Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Опыт длительной (в течение 4—5 лет) эксплуатации промышленных образцов электролизеров типа БГК-17 с платинотитановыми анодами вместо графитовых [52] показал высокую надежность и технико-экономические преимущества эксплуатации таких электролизеров.
Применение МИА позволило повысить плотность тока до 2 кА/м2 (вместо 1 кА/м2 при графитовых анодах) без увеличения напряжения на электролизере. Благодаря этому, а также вследствие уменьшения толщины МИА до 5»—10 мм (вместо 50 мм у графитового анода) в электролизере тех же габаритов удалось увеличить нагрузку в 2,8— 3,2 раза при том же напряжении на электролизере. Это открывает возможность для дальнейшего укрупнения монополярных электролизеров и увеличения экономически выгодной нагрузки на ячейку биполярного электролизера.
Напряжение на электролизере с МИА мало изменяется в течение его работы. Потери напряжения на преодоление омического сопротивления анода, плотность тока на аноде, анодный потенциал, межэлектродное расстояние и потери напряжения в электролите в течение работы электролизера с МИА остаются постоянными, в отличие от электролизеров с графитовыми анодами, у которых по мере износа графита все эти составляющие энергетического баланса возрастают, обусловливая непрерывный рост напряжения на ячейке.
Некоторое незначительное повышение напряжения на электролизере с МИА вызывается постоянной забивкой диафрагмы в процессе работы. По мере забивки для восстановления протекаемости диафрагмы и уменьшения ее сопротивления применяется промывка диафрагмы горячей водой.
Практически постоянное за все время работы напряжение на электролизере с МИА позволяет поддерживать стабильный температурный режим работы электролизера. Помимо этого, среднее за тур работы электролизера напряжение существенно ниже, чем в случае применения графитовых анодов.
При использовании МИА резко сокращаются трудовые затраты на переборку электролизеров для смены анодов.
Для электролизеров с МИА не требуется тщательная очистка рассола от SOJ", так как эти примеси в рассоле не ухудшают стойкость анодов, как это наблюдается для графитовых анодов. Хлор и каустическая сода не загрязняются продуктами окисления анодов и хлорирования органических веществ, применяемых для импрег-нирования графита или содержащихся в материале графитовых анодов. При применении платинотитановых анодов (ПТА) расход платины не превышает 0,5 г/т хлора. ПТА с платиновым покрытием толщиной 3 мкм после 4 лет эксплуатации при плотности тока 1,2— 2,0 кА/м2 оставались пригодными для дальнейшей работы и не требовали замены. Технико-экономические подсчеты показали, что при существующих ценах на графит, титан и платину себестоимость хлора и каустической соды при переходе на ПТА несколько снижается по сравнению с работой на графитовых анодах. Однако, несмотря на технические преимущества, использование ПТА вследствие дефицитности платины не выходило за пределы нескольких промышленных образцов электролизеров.
Разработка способов изготовления МИА с использованием в качестве активного слоя вместо платины или сплава ее с родием более дешевого и менее дефицитного рутения создало дополнительные стимулы для применения МИА в хлорной промышленности. На окис-норутениевых аиодах перенапряжение выделения хлора невелико, напряжение на электролизере и удельный расход электроэнергии снижается по сравнению с этими же показателями на графитовых анодах [53, 54]. г
При применении МИА, работающих с более высокими плотностями тока, удельный вес потерь напряжения на преодоление омического сопротивления электролита в общем энергетическом балансе электролизера существенно возрастает. С увеличением плотности тока возрастает влияние газонаполнения на повышение эффективного сопротивления электролита. Поэтому в конструкциях электролизеров с МИА предусмотрена возможность уменьшения межэлектродного расстояния и облегчения отвода пузырьков хлора, выделяющихся Hav анодах. Для этой цели применяют проницаемые для газа аноды и приближают их к диафрагме вплоть до прилегания к ней с тем, чтобы обеспечить отвод пузырьков хлора на обратную сторону анода.
В последнее время появилось много сообщений о разработке конструкции диафрагменных электролизеров с металлическими анодами (так часто называются малоизнашивающиеся аноды с активным слоем из металлов платиновой группы или их окислов).
Предложены конструкции монополярных электролизеров с анодами такого типа, нижним токоподводом к ним и защитой днища токонепроводящим слоем [55], а также с токоподводами из меди или алюминия, защищенными от коррозии слоем титана [56].
При применении металлических анодов в электролизерах с диафрагмой можно увеличить на 40—50% плотность тока и примерно вдвое срок службы асбестовой диафрагмы [57]. По сравнению с гра-
J
фитовыми анодами срок между переборками электролизера возрастает от 0,5—1 до 3^-4 лет, между сменами диафрагмы от 0,25— 0,3 до 0,5—1,0 года [58].
Имеются сообщения фирм «Даймонд Шемрок» и «Де-Нора» о конструкции диафрагменного электролизера Элинкор 46 с металлическими анодами на нагрузку 80 кА [59], о выпуске фирмой «Хукер» электролизеров с окиснорутениевыми анодами на нагрузку до 90—100 кА. Окиснорутениевые аноды используются при реконструкции действующих производств, оборудованных электролизерами Хукер [60].
