Способ управления процессом диафрагменного электролиза

Способ управления процессом диафрагменного электролиза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

„SUÄÄ 10 1 9024

СОЮЗ С09ЕТСНИХ

3 ЛФю

РЕСГ1УБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCH0MY СВ ДЕТШЬСТВ с©

Ю

Ю

Ж

l (21) 33953.19/23:"26 (22) 15.02.82 (-4б) 23Л5.83. Вюл. и 19 (72) Э.И. Гитерман, А.Г. Колпаков .и К.Ф. Остапенко (53) &6.012-52(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство .СССР

И .411035, кл. С 25 В 15/02, 1971.

2. Авторское. свидетельство СССР

И 423496, кл. В 01 K,1/00, 1972. (54}($7) CAOCOS УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОИ, ДИАФРАГИЕННОГО ЭЛЕКТРОЛИЗА производств хлора и каустика в электролизерах с

Эцц С 25 В 15/00; G 05 0 27/00 малоизнашйвающимися анодами путем:измен нения подачи рассола в электеолизер, о тл и ч а ю щ и " с я тем, что, с це" лью увеличения. производительности электролизеров и снижения энергоза" трат, дополнительно измеряют концентрацию кислорода в хлоргазе на вмходе электролизера и перепад давления иа его..диаФрагме .и в зависимости от произведения перепада давлений на nep" вую производную концентрации кислорода по перепаду давлений регулируют подачу рассола в электролизер. 1 01 .1024

Изобретение относится к способам управления процессом. электролиза в

iпроизводствах хлора и каустика в диафрагменных электролизерах с малоизнашивающимися анодами и может быть

5 использовано в химической промышленности °

Известен способ контроля я регулирования процесса электролиза путем гизмерения концентрации щелочи и стабилизации температуры водорода и соотношения амперная нагрузка - расход воды, при этом по соотношению расхода воды, концентрации щелочи и амперной нагрузке определяют выход по току

15 процесса электролиза f1 ).

Недостатком известного способа является повышенный расход энергии на проведение процесса.

Наиболее, близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ управления процессом диафрагменного электролиза производств хлора и каустика в электролизерах с малоизнашивающимися анодами путем изменения подачи рассола в электролизер (2 ).

Недостатком известного способа уп- равления является сравнительно низкая производительность электролизера и 30 высокие энергозатраты на проведение процесса из-за неоптимальности его технологических параметров.

Цель изобретения - увеличение производительности электролизеров и сни- З5 жение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом диафрагменного электролиза

40 производств хлора и каустика в электролизерах с малоизнашивающимися ано« дами путем. изменения подачи рассола в электролизер, дополнительно измеряют концентрацию кислорода в хлоргазе на выходе электролизера и перепад о давления на его диафрагме и в зависимости от произведения перепада давлений на первую производную концентрации кислорода по перепаду давлений регулируют подачу рассола в электролизер.

На фиг. 1 приведена примерная зависимость выхода по току (кривая А ),,концентрации кислорода s хлоргазе (кривая Б ) и концентрации хлората 55 натриями „С (кривая В ) от расхода рассола С на фиг.2 - принципиальная схема системы управления, реализующей данный способ. o

Способ осуществляется следующим образом.

При уменьшении расхода рассола в электролизер до некоторой минимальной величины C,о суммарные удельные затраты на получение продуктов производства (хлора, каустика, водорода ) уменьшаются за счет изменения рецикла по соли (с обратным рассолом ) и увеличения концентрации щелочи в электрощелочи практически без изменения качества получаемых продуктов.

При дальнейшем уменьшении расхода рассола наблюдается резкое уменьшение выхода по току всех продуктов (пример.но в равной степени ) с загрязнением щелевых продуктов веществами побочных процессов, протекающих в электролизере наряду с основными.

В результате этого также повышартся удельные затраты электроэнергии, а в электрощелочи возрастает концент.рация загрязняющего щелочь хлората * натрия. Это объясняется массовой миграцией. ионов гидроксила (ОН ) из катодного пространства в анодное в результате снижения скорости противотока анолита в капиллярах диафрагмы.

Технико-зкономический анализ процесса показывает, что наиболее выгодно поддерживать режим электролиза на грани массового проникновения ионов гидроксила в анодное пространство или в самом начале этого процесса, когда концентрация хлората натрия в электро щелочи ниже допустимой.

В процессе электролиза в диафрагменном -электролизере с малоизнащивающимися анодами существует пропорциональная зависимость между скоростью проникновения ионов гидроксила в анодное пространство и концентрацией кис-. лорода в хлоргазе, т.е. начало массовой миграции ионов гидроксила при уменьшении расхода рассола в электролизер можно обнаружить по резкому уве" личению концентрации кислорода в хлоргазах.

