Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Та же фирма разработала более мощную конструкцию электролизера с биполярным включением электродов. В 1973 г. предполагается пуск промышленной установки, оборудованной электролизерами ВМ-50 из пяти последовательно включенных ячеек на суммарную нагрузку 250—300 кА [51а].
Биполярный электролизер большой мощнооти
В связи с увеличением мощности отдельных хлорных цехов до 250—500 тыс т хлора в год мощности диафрагменных электролизеров описанных ранее конструкций недостаточны для оснащения крупных цехов, поэтому стала неотложной задача создания новых электролизеров с большой нагрузкой (100—200 кА и более) в одном агрегате.
Разработка конструкций таких электролизеров на базе старых принципов конструирования связана с большими трудностями,, так как при этом электролизеры становятся громоздкими, осложняется транспортирование и ремонт деталей. С увеличением габаритов и массы отдельных деталей электролизеров необходимо применять краны большой грузоподъемности, увеличивать монтажные проемы и площади для ремонта электролизеров. Преимуществаг получаемые от укрупнения электролизеров, могут быть в значительной мере обесценены этими недостатками крупных агрегатов.
Наиболее целесообразно для создания мощных электролизеров применить принцип секционного устройства их путем набора повторяющихся элементов — ячеек или секций. При параллельном соединении таких секций по току может быть получен мощный электролизер с мотюполярным включением электродов, при последовательном включении — электролизер с биполярным включением электродов. Биполярное решение мощного электролизера имеет свои преимущества по сравнению с монополярным вариантом, так как при этом нет необходимости в чрезмерном повышении силы тока, облегчается ошиновка, включение и выключение электролизера.
В корпусе. биполярного электролизера размещены два монополярных и комплект биполярных электродов. Катодная часть биполярного электрода выполнена в виде гребенчатого сетчатого электрода (аналогично катодам электролизера БГК-17). Катод приспособлен для работы с осажденной диафрагмой. Анодная часть представляет собой графитовые плиты, соединенные с катодной частью биполярного электрода металлическими контактами. Контакт между катодной и анодной частями биполярного электрода защищен от воздействия кислого анолита слоем тугоплавкой битумной массы и бетона. Уплотнением между отдельными ячейками служит слой специальной тугоплавкой массы.
В конструкции электролизера применен боковой подвод тока к анодам, что позволяет увеличить рабочую высоту электродных элементов без повышения напряжения за счет роста потери напряжения на преодоление омического сопротивления графитовых анодов. При соблюдении оптимальных соотношений геометрических размеров катодных элементов можно получать выход по току 96 % и выше при большой высоте рабочей части электродов. При одинаковой плотности тока напряжение на электролизере несколько ниже, чем на обычных электролизерах с осажденной диафрагмой типа БГК, вследствие исключения потерь напряжения в ошиновке между электролизерами и уменьшения потерь напряжения на преодоление омического сопротивления графитовых анодов.
Основные технологические показатели электролизера из трех последовательно включенных ячеек с высотой электродных элементов более 1 м и расстоянием между электродами 15 мм, полученные за тур работы электродов в течение 276 сут, приведены ниже:
Нагрузка на ячейку, кА ........ 15
Плотность тока, А/м2
на аноде .............. 900
на катоде............. . 885
Напряжение на ячейке, В ........ 3,48
Температура электролита, 0G ...... 92—94
Выход по току, % ........... 95,5
Концентрация, г/л
щелочи в католите.......... 134
хлоратов .............. 0,14
Расход электроэнергии постоянного тока,
кВт-ч/т Cl2 .............. 2750
Основным недостатком всех предложенных конструкций биполярных электролизеров является малый срок работы графитовых электродов и значительные трудовые затраты на сравнительно частые переборки электролизеров для замены электродов и диафрагм.
Наиболее важной и перспективной проблемой в области электролизеров с твердым катодом является разработка долгоживущих, малоизнашивающихся электродов и диафрагмы и создание на их основе биполярных электролизеров очень большой мощности. Тур работы таких электролизеров между разборками для ремонта мог бы составить 3—5 лет. Для эффективного использования малоизнаши-
вающихся анодов в электролизерах с твердым катодом необходима создать новые типы диафрагм с длительным сроком работы при высокой плотности тока.
Электролизеры о малоизнашивающимиоя анодами
Для рационального и экономичного использования малоизнашивающихся анодов (МИА) требуются принципиально новые конструкции электролизеров с диафрагмой. Однако применение МИА даже в известных в настоящее время конструкциях электролизеров типа БГК, Хукер или Даймонд, приспособленных для работы с графитовыми анодами, позволяет получать большие технические и экономические преимущества.
