a low-resistance connection, between each pair of elongated arms and the anodic or cathode contact points, these elongated arms, which may be either rigid or flexible, may be provided with spring loaded pliers at their lower ends. The tongs are pressed to clamp the strip-shaped anodic or cathode contact points by the weight of the short-circuit device itself 8. The short-circuit device 8 is also connected to a mobile crane which enables the device to be positioned directly above the bypassed electrolyser among a series of electrolysers located in the industrial room .
Figura 6 przedstawia urządzenie zwarciowe z fig. 3, 4 i 5 w widoku poglądowym.Figure 6 shows the short-circuit device of figures 3, 4 and 5 in an explanatory view.
Figura 7 przedstawia w podobnym widoku poglądowym drugi przykład wykonania urządzenia zwarciowego 8, które jest tutaj ustawione poniżej elektrolizerów i jest podtrzymywane przez wózek 15 przesuwający się po szynach położonych bezpośrednio poniżej każdego rzędu elektrolizerów.Figure 7 shows a similar overview view of a second embodiment of a short circuit device 8 which is here positioned below the electrolysers and supported by a carriage 15 sliding on rails immediately below each row of electrolysers.
167 716167 716
Prąd elektryczny płynie zjednobiegunowych ogniw 4 elektrolizera 1 przez punkty stykowe 11 i wiele wydłużonych ramion 12 do urządzenia zwarciowego 8. Następnie prąd elektryczny płynie przez rezystor sterujący przepływem prądu elektrycznego do wielu wydłużonych ramion 13 i do punktów stykowych 14 jednobiegunowych ogniw 5 elektrolizera 3 następującego bezpośrednio po bocznikowanym elektrolizerze 2. Prąd jest pobierany stopniowo w równych częściach z ogniw 4 i jest dostarczany w równych częściach do ogniw 5. W ten sposób zostają całkowicie pokonane problemy związane z przesunięciem prądu.Electric current flows from the unipolar cells 4 of the electrolyser 1 through the contact points 11 and the plurality of elongated arms 12 to the short-circuit device 8. The electric current then flows through the resistor controlling the flow of electric current to the plurality of elongated arms 13 and to the contact points 14 of the unipolar cells 5 of the electrolyser 3 immediately following by bypassed electrolyser 2. Current is drawn gradually in equal parts from the cells 4 and is supplied in equal parts to the cells 5. The problems of current displacement are thus completely overcome.
Figury 8, 9 i 10 przedstawiają trzy przykłady wykonań układu wewnętrznego urządzenia zwarciowego 8 według wynalazku.Figures 8, 9 and 10 show three embodiments of the internal circuit of the short circuit device 8 according to the invention.
Figura 8 pokazuje, że wydłużone ramiona 12 i 13 mogą być dołączone do szyn zbiorczych 15 i 16, których przekrój poprzeczny jest znacznie większy niż szyn zbiorczych 6 i 7 z poprzednich figur. Taki duży przekrój poprzeczny zapobiega istotnej zmianie przepływu prądu w sąsiednich ogniwach elektrolizera poprzedzającego i elektrolizera następującego po bocznikowanym elektrolizerze. Urządzenie zwarciowe 8 jest także wyposażone w dwa przełączniki 17 i 18 oraz rezystor 19. Po przyłączeniu wydłużonych ramion 12 i 13 do anodowych i katodowych punktów stykowych 11 i 14 z fig. 3 -7, przełącznik 17 zostaje zamknięty i część całkowitego prądu elektrycznego jest bocznikowana przez rezystor 19. Pozostała mała część prądu elektrycznego, nadal dostarczana do bocznikowanego elektrolizera, zapewnia ustalenie warunków roboczych w elektrolizerze tak, że zapobiega przepływowi prądu wstecznego przy następnym zwarciu. Po właściwym czasie po zamknięciu przełącznika 17, przełącznik 18 zostaje również zamknięty, umożliwiając całkowite zbocznikowanie elektrolizera, praktycznie bez istotnego prądu wstecznego przepływającego przez sam elektrolizer.Figure 8 shows that the extended arms 12 and 13 can be connected to busbars 15 and 16, the cross section of which is significantly larger than the busbars 6 and 7 of the previous figures. Such a large cross-section prevents a significant change in the current flow in adjacent cells of the upstream electrolyser and the downstream electrolyser. The short-circuit device 8 is also provided with two switches 17 and 18 and a resistor 19. After the extension arms 12 and 13 are connected to the anode and cathode contact points 11 and 14 of Figs. 3-7, switch 17 is closed and part of the total electric current is shunted. via resistor 19. The remaining small portion of the electric current, still supplied to the bypassed electrolyser, ensures that the operating conditions in the electrolyzer are established so as to prevent reverse current flow at the next short circuit. In due time after switch 17 is closed, switch 18 is also closed, allowing the electrolyser to bypass completely, with virtually no significant reverse current flowing through the electrolyser itself.