1ак как концентрация кислорода в хлоргазе зависит от многих факторов (подосов воздуха, состава и температуры рассола, качества диафрагмы, то а электролиза и т.д..), для исключения влияния этих факторов на точность вывода электролизера в наиболее выгодный режим работы и на поддержание этого режима в качестве управляющего сигнала используется не абсолютное значение концентрации кислорода в

3 1019024 4 . хлоргазе, а величина перзой произ- . -. ва диафрагмы. Учитывая то« что оно водной от концентрации кислорода в - изменяется медленно, управления по хлоргазе по расходу рассола в элект- выражениям (.1 ) и (4 3 целесообразно ролизер и задача управления сводится производить периодически.. При этом к стабилизации этой величины в задан- эа относительно короткое время нахо-. ных пределах дится значение расхода, отвечающее !

ay, заданному режиму. Остальное время

- g < тт К +Е, (тI ате аначение стабииивируетси.

Контур стабилизации расхода расгде 3 .- концентрация кислорода в хлор" сола работает непрерывно и обеспегазе; чивает стабилизацию заданного эначе6 - расход рассола в электролиэер . ния в давления на диафрагме

К - заданное значение пеРвой про- - электролизера.

ИЗВОДНОИ ° Сигнал от датчика 1 перепада -. допустимый вредел изменения . !з подается в качестве "Переменной" на, от заданного; значения. вход регулятора 2, который в соответНа производствах для контроля режи . ствии с сигналом "Задания" Формирует ма электролиза чаще используют Друго увравляющее воздействие на РегулируЮ параметр - перепад давлений на диаф щий орган 3;. изменяющий расход рас-Рагме электролизера. . © сола в электролиэер 4.

Так как перепад давлений связан с Контур коррекции состоит из датчи-. расходом рассола соотношением, ка 5 концентрации кислорода в хлор8G газе, вычислительного устройства 6 и-!

;=СР= — Р, <2)

BP задатчика-сумматора 7. 8 вычислительное устройство 6 подаются аналоговые-где p - текущее эначен . р " сигналы от датчика 5 концентрации кис ее значение перепада

" и оТ датчика 1 перева

t; - коэффициент про ния и вводится заданное значение ве-н ент и :текаемостм диаФрагмы, . личины К,К вычислительному устройто подставляя (2 ) в (t . > ству 6 подключен. ввод дискретного я 2 в (1 пол>чим SaA инициирующего сигнала по каналу 8. > .р 4, y « f., (3 Выход вычислительного устройства 6

3 !А С З -:. поступает на вход задатчика-суммаЗ !А беэ бОльшОй практическом — вводится в качестве "Задания"- в Pery-.

- el < p g K.l + ®! (, 1 35 лятор 2. Контур коррекции Работает зс!а 3 Р 30!А периодически при поступлении инициирующего.сигнала по каналу 8. зад ., f Технологический. режим по пврамет; гАе все,ю, g: I K = ;, ру "Перепад давления" (или уровень б!! в. электролиэере ) стабилизирован кон"

- номинальный расход рассола. нию проще чем с использованием . сигнал. При этом вычислительное устходимость установки „Олнительного бЗ РОЙСТВО ВЫДаЕт На ЭаДатЧФ СУММа тор 7 llриращ Ю задания перепаду д99 вРемЯ как Установка УровнемеРов ДЛЯ 1- с я лений на диафрагме + Ы по я ка контРолЯ УРовнЯ анолита ЯвлЯетсл ОбЯ- с и „ „ ч

10 мм вод.ста ) кот ое с мми тся эательной по ус„,виям техники безо„„- "Р д"ДУщ"" зна ением заданиЯ УЕРе иям техники езопас- пада давлений и поступает на регуля:тор 2 в .качестве нового задания. Ченачения и определяют д рез некоторое время (время выхода один раз опытным либо Расчетным путем и устанавливаютс - (Я Равными (оДинако- ло 10 1й ми„ по в электролизера 4 в новый Режим Око» выми )для всех электролиэеров. ло - 5 мин ) по выражению (4) опреэлектролиэа, состава и температуры этом допускается рассола единственным возмущаецим РЮ „Рв фактором является изменение качест- аР

5 101902!! 4

Знак следующего выдаваемого при до момента следующей коррекции режиращения Р определяется из соотноше ма. Практически коррекция осуществляния ется через каждые 3-5 сут работы ! i ! электролизера.

36* за!д - " ) 5 Применение данного способа управле-8 cKCIC! +6! ! ния позволит поддерживать заданный где 4. - заданная ошибка. режим электролиза с высокой точносПри К (К "%выдается приращение тью, что значительно снизит расход- !Р, y,ð!! К ) К + 6! выдается +дР. ный коэффициент по энергозатратам

Выдачу приращений + