Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Фирма «Даймонд Шемрок Кемикел Компани» предлагает электролизеры с диафрагмой и малоизнашивающимися анодами, основные показатели которых приведены в табл. 3-8.
Таблица 3-8. Технологические показатели электролизеров типа ДС
Показатели
Электролизеры
ДС-31
ДС-45
ДС-85
Напряжение на электролизере (включая внутреннюю ошиновку), В......
Число анодов, шт...........
Габариты электролизера, м
Площадь пола, занимаемая электролизером с учетом проходов, м2 .....
20-40 0,99—1,98
2,97—3,64 96,5 32 0,72
1,56 1,09 1,8
20,2
р
60-80 2,07—2,76
3,70-4,17 і 96,5 46 0,72
2,16 1,09
1,8 29,0
100—150 1,82-2,74
3,54—4,15 96,5 87 0,76
2,86 1,52 2,06
54,8
По рекламным сообщениям фирмы, малоизнашивающиеся аноды работают не менее 4—6 лет, а срок службы диафрагмы без остановок при хорошем качестве рассола и равномерной нагрузке равен 1— 2 годам. Для предотвращения загрязнения рассола продуктами коррозии бетона крышки электролизеров выполнены из пластмассы на основе полиэфирной смолы.
В наибольшей мере преимущества металлических анодов в электролизерах с диафрагмой могут проявиться при биполярном включении электродов. Предложена конструкция биполярного электролизера с титановыми электродами, покрытыми с анодной стороны активным слоем из металлов платиновой группы [61]. Фирмы «Де-Нора» и «Питсбург плейт гласе» разработали конструкцию биполярного электролизера с диафрагмой и металлическими анодами производительностью 30—60 т/сут хлора [62—64], что эквивалентно нагрузке (определяемой как произведение числа последовательно включенных ячеек электролизера на нагрузку) на электролизер от 1 до
2 MA. Такие электролизеры в 2—4 раза мощнее самых крупных электролизеров с ртутным катодом, о которых имеются сообщения в литературе.
Основные показатели электролизеров е твердым катодом
Данные о многочисленных конструкциях электролизеров, применявшихся в различное время в промышленности, приведены в литературе с различной степенью подробности. Поэтому затруднительно составить сводную таблицу, включающую с одинаковой полнотой основные конструктивные характеристики и технологические показатели всех применявшихся в промышленности электролизеров. В табл. 3-9,приведены такие данные лишь для основных конструкций электролизеров, широко применявшихся в промышленности. Более подробные данные опубликованы в работе [13].
ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЫ С РТУТНЫМ КАТОДОМ
Общие принципы уотройотва электролизеров е ртутным катодом
ъ
Электролизер с ртутным катодом состоит из электролитической ячейки, в которой в процессе электролиза получается хлор и амальгама щелочного металла, и разлагателя амальгамы. В разлагателе образуется раствор каустической соды и водород и регенерируется ртуть. G помощью насоса либо иного устройства обеспечивается постоянная циркуляция амальгамы (ртути) по циклу электролитическая ячейка — разлагатель. Если ртуть используется в качестве биполярного электрода, необходимость в разлагателе амальгамы отпадает, однако многие предположения, касающиеся разработки схемы и конструкции электролизеров с биполярными ртутными электродами и диафрагмой "[65—68], не нашли практического применения. Это объясняется конструктивными трудностями и опасностью анодного растворения ртути вследствие неравенства катодного и анодного выходов по току.
Предложено несколько способов создания ртутного катода. Применение в качестве катода неподвижного зеркала ртути, помещенной в корыто, связано с необходимостью периодически, по мере образования амальгамы, заменять ее свежей ртутью. Этот способ в промышленности не используется. Практически применяется только движущийся ртутный катод, в котором образующаяся в процессе электролиза амальгама непрерывно выводится из электролитической ячейки в разлагатель и заменяется свежей ртутью. Почти во всех применяемых на практике электролизерах движущийся ртутный катод образуется за счет перемещения тонкого слоя ртути по плоскому слабо наклонному днищу электролизера. Все электролизеры этого типа получили название электролизеров с горизонтальным катодом.
Многочисленные предложения по использованию в качестве катода слоя ртути, стекающей по вертикальной или сильно наклонной поверхности [71—76], не получили до настоящего времени широкой реализации в промышленности. При большой скорости движения амальгамы происходит интенсивное перемешивание электролита в прикатодном слое, что приводит к увеличению катодного восстановления хлора и снижению выхода по току. Кроме того, при использовании вертикального или сильно наклонного катода возникает необходимость в применении диафрагмы между катодом и анодом, что сильно усложняет конструкцию электролизера.
Предложен пористый катод, через поры которого продавливается ртуть, образуя ртутный катод [77, 78].
В конструкциях промышленных злектролизеров с ртутным катодом, используемых в промышленности, ртутный катод представляет собой поток ртути, движутцийся вдоль электролизера. Предлагается также организовать движение ртути в направлении, перпендикулярном длине электролизера, с целью уменьшения количества ртути на днище электролизера [79]. Однако в этом случае потребуется дополнительная загрузка ртути в устройства для распределения и сбора потоков ртути в начале и конце ртутного катода. Выигрыш в количестве ртути, покрывающей поверхность катода, снижается за счет увеличения количества ртути в устройствах по распределению и сбору потока ртути на входе и выходе из электролизера.