Figura 9 pokazuje inny układ elektryczny, w którym szyny zbiorcze zostały podzielone na poszczególne szyny zbiorcze 20, 21 i 22, 23, do których są dołączone wydłużone ramiona 12 i 13. Każda szyna zbiorcza 20,21 i 22,23 jest odizolowana elektrycznie od innej i jest wyposażona w przełącznik 24,25 i 27,28 oraz rezystor 26,29, działające jak opisano w przypadku urządzenia z fig. 8.Figure 9 shows another electrical system in which the busbars are divided into individual busbars 20, 21 and 22, 23 to which elongated arms 12 and 13 are connected. Each busbar 20, 21 and 22, 23 is electrically insulated from the other. and has a switch 24, 25 and 27, 28 and a resistor 26, 29, operable as described for the device of Figure 8.
Podział szyn zbiorczych zapobiega nierównomiernemu przepływowi prądu elektrycznego, bez konieczności użycia masywnych elementów metalowych, lecz tylko dzięki pewnej dodatkowej złożoności układu elektrycznego.The splitting of the busbars prevents an uneven flow of electric current, without the need for massive metal components, but only due to some additional complexity in the electrical system.
Figura 10 przedstawia układ z fig. 9 w skrajnym przypadku, w którym każda para anodowych i katodowych wydłużonych ramion 12, 13 jest przyłączona do własnego przełącznika 30, 31 i rezystora 32 w układzie modułowym. Przy użyciu obwodów równoległych przełączników i rezystora, przedstawionych na fig. 9 i 10, przełączniki mają być uruchamiane równocześnie, np, na fig. 9 przełączniki 24 i 27, a następnie przełączniki 25 i 28.Figure 10 shows the circuit of Figure 9 in the extreme case where each pair of anode and cathode extension arms 12, 13 is connected to its own switch 30, 31 and resistor 32 in a modular arrangement. Using the switch and resistor parallel circuits shown in Figures 9 and 10, the switches are intended to be actuated simultaneously, e.g. in Figure 9, switches 24 and 27 followed by switches 25 and 28.
