Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Ступени каскада I II III IV V VI
При четырехступенчатом каскаде
NaCl ...... 172 149 126 105 — -
NaClO3 ..... 380 430 480 530 — —
При шестиступенчатом каскаде
NaCl ...... 180 165 150 135 120 105
NaClO3 ..... 362 395 429 462 499 530
Если электролизеры работают с графитовыми анодами, то при плотности тока 700—1000 А/м2 и температуре 40 °С начальное напряжение на электролизерах равно 3,3—3,6 В, а среднее за тур работы анодов 3,8—4,2 В. Выход хлората по току составляет 80—85%
Рис. 7-11. Технологическая схема производства хлората натрия без выпарки:
і — напорный бак исходного раствора; 2 — каскад электролизеров; 3 — напорный бак соляной кислоты; 4 — приемник электролитических щелоков; 5 — центробежный насос; в — подогреватель электролитических щелоков; 7 — колонны обезвреживания; * — бак дообезвреживания и нейтрализации; 9 — мерник формиата натрия; 10— мерник NaOH; Ji—напорный бак фильтрации; 12 — патронные фильтры; 13 — напорный бак промывной воды; 14 — напорный бак дофильтрации; 15 — друк-фильтр; 16 — сборник очищенных щелоков; 17 — подогреватель; 18 — донасытитель; 19 — осветлитель; 20 — промежуточная емкость; 21 — классифицирующий кристаллизатор; 22 — центрифуга; 23 — холодильник; 24 — сборник маточного раствора; 25 — сборник промывных вод; 26 — донасытитель маточного раствора; 27 — бак для приготовления исходного раствора.
и расход электроэнергии постоянного тока в расчете на товарный хлорат натрия — 7200—7900 кВт «ч/т. Электролизные газы содержат: 4,5-5,5% O2, 0,3-1% Gl2 и 1—2% CO2.
Срок службы графитовых анодов зависит от'положения электролизера в каскаде.
Показатели работы электролизеров и всей схемы в целом могут изменяться в зависимости от конкретных условий работы. Ниже приведены опубликованные, в литературе основные показатели производства хлората натрия по схеме без применения выпарки [82] и с кристаллизацией хлората при минусовых температурах.
Хлоратные электролизеры с графитовыми анодами работали при плотности тока 700—1000 А/м2. Питающий рассол содержал 330-340 г/л NaClO3; 190—200 г/л NaCl и 8— 10 г/л Na2CrO4.
Электролитические щелока, вытекающие из каскада электролизеров, содержали 500—520 г/л NaClO3 и 100—110 г/л
О 10 30 50 70 90 770 730 150
Время, сут
Рис. 7-12. Изменение напряжения за тур работы электродов на последнем электролизере каскада из четырех аппаратов при і = 920 А/ма.
NaCl. Электролиз проводили при температуре
электролита 38—42 0C и рН = 5,8—6,4. Средний выход по току составил 83 %. Начальное напряжение на электролизере 3,5—3,8 В, конечное напряжение перед выключением 5,2—6^3 В.
В ходе электролиза напряжение на электролизере возрастает вследствие износа анодов вначале медленно, а в конце тура — быстро.
На рис. 7-12 приведена зависимость напряжения на последнем электролизере каскада из четырех аппаратов от продолжительности работы при плотности тока 920 А/м2.
В зависимости от конечного напряжения, при котором электролизер отключается для смены анодов, изменяется среднее напряжение на электролизере за тур работы, а также удельный расход электроэнергии и графитовых анодов. При более полном срабатывании графитовых анодов соответственно снижается удельный расход графита, однако возрастает среднее напряжение на электролизере и удельный расход электроэнергии. Экономически выгодная степень срабатывания анодов рассчитывается при условии, чтобы затраты на производство были минимальными.
При плотности тока 750 А/м2 в зависимости от степени срабатывания графитовых анодов и места электролизера в каскаде среднее напряжение на электролизере может колебаться от 3,7 до 4,0 В,
расход графита от 12,8 до 30 кг/т и удельный расход электроэнергии от 6700 до 7300 кВт-ч/т.
Очистка водорода от примесей хлора и кислорода может быть осуществлена аналогично тому, как описано на стр. 389.
Для обеспечения большей безопасности работы на стадии очистки водорода от кислорода электролитические газы можно разбавлять очищенным водородом, возвращая часть водорода после очистки от кислорода и охлаждения обратно в цикл для снижения содержания кислорода в сме$и, поступающей в контактные печи. В тех случаях, когда водород не может быть рационально использован на предприятии, его выбрасывают в атмосферу. При этом электролитические газы разбавляют инертными газами — азотом или двуокисью углерода в зависимости от местных условий. Можно применять для этой цели воздух, однако требуется подача минимум 25— 30-кратного количества воздуха по отношению к продуцируемому в электролизерах водороду. При разбавлении газов воздухом возможен повышенный унос брызг электролита из электролизеров и усложняется санитарная очистка от хлора большого объема газов, выбрасываемых в атмосферу.
Электролитические щелока, выходящие из каскада электролизеров, содержат 3—4 г/л активного хлора. Они поступают в баки-приемники, где за счет протекания реакции (7.8) содержание Cl2 снижается до 1,5—2,0 г/л. Для дальнейшего разрушения активного хлора растворы подогревают [83, 84] в титановом теплообменнике до 65—75 °С и пропускают через две или три колонны, продуваемые для перемешивания жидкости сжатым воздухом. При этом за 4—6 ч содержание активного хлора снижается примерно до 100 мг/л.
