Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Предлагали также располагать электроды горизонтально [46].
В большинстве конструкций электролизеров стараются использовать подъемную силу выделяющегося на катоде водорода для создания внутренней циркуляции электролита. Газожидкостная смесь поднимается в пространстве между анодами и катодами, после
отделения пузырьков газа электролит опускается вниз в той части сечения электролизера, которая свободна [от газовых пузырьков.
Применяются также конструкции с наружной циркуляцией электролита через выносной реактор, в котором должно протекать окисление ионов СЮ" до хлората. При этом возможна как естественная циркуляция электролита за счет подъемной силы пузырьков водорода, выделяющегося на катоде [99], так и принудительная — с помощью насоса [100].
Для быстрого и полного вывода образовавшегося в ячейке гипохлорита и хлорноватистой кислоты стараются поддерживать интенсивную циркуляцию и скорость движения электролита в ячейке около 0,3—0,6 м/с [99].
В электролизерах с графитовыми анодами температура должна быть не выше 30—40 0C Для охлаждения внутри электролизеров устанавливаются холодильники. В большинстве конструкций используются водяные змеевики, которые с целью защиты от коррозии соединяются электрически с катодом и работают как катоды со сравнительно небольшой плотностью тока, необходимой для катодной защиты металла змеевиков. Применяются также охлаждаемые катоды, хотя в целом это значительно усложняет конструкцию катода и электролизера. При наружной циркуляции электролита через выносной реактор регулирование температуры осуществляется обычно в наружных теплообменниках, устанавливаемых на пути циркуляции электролита перед поступлением его в электролизер.
Для изготовления катодов, холодильников и корпуса электролизера применяется сталь. Стальные детали, погруженные в электролит, часто защищают от коррозионного разрушения с помощью катодной поляризации при условии, что деталь работает в качестве катода при плотности тока, достаточной для катодной защиты. Детали и части деталей электролизеров, находящиеся в электролизере выше уровня электролита — в газовом Ьбъеме, а также днище электролизера, где может осаждаться шлам, препятствующий нормальной катодной защите, необходимо защищать гуммированием, футеровкой или слоем полимерных материалов, стойких в этих условиях.
Изучено [100а] поведение титана, платины и стальных катодов в хлорид-хлоратных растворах. Плотность тока катодной защиты стальных поверхностей должна быть выше предельного диффузионного тока процесса восстановления гипохлорита. Титан и платина в хлорид-хлоратных растворах в присутствии активного хлора пассивны и без наложения тока поляризации.
Конструкции электролизеров для получения хлората могут быть различными в зависимости от применяемого материала анода (магнетит, графит, двуокись свинца, металлы платиновой группы или окись рутения, нанесенные на титановую основу электрода), способов включения электродов (моно- или биполярное) и способа отвода избытка тепла, внутренней или наружной системы циркуляции
\
электролита, применяемой плотности тока, материалов, используемых для изготовления деталей злектролизеров, и других факторов.
В начале развития электрохимического метода производства хлоратов были предложены конструкции электролизеров как с моно-так и с биполярным включением электродов. В биполярных конструк^ циях предусматривались преимущественно платиновые электроды. Однако в промышленности долгое время находилц применение в основном только конструкции с монополярным включением электродов как более простые в изготовлении, обслуживании и ремонте. Только в последние годы в связи с большими успехами в области разработки новых электродных материалов и созданием конструкционных материалов, стойких в условиях электролиза растворов поваренной соли с получением хлоратов, интерес к электролизерам с биполярным включением электродов вновь возрос.
Созданы и используются в промышленности конструкции биполярных электролизеров для получения хлоратов. Такие электролизеры позволяют создавать агрегаты с большим числом последовательно включенных ячеек и большой суммарной- эквивалентной нагрузкой. При этом легко осуществляется регулирование рН и температуры в ячейках при интенсивной циркуляции электролита через наружные холодильник и реактор, что резко сокращает число точек регулирования температуры и подачи соляной кислоты в цикл и открывает возможность практически полной автоматизации поддержания оптимального технологического режима в процессе электролиза.
Применялись разнообразные конструкции электролизеров для получения хлоратов. Многие из них аналогичны и отличаются друг от друга лишь деталями устройства. При применении в качестве анодов графитовых пластин их располагают рядами между стальными катодами, которые обычно снабжают перфорацией. Для охлаждения используются холодильники из стальных труб, соединенных с катодом для защиты от коррозии. В случае применения стержневых графитовых или магнетитовых анодов корпус электролизера делят на квадратные отделения разделительными стенками, служащими катодами. Внутри отделения помещают аноды. Разделительные стенки обычно не доходят до дна и кончаются ниже уровня электролита, что обеспечивает возможность циркуляции электролита во всех отделениях в электролизере.
