Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
4 Заказ 843
49
высоте электродов и работе с высокими концентрациями щелочи в католите.
Однако в большинстве конструкций электролизеров, рассчитанных на работу с заполненным катодным пространством, последнее заполнено не полностью для облегчения отвода водорода. Уровень католита в катодном пространстве обычно ниже верхнего края катода и диафрагмы на 40—100 мм. При этом выше уровня католита диафрагма работает как в электролизере с незаполненным катодным пространством. В этой части диафрагмы давление фильтрации и щелочность католита изменяются с высотой и становятся постоянными только для той части диафрагмы, которая находится ниже уровня жидкости в катодном пространстве.
Схема распределения давления фильтрации и концентрации щелочи по высоте диафрагмы для электролизера с заполненным катодным пространством приведена на рис. 2-8, бив. Принято, что вследствие различного газонаполнения жидкостей в катодном и анодном пространстве их кажущиеся плотности равны между собой.
При работе электролизера с заполненным катодным пространством зона переменной протекаемости и соответственно переменной щелочности католита меньше по сравнению с электролизером с незаполненным катодным пространством. Если для последнего эта зона составляет около 300 мм (по высоте), то в электролизерах с заполненным катодным пространством она равна разности между верхним уровнем катода и уровнем католита. Это.позволяет работать с более высоким средним выходом по току при одинаковой концентрации щелочи в катодных щелоках.
Применение заполненного катодного пространства позволяет регулировать протекаемость диафрагмы по мере ее старения путем изменения уровня анолита и иметь более концентрированные катодные щелока.
Наиболее благоприятные условия работы создаются для диафрагмы при полностью заполненном катодном пространстве. Если разница между верхним уровнем катода и уровнем католита достигает 300 мм, электролизер работает как с незаполненным катодным пространством.
Электролизеры с фильтрующей диафрагмой чувствительны к перерывам тока. Помимо изменения протекаемости, выключения тока и перерывы в работе могут приводить к ржавлению стального катода. При последующем включении электролизера продукты коррозии, пропитывающие диафрагму, могут восстанавливаться до металлического железа, проникающего от катода через диафрагму в анодное пространство. Металлизированная диафрагма начинает работать как катод, что приводит к загрязнению хлора водородом и попаданию щелочи в анодное пространство. Аналогичные процессы протекают при нарушении целостности диафрагмы. При длительных остановках электролизеров катодное пространство для предотвращения коррозии заполняют щелочным раствором.
При горизонтальном расположении электродов и диафрагмы в качестве фильтрующего слоя могут быть использованы порошкообразные материалы. При вертикальном расположении диафрагмы такая возможность исключается и применяются асбестовые диафрагмы, сформированные тем или иным методом. Горизонтальные диафрагмы применялись в широко распространенных в 20—40-х гг. электролизерах Сименс-Биллитера [72].
Горизонтальная диафрагма в некоторых пределах автоматически регулирует свою протекаемость. По мере формирования, забивки пор и увеличения сопротивления диафрагмы прохождению через нее жидкости происходит повышение уровня жидкости в анодном пространстве до тех пор, пока давление фильтрации не будет достаточным для обеспечения нужной протекаемости диафрагмы. После повышения уровня анолита выше предельно допустимого следует поменять диафрагму.
При вертикальном расположении электродов и диафрагмы применяют диафрагму из асбестовой бумаги или картона, либо так называемую осажденную диафрагму, формируемую непосредственно на катоде под вакуумом из взвеси асбестовых волокон в соляно-щелочном растворе. Для электролизеров с малоизнашивающимися анодами предложена диафрагма из волокнистого материала, заключенного между двумя сетками [73], а также насосная диафрагма с добавками латекса [73а].
Для изготовления асбестовых диафрагм обычно применяются щелочестойкие сорта хризотилового асбеста состава 3MgO •2SiO2* •2H2O. С целью повышения кислотостойкое™ диафрагмы при ее приготовлении предложено вносить добавку антифилитового асбеста [74]. Обычно в составе асбеста имеются примеси железа и некоторых других элементов. Для изготовления асбестовых тканей применяются длинноволокнистые сорта, для асбестовой диафрагменной бумаги и осажденных диафрагм — коротковолокнистые сорта.
Технология изготовления асбестовой диафрагменной бумаги аналогична технологии бумаги и картона. После сухого размола, удаления пыли и загрязняющих его пород, асбест подвергается мокрой ¦ обработке в роллах. Взвесь асбестовых волокон с добавками клеющих веществ (обычно крахмала) подается на бумажные машины с сетчатыми барабанами, на которых под вакуумом формируется асбестовая диафрагменная бумага. Затем образующаяся бумага подвергается сушке. Свойства асбестовой бумаги зависят от степени разработки волокон асбеста и режима работы бумажной машины.
