Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
заданной программе. Такой режим насасывания позволяет получать более однородные диафрагмы. Примерная схема изменения вакуума во время насасывания диафрагмы приведена ниже:
Время насасывания, мин ..1 2 3 4 5 6 7 8 Вакуум, мм рт. ст...... 10 10 10 10 20 70 120 180
Время насасывания, мин . . 9 10 11 12 13 14 15
Вакуум, мм рт. ст. » , • . . 230 290 340 390 400 400 400
При максимальном вакууме около 400 мм рт. ст. насасывание продолжается около 3 мин, затем прекращается и при тех же условиях через диафрагму просасывается воздух для ее уплотнения и подсушки в течение примерно 10 мин. Применяют также повторное насасывание в течение 5—10 мин при максимальном вакууме. Расход суспензии на образование 1 м2 диафрагмы составляет обычно 220—250. л.
Приготовленная диафрагма сушится при 100—110 °С воздухом, просасываемым через нее. За рубежом иногда отказываются от сушки диафрагмы, но при этом диафрагма не должна долго храниться во влажном состоянии. При сборке электролизеров возможность повреждения диафрагмы сильно возрастает при применении влажных, не высушенных диафрагм.
Осажденная асбестовая диафрагма характеризуется следующими средними показателями:
Толщина диафрагмы, мм в............ 2,5—3,0
Масса 1 ма диафрагмы, кг ............ 2,2—2,4
Разрывная длина в сухом состоянии, м, не^менее 400
Влажность до супши, %........... . „ 55,0—60,0
Относительное электрическое сопротивление, кратность 1,2—1,5
Коэффициент протекаемости............ 0,023—0,025.
Поведение осажденной диафрагмы в процессе электролиза аналогично диафрагме из асбестовой бумаги.
Обязательным условием получения качественной и равномерной по толщине диафрагмы является соответствующая подготовка поверхности катода перед насасыванием. Сетка катода должна быть равномерной; отверстия, существенно большие ячейки сетки и сплошные места (наплывы сварки, остатки старой диафрагмы и т. п.) на поверхности катода не допускаются. При образовании осажденных диафрагм нельзя допускать острых углов на покрываемых диафрагмой поверхностях. Для получения равномерной диафрагмы должен быть обеспечен свободный подвод асбестовой пульпы ко всем частям покрываемого катода. Необходимо избегать в конструкции катода длинных и узких щелей. В таких щелях возможно неравномерное на площади отложение диафрагмы.
Применение электродов большой высоты требует соблюдения на всей площади диафрагмы оптимальных соотношений между скоростью протекания электролита через диафрагму и плотностью тока на ней. Оптимальные условия создаются при таком соотношении указанных величин, когда степень превращения хлорида в,гидроокись составляет 50—55%. Оптимальные условия для процесса электро-
лиза при концентрации NaCl в исходном рассоле 310 г/л создаются при соотношении:
А — ~= 12,3-4-13,5 мл/(А . ч) (2.42).
t
где t — плотность тока на диафрагме, А/см2; 5 — протекаемость раствора через диафрагму, мл/(см2-ч).
Если значение А ниже указанных пределов, происходит резкое-уменьшение выхода по току и увеличение износа графитовых ацодов из-за попадания ионов ОН" в анодное пространство. При возрастании значения А выше указанных пределов концентрация щелочи в католите снижается против оптимальной и несколько уменьшается выход по току из-за увеличения количества хлора, попадающего в катодное пространство вместе с электролитом, протекающим через диафрагму.
При вертикальном расположении электродов и диафрагмы (особенно при применении электродов большой высоты) могут наблюдаться весьма значительные колебания значения А по высоте диафрагмы как в результате изменения условий работы диафрагмы и скорости протекания электролита через диафрагму по ее высотет так и вследствие неравномерного распределения плотности тока по высоте электродов.
Применяя полностью заполненное катодное пространство и выбирая рациональные конструктивные формы катода, можно обеспечить равномерность давления фильтрации и равную скорость противотока электролита по всей высоте диафрагмы и при большой высоте-электродных элементов электролизеров.
Неравномерность в распределении плотности тока по высоте электродов обусловлена главным образом двумя факторами; наиболее важным из них является значительная потеря напряжения на преодоление омических сопротивлений графитовых электродов. Обычно потеря напряжений в теле катода не превышает нескольких десятков мВ и не может быть определяющей при рассмотрении причин, вызывающих неравномерность в работе электродов по высоте. Потеря напряжения в теле графитового анода обычно во много раз больше и является в большинстве случаев основной причиной неравномерного распределения плотности тока по высоте электродов [75].
Падение напряжения в теле анода возрастает по мере уменьшения сечения анода вследствие его разрушения в процессе работы, а также из-за повышения удельного сопротивления графита, сопровождающего износ графитовых анодов. Для электролизера БГК-17 с нижним подводом тока к анодам, работающего при низкой плотности тока (около 520 А/м2), за период работы анодов падение напряжения в теле анода возрастает с 0,18—0,20 В в начальный период работы до 1,2—1,4 В к концу тура работы анодов. С увеличением высоты анодов потери напряжения на преодоление омического сопротивления соответственно возрастают. Потери напряжения в графитовом аноде могут быть снижены уменьшением длины пути тока по телу электрода
