1.2.4 Ток және энергия бойынша шығым
Магний мен хлордың ток және энергия бойынша шығымы электролит көлемінде және электролитте жүретін химиялық және электрохимиялық процестердің (жоғарыда берілген) жүруінің нәтижесіндегі шығындардың көлеміне тәуелді. Бұл процестердің жүру қарқындылығына сонымен қатар электролизер құрылысы, полюсаралық қашықтық пен ток тығыздығы да әсер етеді. Өндірістік электролизерлерде жоғалымдар магнидің электролитте балқуының (0,02 % дейін жоғалады) нәтижесінде болады; шламға өтетіні 0,3-0,5 % көп емес, ауадағы оттегімен тотығатыны 2-3 %. Бірақ магнидің тотығуының салдарынан болатын жоғалымдар, егер электролит тығыздығы магнидің тығыздығымен тиімді мөлшерден артып кетсе, күрт өсуі мүмкін. Бұл жағдайда магнидің жануының есебінен оның жоғалымы тағы 5-6 % артуы мүмкін.
Электролизер конструкциясы магнидің ток бойынша шығымына әсер етеді. Диафрагмалық электролизерлердің шығымы диафрагмасызбен салыстырғанда жоғары. Бұл соңғысында магний тамшыларының хлор көпіршіктерімен жанасуы ұзағырақ болуымен түсіндіріледі.
Полюсаралық қашықтық, анод биіктігі, электролизер құрылысының параметрлері бола отырып, миагнидің ток бойынша шығымына әсер етеді. Расында да полюсаралық қашықтық өлшемі магний тамшыларының хлор көпіршіктерімен жанасу мүмкіндігін анықтайды: полюсаралық қашықтық аз болған сайын, магнидің хлормен жанасуы мүмкін уақыты аз және нәтижесінде ток бойынша шығым жоғары. Бірақ электролиттің полюсаралық кеңістікте қозғалыс жылдамдығын шектен тыс арттыру анод бетінде магний тамшыларының үлкеюіне әкеледі және магнидің хлормен әрекеттесу қарқындылығы ток бойынша шығымның төмендеуіне әкеледі.
Ток тығыздығын ток бойынша шығымды анықталған шекке дейін арттырады, оның көтерілуімен магнидің тамшылары хлормен әрекеттеседі.
Өндірістік ванналадың ток бойынша шығымы балқыған магний хлоридінің электролизі кезінде 80-85%.
Электролиз кезінде 1 кВт/сағ энергияда (энергия бойынша шығым) бөлінетін магнидің ториялық массасы:
,
(15)
мұнда Ет - MgCl2-нің 7500С-та ыдырау кернеуі, В; γ – магнидің электрохимиялық эквиваленті, г/А∙сағ.
Магнидің тәжірибелік массасы теориалыққа қарағанда біршама төмен және орта есеппен:
,
(16)
мұнда ηТ - ток бойынша шығым, бірлік бөлігінде; Uорт = 6В - өндірістік былаудағы орташа кернеу, В.
Электр энергиясының меншікті шығынын (W) келесі теңдеу бойынша анықтауға болады:
.
(17)
Энерия бойынша шығым % бойынша:
(18)
Осылайша, магнилі электролизерге берілетін электр энергиясының жалпы мөлшерінің тек 1/3 бөлігі ғана электролиттік процеске жұмсалады. Қалған 2/3 бөлігі былаудың қоршаған ортасына жылулық шығындарының орнын басуға, электролит температурасын 700-7500С деңгейінде ұстап труға жұмсалады.
Магний электролизерлерінің меншікті өнімділігі және оған шығын далатын меншікті энергия көптеген параметрлердің мәндерінің жиынтығына тәуелді: ток тығыздығы, электродтар арасындағы арақашықтық, анод биіктігі, сонымен қатар электролизер құрылысымен электролит құрамы. Эдетте ток тығыздығын 0,3-0,6 А/см2 аралығында қабылдайды, электродтар арсындаға қашықтық – 5-7 см, анодтың жұмысшы бөлігінің биіктігі – 90-120 см.