| dc.description.abstract | Gassanalyse ble gjennomført under aluminiumselektrolyse hvor en FTIR-gassmåler ble brukt. Laboppsettet ble lagd på en slik måte at det skulle minimere tilbakereaksjonen og Boudouard-reaksjonen. Hovedfokuset var å studere hovedreaksjonene som produserer CO₂ og CO. Ved en strømtetthet på 0,6 A/cm², ble det ikke funnet et større gassvolum sammenlignet med teoretisk mengde CO₂ produsert ved antakelsen om at all strøm går med til å bare produsere CO₂. Dette indikerer at det ikke produseres noe primær-CO ved denne strømtettheten eller ved høyere strømtettheter. Ved en strømtetthet på 0,4 A/cm², ble det funnet et større gassvolum sammenlignet med teoretisk mengde CO₂. Dette indikerer at det produseres primær-CO ved denne strømtettheten og ved lavere strømtettheter.
Sammensetning til anodegassene ble sammenlignet når en grafittanode og en industrianode som inneholder 4,6 vektprosent svovel ble brukt. I begge tilfeller ble det funnet at anodegassen besto av rundt 95 % CO₂ og 5 % CO. Basert på Pearson-Waddington-ligningen, ble en strømeffektivitet på omlag 97,5 % funnet, når man utelukket Boudouard-reaksjonen. Industrianoden gav høyere absorpsjon av CO₂ på IR-spekteret enn grafittanoden.
Anodegassen ble også studert i bad med lav konsentrasjon av alumina i løpet av aluminiumselektrolyse og under anodeeffekten. I bad med aluminakonsentrasjon på omlag 1,5 vektprosent, ble det funnet at anodegassen besto av 83 % CO₂ og 17 % CO. Når badet hadde en opprinnelig vektprosent på 1,5 % alumina, sank CO₂ konsentrasjonen og CO konsentrasjonen økte ettersom aluminakonsentrasjonen sank. 5 min før anodeeffekten begynte, økte CO-konsentrasjonen raskere mens strømtettheten ble holdt konstant. Dette kan muligens brukes for å varsle om at anodeffekten snart starter. Da anodeeffekten startet, økte CF₄ og C₂F₆ veldig fort. CF₄ ble funnet under normal produksjon i bad med lav aluminakonsentrasjon. | |
| dc.description.abstract | Gas analysis experiments were executed during aluminium electrolysis to do a fundamental gas study using an FTIR gas analyzer. A lab setup was used which was made to minimize the extent to which the back reaction and the Boudouard reaction take place, with the main focus being on studying the primary anode reactions producing CO₂ and CO. When comparing the measured gas volume to the theoretical volume of 100 % CO₂, there was found no gas excess at a current density of 0.6 A/cm². This indicates that there is no primary CO produced at this current density or during higher current densities. At a current density of 0.4 A/cm², there was a gas excess of 3.5 %. This indicates that there is primary production of CO at this current density and at lower current densities.
The anode gas compositions were compared when using a graphite anode and an industry anode containing 4.6 wt% sulfur. During both experiments, around 95 % CO₂ and 5 % CO were measured. A current efficiency of 97.5 % was then found by the Pearson-Waddington equation when eliminating the Boudouard reaction. When using the industry anode, a higher CO₂ absorbance was found than when the graphite anode was used.
The anode gas was also studied in low alumina baths during electrolysis and during the anode effect. When the bath contained approximately 1.5 wt% alumina, the anode gas contained 83 % CO₂ and 17 % CO. The CO₂ concentration was found to decrease and the CO concentration increased as there was less alumina in the bath, when the bath had an initial alumina concentration of 1.5 wt%. Before the anode effect was initiated, CO was found to increase more rapidly 5 min before the start of the anode effect when the current density was held constant. This could possibly help identify that an anode effect is imminent. At the initiation of the anode effect, the concentration of CF₄ and C₂F₆ were found to increase rapidly. CF₄ was found during normal operation in low alumina bath. | |