Jako rezystywność rozumie się tutaj rezystancję przy prądzie stałym pomiędzy przeciwległymi, równoległymi powierzchniami czołowymi części materiału o jednostkowej długości i jednostkowym przekroju poprzecznym. Rezystywność materiału określa rezystancję elektryczną posiadaną przez materiał, przy czym rezystancja jest obliczana zgodnie z równaniem:Here, resistivity is understood to mean the direct current resistance between opposite, parallel faces of a material portion of unit length and unit cross-section. The resistivity of a material describes the electrical resistance that a material possesses, the resistance being calculated according to the equation:
R = pL/A (1) gdzie R jest rezystancją w mikroomach, p jest rezystywnością w mikroomach centymetr, L jest długością w cm i A jest przekrojem poprzecznym w cm2.R = pL / A (1) where R is the resistance in micrometers, p is the resistivity in micrometers, L is the length in cm and A is the cross-sectional area in cm 2
Przykładowe rezystywności kilku metali są jak następuje: metal rezystywność (mikroom · cm) aluminium 2,655 miedź 1,673 żeliwo 75-98 ołów 20,65 magnez 4,46 nikiel 6,84 stal 11-45Examples of resistivities of several metals are as follows: metal resistivity (micrometre cm) aluminum 2.655 copper 1.673 cast iron 75-98 lead 20.65 magnesium 4.46 nickel 6.84 steel 11-45
167 716167 716
Spadek napięcia na szynie zbiorczej 6 i 7 układu z fig. 1, w którym do bocznikowania elektrolizera jest stosowane znane urządzenie zwarciowe, jest obliczany zgodnie z równaniem:The voltage drop on the busbars 6 and 7 of the arrangement of Fig. 1, in which a known short-circuit device is used to bypass the electrolyser, is calculated according to the equation:
V = 0,5 RI (2) gdzie R jest określone w równaniu (1), a I jest całkowitym prądem płynącym przez elektrolizery.V = 0.5 RI (2) where R is defined in equation (1) and I is the total current through the electrolysers.
Zakładając, że całkowity prąd wynosi 60 000 amperów, długość L jest równa 200 cm i powierzchnia A przekroju poprzecznego jest równa 100 cm2, spadek napięcia V na szynie zbiorczej wynosi 0,1 wolta. Z tego powodu zamocowanie znanego urządzenia zwarciowego do jednego końca szyny zbiorczej 6 i 7 powoduje skupianie linii przepływającego prądu w ogniwach w miejscach najbliższych punktom stykowym urządzenia, co przedstawiono na fig. 2 i co ogranicza elektrolizery do kilku ogniw jednobiegunowych w celu zapobiegania nadmiernemu skupieniu linii przepływającego prądu.Assuming the total current is 60,000 amperes, the length L is 200 cm and the cross-sectional area A is 100 cm 2 , the voltage drop V on the busbar is 0.1 volts. For this reason, the attachment of a known short-circuit device to one end of the busbars 6 and 7 causes the concentration of the current flowing lines in the cells to the points closest to the device's contact points, as shown in Fig. 2, and which limits the electrolysers to several unipolar cells in order to prevent excessive concentration of the flowing lines. current.
Rezystancja elektryczna może zostać zmniejszona do minimum przez zmniejszenie długości toru prądowego lub przez zwiększenie grubości szyn zbiorczych. W obu przypadkach występuje ograniczenie przez praktyczne rozważania.The electrical resistance can be reduced to a minimum by reducing the length of the current path or by increasing the thickness of the busbars. In both cases there is a limitation by practical considerations.
Natomiast w przypadku urządzenia zwarciowego do bocznikowania według wynalazku prąd może przepływać równomiernie z elektrolizerów zawierających dowolną liczbę indywidualnych ogniw elektrolitycznych, bez powodowania zmiany przepływu prądu elektrycznego. Prąd elektryczny jest doprowadzany bezpośrednio z poszczególnych ogniw elektrolizerów przez wydłużone ramiona, bez przechodzenia przez szyny zbiorcze, które łączą elektrycznie elektrolizery podczas normalnej pracy. Poza tym, układ wewnętrzny urządzenia według wynalazku jest taki, że części całkowitego prądu, które płyną wzdłuż wydłużonych ramion, są równe. Wynik ten jest uzyskiwany przy użyciu różnych układów pokazanych na fig. 8, 9 i 10 posiadających wewnętrzne szyny zbiorcze o wymiarach zapewniających spadek napięcia stałego mniejszy niż 50 mV albo podzielone wewnętrzne szyny zbiorcze, z których każda jest wyposażona w przełącznik i rezystor dla każdego wydłużonego ramienia.In contrast, in the case of the short-circuit bypass device of the invention, current may flow uniformly from the electrolysers containing any number of individual electrolytic cells without altering the flow of electric current. Electric current is supplied directly from the individual cells of the electrolysers through the elongated arms, without passing through the busbars that electrically connect the electrolysers during normal operation. Moreover, the internal arrangement of the device according to the invention is such that the parts of the total current which flow along the elongated arms are equal. This result is obtained using the various circuits shown in Figs. 8, 9 and 10 having internal busbars dimensioned to provide a DC voltage drop of less than 50 mV or split internal busbars each equipped with a switch and a resistor for each elongated arm. .
W znanych rozwiązaniach bocznikowany elektrolizer musi zostać podniesiony nad urządzenie zwarciowe co powoduje powstanie niebezpiecznych warunków pracy, gdyż elektrolizer jest ciężki i istnieje możliwość wycieku elektrolitu. Natomiast urządzenie zwarciowe do bocznikowania według wynalazku umieszcza się nad bocznikowanym elektrolizerem lub pod nim, a elektrolizer może być utrzymywany na poziomie ziemi i usuwany na przykład przy pomocy wózka jezdniowego widłowego. Nie ma ryzyka upadku elektrolizera na robotników i dostęp do elektrolizera jest otwarty.In the known solutions, the bypassed electrolyser must be lifted above the short-circuit device, which creates dangerous working conditions, because the electrolyser is heavy and there is a possibility of electrolyte leakage. On the other hand, the short-circuit bypass device according to the invention is placed above or below the bypassed electrolyser, and the electrolyser can be kept level with the ground and removed, for example, with a forklift truck. There is no risk of the electrolyser falling onto the workers and access to the electrolyser is open.
Zastosowanie urządzenia według wynalazku umożliwia zaoszczędzenia 40% miedzi, ponieważ szyny zbiorcze łączące elektrolizery mogą być przeznaczone po prostu do przeprowadzania prądu pomiędzy elektrolizerami, a nie do minimalizacji nierównomiernego przepływu prądu elektrycznego w poszczególnych ogniwach elektrolizerów. Ponieważ całkowity prąd zostaje podzielony na małe części dla każdego wydłużonego ramienia, spadek napięcia wzdłuż wydłużonych ramion jest pomijalny i połączenie pomiędzy każdym wydłużonym ramieniem i odpowiednimi anodowymi lub katodowymi punktami stykowymi może być typu ciernego zamiast typu śrubowego, w którym przepływa duży prąd i które jest czasochłonne i niebezpieczne.The use of the device according to the invention allows a saving of 40% of copper, since the busbars connecting the electrolysers may be designed simply to conduct the current between the electrolysers and not to minimize the uneven flow of electric current in the individual cells of the electrolysers. As the total current is divided into small parts for each elongated arm, the voltage drop along the elongated arms is negligible and the connection between each elongated arm and the corresponding anode or cathode contact points may be of the friction type rather than the high-current-flow screw type which is time consuming. and dangerous.
167 716167 716
Fig.3.Fig.3.
Fig. 4Fig. 4
167 716167 716
ΗηΗη
n jih h η fn jih h η f
Fig.5.Fig 5.
167 716167 716
Fig.6.Fig. 6.
167 716167 716
167 716167 716
Fig.8.Fig.8.
Fig.9.Fig. 9.
Fig.10Fig.10
3232
167 716167 716
Fig.1.Fig.1.
Fig. 2.Fig. 2.
