Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
зависимость удельного расхода электроэнергии постоянного тока от плотности тока. Выход по току и удельный расход графита при этом практически не меняются; снижается лишь длительность формирования диафрагмы.
С ростом температуры электролита при повышении плотности . тока увеличивается унос паров воды с водородом и хлором, что приводит к росту концентрации щелочи в католите при неизменной степени превращения хлорида в гидроокись и при том же значении выхода по току.
При повышении плотности тока в электролизерах можно увеличить их компактность, сократить затраты материалов на их изготовление и требуемую площадь цехов электролиза.
Электролизер БГК-50 на нагрузку 50 кА аналогичен по устройству электролизеру БГК-17. В катодном блоке оборудовано шесть рядов катодных карманов. Схема электролизера БГК-50 дана на рис. 3-5.
Основные показатели работы электролизеров типа БГК приведены в табл. 3-1.
Таблица 3-1- Основные показатели работы электролизеров БГК-17 и БГК-50
Показатели
*
БГК-17
БГК-50
20
25
25
50
Катодная плотность тока, А/м2 ....
570
730
925
1000
3,32 96
3,45 96
3,60 96
3,70 96
Расход
электроэнергии постоянного тока на
2610
2720
2840
2920
Расход материалов на 1 к А нагрузки, кг
5-6
5-6
5-6
5-6
185
132
130
148
7,5
6
4,6
4,6
Требуемая площадь на 1 к А нагрузки, ма
0,084
0,135
0,11
0,084
0,56
0,45
0,39
0,27
Производительность, кг хлора в сутки
610
765
765
1530
на 1 м2 площади с учетом проходов
52,5
65,4
75,4
108
^
Во время работы электролизеров происходит разрушение графитовых анодов и изменяется расстояние между работающими поверхностями электродов, а также возрастают потери напряжения на преодоление сопротивления графитовых анодов, электролита и диафрагмы. Увеличение сопротивления диафрагмы объясняется ее старением и забивкой пор. Все эти процессы обусловливают повышение напряжения и увеличение количества тепла, выделяющегося
'I -
-л1
в электролизере. Поэтому энергетический и тепловой баланс электролизера непрерывно изменяются во время тура работы анодов [3].
Напряжение в конце тура работы электродов зависит от степени их срабатывания. Практические значения напряжения и рабочих
і/
•г-
" Рис. 3-5. Электролизер БГК-50:
1— анодное днище; 2 — графитовые аноды; з — катодный корпус; 4 — бетонная футеровка; б — крышка электролизера; в — каркас катодных элементов; 7 — подвод тока к катоду; * — подвод тока к аноду; 9 — катодные пальцы.
f
^
температур в электролизере в начале и в конце работы, а также средние за тур работы анодов при различных плотностях тока и питании рассолом, нагретым до 80 °С, приведены в табл. 3-2,
Таблица 3-2* Изменение напряжения и температуры в электролизерах БГК-17 [16]
¦г
Напряжение,
в
Температура электролита, 0G
Плотность тока, А/м2
-
нач.
конечн.
сред.
нач.
конечн.
сред.
520
3,05
3,90
3,30
84
96
90
730
3,20
4,00
3,45
86
97
92
910
3,30
4,10
3,60
90
98
94
WO
\98
г*
Cr
S 86 it
Значения напряжения на электролизере включают также потери напряжения во внешних токоподводящих шинах (около 0,1 В).
При неизменных нагрузке и температуре подогрева питающего рассола, рабочая температура электролита определяется в основном
напряжением на электролизере. На рис. 3-6 приведены данные, характеризующие зависимость температуры анолита в электролизерах БГК от напряжения на электролизере. Эти данные полу* чены в результате измерений на большом *гасле электролизеров, работающих при плотностях тока в интервале 520—910 А/м2 [ 16].
Потери тепла наружными стенками электролизера за счет лучеиспускания и конвекции составляют незначительную долю в общем тепловом балансе электролизера. Отвод основного количества тепла из электролизера осуществляется с потоком католита и парами воды, уносимыми с водородом и хлором. Затраты тепла на испарение влаги возрастают с повышением напряжения и температуры электролизера. При напряжении на электролизере 3,5 В (без учета потерь в наружной ошиновке) почти половина всего количества тепла отводится из электролизера за счет испарения воды. В конце тура работы анодов с ростом температуры доля затрат тепла на испарение увеличивается еще больше.
Результаты измерения составляющих энергетического баланса для электролизера БГК-17 приведены в табл. 3-3.
Значения электродных потенциалов мало изменяются с ростом плотности тока и по мере износа анодов. Из остальных составляющих наибольшую долю в энергетическом балансе электролизера соста-
-
4
•
—
:./
—_
•
•
-
—
•э
# і **/
—
[* •
ь.
—
—
I I
1,
і
і
і
3ft 3%2 3fi 3,6 3fi bfi 4,2 Напряжение на электролизере 7 В
