Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Напряжение на электролизере меняется с течением времени в связи с износом анодов и изменением сопротивления диафрагм.
На рис. 3-13 приведены 65 напряжения на электроли-
зере для различных сроков работы графитовых анодов, в начале и конце тУра работы электродов и среднее за тур при разной нагрузке на электролизере типа Хукер последних моделей [18].
Разработана математическая модель электролизера Хукер, позволяющая рассчитывать на ЭВМ напряжение на электролизере, материальный и тепловой баланс в зависимости от срока службы, износа электродов, газонаполнения и других факторов [42].
Выход по току на электролизерах типа Хукер возрастает с повышением плотности тока и при соотношении хлорида к гидроокиси
600 800 /ООО 7200
Плотность тона уА/м2
Рис. 3-14. Выход по току в электролизерах Хукер при различной плотности тока.
в электролитических щелоках, равном 1,4, значения выхода по току при различных плотностях тока приведены на рис. 3-14.
, В литературе описано большое количество разнообразных вариантов как конструкций электролизера типа Хукер в целом, так и отдельных его деталей. Например, были запатентованы электролизеры большой длины с установкой катодных пальцев в один ряд, электролизеры со стальными гуммированными крышками, различные варианты днищ электролизера, уплотнений между днищем и катодным корпусом, типы катодных пальцев с установленными внутри пружинами, предотвращающими сжатие катодных пальцев в вакууме в процессе осаждения диафрагмы и др. Запатентован также электролизер, аналогичный конструкции Хукер, но с верхним подводом тока к анодам. Однако все эти варианты не нашли практи-
^
ческого применения.
Электролизеры типа Даймонд
Электролизеры типа Даймонд [30] применяются за рубежом наряду с электролизерами Хукер.
Вначале в электролизерах этого типа применялась листовая асбестовая диафрагма. Такие электролизеры были разработаны на нагрузку 10 кА [43, 44].
При дальнейшем усовершенствовании конструкции была увеличена мощность электролизера и использована осажденная диафрагма [44, 45]. Последний вариант конструкции электролизера типа Даймонд [46], получивший применение в хлорной промышленности, имеет много общего с описанными ранее конструкциями электролизеров с осажденной диафрагмой. Электролизеры типа Даймонд выпускаются двух моделей на номинальную нагрузку 20 и 30 кА. Электролизеры имеют прямоугольную форму и размеры 1,524x1,092x1,219 м при нагрузке 20 кА и 2,134x1,092x1,737 м при нагрузке 30 кА. Электролизер состоит из трех основных частей: анодного блока, катода и бетонной крышки.
Анодный блок имеет форму неглубокой чугунной чаши. Аноды из графитовых пластин высотой около 750 мм устанавливаются в анодной чаше в вертикальном положении рядами. Подвод тока к анодам осуществляется с помощью медных шин, вставляемых в виде решетки в нижнюю часть анодной чаши между головками графитовых анодов и имеющих выводы для присоединения к шинам от катода соседнего электролизера. Нижняя часть графитовых анодов — их головки и токоподводящие медные шины — заливаются расплавленным свинцом, что обеспечивает электрический контакт к анодам.
Катодный комплект, аналогично электролизеру Хукер, представляет собой прямоугольный стальной сварной корпус. Внутри корпуса расположены катодные пальцы из металлической сетки, на ее поверхности осаждается асбестовая диафрагма. Катодный корпус снабжен штуцерами для отвода водорода и электролитической щелочи.
Хлор
Рассол
При установке катода на анодный блок катодные пальцы располагаются между графитовыми анодами. Внутренний объем катодных элементов обр;азует катодное пространство электролизера, наружный — анодное. На катодном корпусе установлена крышка из бетона с отверстиями для отвода хлора и подачи рассола в электролизер.
В одном из патентов фирмы «Даймонд» [46] описан электролизер, катодные пальцы которого изготовлены из стальной сетки или, стального перфорированное листа, расположены в один ряд и проходят от одной внутренней катодной сетки электролизера к другой у противоположной стенки электролизера. Каждый анодный блок состоит из пяти графитовых плит, укрепленных заливкой свинцом в пазах медной решетки, которая установлена на металлическом днище.
Центральный циркуляционный проход между электродными элементами отсутствует. Предполагается, что циркуляция электролита осуществляется за счет подъема его вместе с пузырьками хлора вдоль вертикально расположенных анодов и опускания освобожденного от газовых пузырьков анолита через полости в анодных пространствах у боковых продольных стенок корпуса электро-\ лизера.
Подача рассола на питание производится через одно или два отверстия в крышке, причем трубка, через которую подводится рассол, опускается почти до дна электролизера, тогда свежий рассол поступает в нижнюю часть электролизера. ;
Поверхность катода покрывается диафрагмой, а прилегающие к ней внутренние поверхности корпуса электролизера, соприкасающиеся с анолитом, защищены от коррозии материалом (например, бетоном), стойким к действию хлора и анолита.