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies
Cena 1,50 złPrice PLN 1.50
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT02251090A IT1246987B (en) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | SHORT CIRCUITOR FOR ELECTROLIZERS AND RELATED USE MEDOTO |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL292897A1 PL292897A1 (en) | 1992-07-27 |
| PL167716B1 true PL167716B1 (en) | 1995-10-31 |
Family
ID=11197240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL91292897A PL167716B1 (en) | 1990-12-21 | 1991-12-20 | Method of shunting an electrolyzer by means of a multi-step selector switch and multi-step selector switch therefor |
Country Status (22)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0492551B1 (en) |
| JP (1) | JPH04301090A (en) |
| KR (1) | KR920013514A (en) |
| CN (1) | CN1063724A (en) |
| AR (1) | AR247922A1 (en) |
| AT (1) | ATE145255T1 (en) |
| AU (1) | AU650694B2 (en) |
| BR (1) | BR9105476A (en) |
| CA (1) | CA2058008A1 (en) |
| CS (1) | CS398791A3 (en) |
| DE (1) | DE69123131D1 (en) |
| FI (1) | FI915926A (en) |
| HU (1) | HU209837B (en) |
| IL (1) | IL100265A (en) |
| IT (1) | IT1246987B (en) |
| MX (1) | MX9102715A (en) |
| NO (1) | NO914923L (en) |
| NZ (1) | NZ241071A (en) |
| PL (1) | PL167716B1 (en) |
| PT (1) | PT99890A (en) |
| RU (1) | RU2076908C1 (en) |
| ZA (1) | ZA919566B (en) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2448194A1 (en) * | 1974-10-09 | 1976-04-22 | Hooker Chemicals Plastics Corp | ELECTROLYSIS CELL PLANT |
| US4302642A (en) * | 1977-08-24 | 1981-11-24 | Westinghouse Electric Corp. | Vacuum switch assembly |
| DE2821979A1 (en) * | 1978-05-19 | 1979-11-22 | Hooker Chemicals Plastics Corp | Electrolysis plant with mono:polar filter press type assembly - has cathode frames of one cell unit connected to anode frames of adjacent unit |
| US4390763A (en) * | 1981-05-27 | 1983-06-28 | Westinghouse Electric Corp. | Electrochemical cell shunting switch assembly with matrix array of switch modules |
| US4537662A (en) * | 1984-05-04 | 1985-08-27 | Westinghouse Electric Corp. | Method of electrically shorting an electrolytic cell |
-
1990
- 1990-12-21 IT IT02251090A patent/IT1246987B/en active IP Right Grant
-
1991
- 1991-11-28 AU AU88251/91A patent/AU650694B2/en not_active Ceased
- 1991-12-04 ZA ZA919566A patent/ZA919566B/en unknown
- 1991-12-06 IL IL10026591A patent/IL100265A/en not_active IP Right Cessation
- 1991-12-13 NO NO91914923A patent/NO914923L/en unknown
- 1991-12-17 BR BR919105476A patent/BR9105476A/en not_active Application Discontinuation
- 1991-12-17 FI FI915926A patent/FI915926A/en not_active Application Discontinuation
- 1991-12-18 CA CA002058008A patent/CA2058008A1/en not_active Abandoned
- 1991-12-19 NZ NZ241071A patent/NZ241071A/en unknown
- 1991-12-19 MX MX9102715A patent/MX9102715A/en unknown
- 1991-12-20 RU SU915010539A patent/RU2076908C1/en active
- 1991-12-20 PL PL91292897A patent/PL167716B1/en unknown
- 1991-12-20 JP JP3338895A patent/JPH04301090A/en active Pending
- 1991-12-20 PT PT99890A patent/PT99890A/en not_active Application Discontinuation
- 1991-12-20 KR KR1019910023656A patent/KR920013514A/en not_active Application Discontinuation
- 1991-12-20 CN CN91111739A patent/CN1063724A/en active Pending
- 1991-12-20 HU HU914065A patent/HU209837B/en not_active IP Right Cessation
- 1991-12-20 DE DE69123131T patent/DE69123131D1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-20 CS CS913987A patent/CS398791A3/en unknown
- 1991-12-20 EP EP91122025A patent/EP0492551B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-20 AT AT91122025T patent/ATE145255T1/en not_active IP Right Cessation
- 1991-12-23 AR AR91321495A patent/AR247922A1/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NZ241071A (en) | 1995-03-28 |
| EP0492551A1 (en) | 1992-07-01 |
| CS398791A3 (en) | 1992-07-15 |
| AU8825191A (en) | 1992-06-25 |
| HUT59967A (en) | 1992-07-28 |
| IT9022510A0 (en) | 1990-12-21 |
| ATE145255T1 (en) | 1996-11-15 |
| HU209837B (en) | 1994-11-28 |
| IT9022510A1 (en) | 1992-06-21 |
| DE69123131D1 (en) | 1996-12-19 |
| NO914923L (en) | 1992-06-22 |
| IL100265A0 (en) | 1992-09-06 |
| NO914923D0 (en) | 1991-12-13 |
| FI915926A (en) | 1992-06-22 |
| CA2058008A1 (en) | 1992-06-22 |
| BR9105476A (en) | 1992-09-15 |
| PT99890A (en) | 1994-02-28 |
| AR247922A1 (en) | 1995-04-28 |
| MX9102715A (en) | 1992-06-01 |
| ZA919566B (en) | 1992-08-26 |
| HU914065D0 (en) | 1992-03-30 |
| FI915926A0 (en) | 1991-12-17 |
| JPH04301090A (en) | 1992-10-23 |
| AU650694B2 (en) | 1994-06-30 |
| EP0492551B1 (en) | 1996-11-13 |
| RU2076908C1 (en) | 1997-04-10 |
| IL100265A (en) | 1995-12-08 |
| PL292897A1 (en) | 1992-07-27 |
| IT1246987B (en) | 1994-12-12 |
| CN1063724A (en) | 1992-08-19 |
| KR920013514A (en) | 1992-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2860813C (en) | System for power control in cells for electrolytic recovery of a metal | |
| RU2481420C2 (en) | Device and method of short-circuiting one or more electrolysis cells in assembly of electrolysis cells for producing aluminium | |
| PL113658B1 (en) | Unipolar diaphragm cell | |
| PL95784B1 (en) | ELECTROLYZER SYSTEM WITH VERTICAL ELECTRODES | |
| US3432422A (en) | Current conducting members for electrolytic cell | |
| CA1232868A (en) | Arrangement of busbars for electrolytic reduction cell | |
| PL167716B1 (en) | Method of shunting an electrolyzer by means of a multi-step selector switch and multi-step selector switch therefor | |
| US5207883A (en) | Jumper switch means | |
| US4722703A (en) | Bus bar connector | |
| US5346596A (en) | Method for bypassing a monopolar electrolyzer in series | |
| JPS6311430B2 (en) | ||
| CN211814672U (en) | Energy-saving electrolytic electrodeposition conductive connecting device | |
| DE2653538B2 (en) | Electrolytic diaphragm cell and method for its assembly | |
| JPH07150382A (en) | Jumper switch apparatus for electrolytic tank electrically connected in series | |
| JP2000104193A (en) | Method for short-circuiting electrolytic cell blocks | |
| CN111206267A (en) | Energy-saving electrolytic electrodeposition conductive connecting device | |
| KR20180118639A (en) | Electrode structures provided with resistors | |
| CN216141649U (en) | Metal hanger | |
| KR102695632B1 (en) | Power supply circuit for electrolytic cell including short circuit device and disconnector | |
| RU2101391C1 (en) | Busbar of magnesium-producing electrolyzer | |
| JP2009102723A (en) | Non-ferrous electrolytic refining method | |
| RU2175689C2 (en) | Joint in cathode section of electrolyzer and process of its manufacture | |
| JP2003064498A (en) | Non-ferrous metal electrolytic device, and using method therefor | |
| JP2532165Y2 (en) | Electrolyzer circuit connector | |
| DE166450C (en) |