Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Ниже приведены основные показатели электролизеров фирмы «Де-Нора»:
-
Нагрузка, А
І500
5&00
40
50
Напряжение на электролизере, В . . . .
92
118
Потребляемая мощность постоянного тока,
140
590
Номинальная поверхность электрода, м2
1,6
2,6
930
1920
Общие размеры, м
5,5
7,2
1,8
2,3
2,4
2,8
Расход 33%-ной соляной кислоты, л/ч . .
530
2200
Производительность электролизера
-
1770
7450
518
2330
6,4 X 3,05
-,
j р.
На производство 1 т CI2 расходуется 1930 кВт-ч электроэнергии постоянного тока на электролиз и 44 кВт-ч для вспомогательных процессов, 1,25 кг кускового графита и 40 м3 охлаждающей воды.
При работе с монолитным анодом указывается расход 0,1 кг графита.
При включении электролизера с новыми диафрагмами напряжение На 0,2—0,3 В выше указанного. По мере завершения процесса формирования диафрагмы (примерно 1 нед.) напряжение снижается до 2,36 В. Выход по току возрастает с увеличением плотности тока и составляет при нагрузке 1 кА — 92%, при 1,5 кА — 94 и при 2 кА - 95% [29].
Капиталовложения, необходимые для организации производства, оцениваются в 20 000—25 000 долл./т Cl2 в сутки, себестоимость получаемого хлора около 36 долл./т.
Сообщается о выпуске фирмой «Хехст^Уде» электролизеров, пригодных для работы при нагрузке от 2 до 10 кА [52]. Электролизер (рис. 5-8) биполярного типа имеет 30 ячеек. Длина электролизера 3,5 м, ширина — 2,2 м, высота—.2,2 м. Один электролизер занимает площадь пола 4x4,8 м. Количество ячеек в электролизере может быть увеличено до 45. Рабочая поверхность электрода 2,5 м2. При нагрузке на электролизер 6 кА процесс электролиза проходит при плотности тока 2,4 кА/м2 и обіцем расходе электроэнергии, включая расход на насосы, 1800 кВт-ч/т Cl2. При номинальной нагрузке 10 кА плотность тока возрастает до 4 кА/м2 и общий удельный расход электроэнергии увеличивается до 2200 кВт-ч/т.
Графитовые биполярные электроды с обеих сторон снабжены большим числом вертикальных борозд для облегчения выделения газов и закрепляются в рамах, изготовленных из синтетических материалов, стойких к воздействию соляной кислоты и хлора. Диафрагмой служит ткань из поливинилхлорида. В электролизере предусматривается раздельная циркуляция анолита и католита.
В электролизер поступает 23-—25%-ная и отводится примерно 48— 20%-ная HCl. Часть кислоты из цикла выводят для донасыщения в абсорбционной колонне и возвращают вновь в цикл в виде 30% -ной для увеличения концентрации электролита. Рабочая температура электролизере 75—80 0C
Рис. 5-8. Общий вид биполярного электролизера фирмы «Хехст-Уде» с 30 ячейками.
Хлор и водород охлаждаются в холодильниках смешения, здесь же улавливаются пары HCl. Холодильники смешения орошают разбавленной соляной кислотой, циркулирующей в системе. Хлор сушат серной кислотой, а водород отмывают раствором щелочи от увлекаемого им HCL
Если в анодном пространстве ячеек электролизера поддерживать повышенное давление (по сравнению с катодным), часть анолита будет проникать в катодное пространство и вывод обедненного электролита можно проводить только из катодного цикла. При зтом обедненная кислота, выводимая для донасыщения, не будет содержать хлора. Потери тока на восстановление хлора на катоде будут невелики и определяться количеством хлора, растворимым в объеме анолита, который проходит через диафрагму в катодное пространство.
На рис. 5-9 приведена примерная схема установки для электролиза соляной кислоты. Электролизеры работают с внешней циркуляцией злектролита через холодильники для регулирования температуры. Разбавленная кислота из электролизеров подается на укрепление абгазным хлористым водородом. Хлор и водород отмываются от паров хлористого водорода холодной водой или разбавленной соляной кислотой. На схеме не показана система циркуляции и
г
охлаждения воды, поступающей на отмывку и охлаждение газов. ^ Хлор осушают серной кислотой, а водород промывают раствором известкового молока или щелочи.
На рис. 5-10 показано примерное расположение установки для электролиза соляной кислоты производительностью 21,8 т/сут хлора, оборудованной электролизерами на нагрузку 1,6 кА. Двенадцать
h2SO4
(концентри- Охлаждающая родинная) 6oga "*
Разбавленный
осл op saз
Разбавлен-^!? пая H2SO4
Сжать IU^ бозЗусс
17 У Ca (OH)2 L CaCI2
Соляная кислота после абсорбции
Рис. 5-9. Принципиальная схема установки для электролиза соляной кислоты:
1 — хранилище концентрированной кислоты; 2 — клапан, регулирующий подачу кислоты; з, 5 — ротаметры; 4 — смеситель; 6 — холодильник; 7 —¦ измеритель плотности; * — электролизер; 9 — приемный бак отработанной кислоты; 10 — регулятор давления газов; и — колонна для промывки хлора; 12 — колонна для осушки хлора; 13 — колонна для отдувки хлора из серной кислоты; 14 — колонна для отдувки хлора из разбавленной соляной кислоты; 15 — колонна для промывки водорода; 16 — колонна для промывки водорода известковым молоком; 17 — холодильник; 18 — приемный бак известкового молока.
