Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Ниже будут описаны только последние конструкции электролизеров. С более ранними конструкциями можно ознакомиться в опубликованных работах [1—6].
Разработка метода получения осажденной диафрагмы открыла новые возможности для конструирования электролизеров с сильно развитой и сложной поверхностью катода, например гребенчатой формы, состоящих из большого числа плоских пустотелых катодных элементов — пальцев, расположенных в два, четыре или шесть рядов. При такой форме катода отпадала ручная операция обкладки асбестом поверхности катода, что значительно облегчало процесс нанесения диафрагмы.
Возможность применения катодов с очень развитой поверхностью позволила создать весьма компактные конструкции электролизеров, рассчитанных на брлыпую нагрузку. Технические и экономические преимущества электролизеров с осажденной диафрагмой обусловили их широкое применение во многих странах. В Советском Союзе разработаны и применяются конструкции электролизеров с осажденной диафрагмой — БГК-13, БГК-17 и БГК-50 [7—11]. За f рубежом распространены электролизеры с осажденной диафрагмой фирм «Хукер» и «Даймонд», разработанные в США.
Все конструкции электролизеров как с диафрагмой, так и с ртутным катодом предназначены для работы при атмосферном давлении. Осуществление процесса электролиза под давлением представляет большие трудности, но "работы в этом направлении продолжаются. Так, предложен способ получения хлора под избыточным давлением 200 мм рт. ст. [12].
Электролизеры БГК-13 (3, 13, 14)
Электролизер БГК-13 выполнен в нескольких вариантах на нагрузку от 3,5 до 5,5 кА. В начале 50-х годов наибольшее распространение имели такие электролизеры на нагрузку 5 кА.
; В электролизере ЁГК-13 приме-
няется цельнометаллический сварной пальцеобразный катод из стальной проволочной сетки, натянутой на металлический токоподводящий каркас, со сварными контактами. Катод приспособлен для нанесения осажденной диафрагмы. Ввод анодов осуществляется через крышку электролизера с верхним подводом тока к анодам.
Быди разработаны также конструкции электролизера БГК-13 с нижним подводом тока к анодам, однако они не получили применения в промышленности.
В электролизере обеспечена возможность естественной циркуляции анолита для выравнивания его концентрации и снижения степени газонаполнения анолита во время работы электролизера. Общий вид электролизера показан на рис. 3-1.
Электролизер состоит из прямоугольного катодного блока и бетонной крышки, через которую пропущены графитовые аноды, опирающиеся через специальные подставки на изолированное днище корпуса катода. Изнутри к прямоугольному стальному корпусу катода (сечение 615x690 мм, высота 1140 мм) на двух противоположных сторонах корпуса приварен каркас, на который натянут сетчатый катод в виде гребенки с плоскими пустотелыми катодными карманами. Карманы доходят почти до середины корпуса электролизера. Между катодными карманами при сборке электролизера устанавливают графитовые аноды. Начальное расстояние между анодами и катодами составляет 11—13 мм. В средней части катодного корпуса между обеими катодными гребенками остается свободное от электродов пространство. Это облегчает естественную циркуляцию электролита благодаря образованию его нисходящего потока в свободном от электродов центральном пространстве.
ч
126 і
Рис. 3-1. Электролизер БГК-13:
і — анодная шина; 2 — крышка; 3 — аноды; 4 — бетонная футеровка; 5 — отвод водорода; 6 — корпус электролизера; 7 — катод; S — устройство для регулирования уровня католита; 9 — отвод электролитической щелочи; 10.— капельница; 11 — подвод рассола; 12 — отвод хлора; 13 — катодная шина.
Верхний край катодной сетки с осажденной на ней диафрагмой на 130 мм ниже верхнего края корпуса катода. При насасывании диафрагмы на сетку асбестовая пульпа подается непосредственно в корпус катода, а жидкость удаляется под вакуумом через штуцер для отвода водорода. Стенки корпуса по периметру над верхним краем катода футерованы слоем бетона, на бетонные уступы опирается асбоцементная крышка плоской или куполообразной формы. Днище корпуса катода после насасывания диафрагмы футеруется слоем бетона, так же как и верхние борта катодного корпуса.
В электролизере установлено 14 графитовых анодов — плит толщиной 50 мм, шириной 250 мм, длиной 1000 мм, расположенных в два ряда. Аноды монтируются в крышке электролизера. Сквозь крышку проходит четырехугольная головка анода, сечение которой меньше сечения рабочей части анодов. В крышке электролизера имеются также отверстия для отвода хлора и ввода рассола.
На рис. 3-1 показан электролизер с плоской крышкой. При такой конструкции крышки облегчается ошиновка электролизера, в этом случае медные соединительные шины имеют очень простую форму. Для улучшения сепарации хлора от брызг анолита применяют также крышки с куполом в средней ее части. При этом устройство шин для подвода тока к анодам несколько усложняется.
Зазоры между крышкой и кожухом и между крышкой и анодами уплотняются цементным раствором после установки анодов и крышки на корпусе катода. Ток к анодам подводится с помощью медных шин, прикрепленных болтами к головкам анодов, выступающим над крышкой электролизера. К катоду ток подводится через стальные шины, приваренные непосредственно к наружному корпусу. Корпус электролизера и стальной каркас катодной сетки служат для распределения тока по всей поверхности катодной сетки.
