Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
При использовании графитовых анодов короткие замыкания отдельных анодов приводят к большому увеличению силы тока на этих анодах и к сильному перегреву токоподводящей системы к аноду. Местные перегревы способствуют усилению процессов коррозии защитных покрытий деталей, уплотняющих места прохода токоподводов через крышку, и самой крышки. Для предотвращения вредных последствий коротких-замыканий предложено [105] устанавливать на токоподводах к анодам плавкие предохранители, прерывающие прохождение тока при возрастании его величины выше допустимого предела.
В электролизерах с металлическими анодами необходимость в опускании анодов отпадает, так как геометрические размеры анодов во время работы остаются неизменными. Однако требуется защищать аноды от разрушения при возникновении коротких замыканий между металлическими анодами и амальгамным катодом.
Эти замыкания возможны вследствие неравномерности потока ртути по катоду, образования амальгамных масел и пен и вследствие этого увеличения толщины амальгамного катода. Возникновению коротких замыканий могут способствовать тепловые и механические деформации днища и крышки электролизеров. Кроме того, при применении металлических анодов следует учитывать разрушение активного слоя анодов в результате восстановления амальгамой натрия окисных соединений металлов платиновой группы и последующего их растворения. В этом случае необходима малоинерционная быстро действующая автоматическая система подъема анодов в случае возрастания силы тока, превышающей установленные пределы.
Автоматическое устройство для регулирования межэлектродного расстояния может работать, если в качестве датчика используется измеритель силы тока, проходящего через каждый анод [106]. Наиболее эффективной для снижения напряжения на электролизере и расхода электроэнергии на производство является автоматическая система, предусматривающая регулирование межэлектродного расстояния на каждом из анодов электролизера. При использовании устройств, обегающих последовательно все аноды электролизера, можно поддерживать желаемое межэлектродное расстояние на всех анодах и минимальное напряжение на электролизере [107].
Однако в современных мощных электролизерах, у которых площадь электродов составляет до 35 м3, количество анодов очень велико, поэтому на электролизере необходимо устанавливать десятки, а иногда и сотни отдельных регуляторов положения анодов. Так, на Электролизере типа Уде на нагрузку 250—350 кА количество графитовых анодов составляет 216 шт. На заводе средней мощности количество работающих электродов исчисляется десятками тысяч. При применении металлических анодов их число на электролизере Уде уменьшается в 4 раза, однако все же остается достаточно большим. Таким образом, осуществление автоматического регулироьания каждого из анодов связано с большими затратами на оборудование и обслуживание многочисленных приборов и автоматических устройств.
Намечается тенденция к объединению электродов в группы с целью уменьшения числа точек контроля и регулирования, что открывает практическую возможность реализации автоматического управления межэлектродным расстоянием. Примером такого объединения является, например, последняя модель электролизера Уде, в котором аноды закреплены в стальной защищенной крышке электролизера, последняя с помощью эластичных элементов соединяется с его корпусом. Межэлектродное расстояние в таком электролизере
можно регулировать путем подъема или опускания всей крышки вместе с анодами.
При объединении анодов в группы задача регулирования облегчается, так как пропорционально степени объединения анодов в группы уменьшается число точек контроля и регулирования. Однако вследствие некоторой неравномерности установки й, в последующем, износа отдельных анодов фактически среднее расстояние между электродами и напряжение на электролизере при групповом регулировании анодов несколько выше, чем при их индивидуальном регулировании. Несмотря на это, в последние годы групповое регулирование положения анодов широко применяется взамен индивидуального.
При установке металлических анодов необходимость в одускании анодов в течение работы электролизера отпадает. Применяются автоматические устройства, поднимающие аноды в случае коротких замыканий и опускающие их вновь до необходимого положения после устранения короткого замыкания.
Проблема регулирования межэлектродного расстояния постоянно привлекает внимание инженеров и исследователей [103, 104].
Благодаря разработке удобных методов регулирования межэлектродного расстояния в процессе электролиза и установления оптимальных форм перфорации электродов для облегчения отвода хлора из зоны прохождения тока, процесс электролиза был интенсифицирован без повышения реального напряжения на электролизере. Увеличение плотности тока в электролизере и интенсификация разложения амальгамы обеспечили возможность создания более ком-пактных электролизеров, рассчитанных на очень высокие нагрузки.
В практике хлорной промышленности в настоящее время исноль-зуются все более и более крупные электролизеры. Известны электролизеры с корпусом длиной 24 м (Сольве V-200) и днищем шириной более 2 м (например, Де-Нора). При увеличении плотности тока на графитовых анодах до 8—10 к А/м2 создание агрегата на нагрузку 500 к А не встречает больших технических трудностей, и мощность электролизера должна определяться масштабом производства и экономическими соображениями.
