Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Схема устройства электролизера Даймонд Д-3 на нагрузку 30 кА приведена на рис. 3-15. Масса такого электролизера без жидкости составляет около 5 т, а в рабочем состоянии с электролитом — около 7 т. Электролизеры этого типа обладают достоинствами, характерными для электролизеров с нижним подводом тока к анодам и осажденной диафрагмой. Электролизеры приспособлены для работы с заполненным катодным пространством при постоянных нагрузке и питании рассолом. Детали конструкции электролизера Даймонд до настоящего времени мало освещены в литературе.
Рис. 3-15. Схема устройства электролизера Даймонд типа Д-3:
I — анодное днище; 2 — катодный корпус; 3 — крышка; 4 — медная катодная шина; 5 — анодная шина; 6 — катодные пальцы; 7 — графитовые аноды; 3 — отвод щелочи; 9 — указатель уровня анолита.
Таблица 3-7. Технологические показатели электролизеров типа Даймонд [30]
Показатели
Номинальная нагрузка
30 кА
Нагрузка, к А................
Плотность тока, А/м2............
Среднее напряжение на электролизере, В . .
Температура электролита, °С • . .....
Выход по току, % .............
Расход электроэнергии постоянного тока, кВт • ч/т
Cl2 ...................
Расход графита, кг/т Cl2 . .........
Концентрация щелочи в католите, % . . . . Содержание хлората, части на 1000 частей NaOH Средний срок службы, сут
анодов..................
_ диафрагмы.............. .
Выработка хлора, кг/сут
электролизером.............
на 1 м2 площади пола .........
Технологические показатели электролизеров типа Даймонд приведены в табл. 3-7.
Электролизеры Даймонд работают при высокой плотности тока и отличаются сравнительно высоким удельным расходом электроэнергии. Эти электролизеры на номинальную нагрузку 30 кА успешно
20 1240 3,78 91,1 96,5
23 х1426 3,94 93,3 96,5
27 1164 3,68 89,4 96,5
30 1294 3,82 91,1 96,5
33 1420 3,94 93,9 /96,5
2967 3,75 10,5 0,54
3095 3,80 10,5 0,54
2891 3,75 10,5 0,54
3007 3,80 10,5 0,54
3091 3,75 10,5 0,54
230 150
210 НО
255 115
230 115
210 110
612 61,6
703 71,2
826 78,8
916 87,2
1010 95,5
L1*
Рис. 3-16. Серия электролизеров Даймонд на нагрузку 30 кА.
работали при нагрузке 34 кА. Возможно также повышение нагрузки на электролизер до 36 кА без значительного снижения выхода по току по сравнению с выходом при нормальной нагрузке, равным 96,5%.
10» 147
і
При нагрузке на электролизер 33 кА производительностью 1 т/сут хлора требуется (включая помещение для ремонта электролизеров) 11,26 м2 производственной площади по сравнению с 17,4 м2, необходимыми для оборудования цеха электролизерами при нагрузке 20 кА.
На рис. 3-16 показана серия электролизеров типа Даймонд на нагрузку 30 кА.
Электролизеры с биполярным включением электродов
Биполярное включение электродов открывает большие возможности при конструировании мощных электролизеров. Было предпринято много попыток создать конструкцию такого электролизера, однако трудности обеспечения надежной защиты от коррозии устройств для электрического соединения между графитовой анодной стороной биполярного электрода и катодной его стороной задерживали создание пригодных для промышленного использования конструкций.
Несмотря, на многочисленные поцытки создать конструкции биполярных электролизеров для получения хлора и каустической соды по методу электролиза с твердым катодом и диафрагмой [47—48] до промышленного использования доведены лишь немногие.
Необходимо учитывать, что по условиям работы с проточной диафрагмой катодное пространство электролитической ячейки необходимо располагать с обратной стороны катода. Это усложняет конструкцию по сравнению с электролизерами для разложения соляной кислоты или воды, где катодное пространство заключено между диафрагмой и катодом.
Электролизер типа Дау является единственной конструкцией биполярного аппарата, о промышленном использовании которой имеются данные. Этот электролизер состоит из большого количества ячеек, стянутых болтами аналогично секциям фильтр-пресса. Все электроды, кроме двух крайних, работают биполярно. Ток подводится к первому электроду и отводится от последнего. Аноды из графитовых плит, графитовые стержни, подводящие к аноду ток, и катодная сетка вместе с устройством для электрического контакта катодной сетки с графитовыми стержнями, составляют сложный биполярно работающий электрод. В современных конструкциях электролизера Дау катод и анод со стороны, обращенной друг к другу, имеют перемежающиеся выступы прямоугольной формы и одинаковой высоты, расположенные таким образом, что выступы одного электрода входят во впадины другого. Это позволяет увеличить работающую электродную поверхность и нагрузку на электролизер.
Гребенчатый катод состоит из ряда катодных пальцев, изготовленных из перфорированного листа или проволочной сетки с листовой или осажденной асбестовой диафрагмой. Электрический контакт между катодной и анодной сторонами биполярного электрода осуществляется с помощью графитового стержня и медных токопод-
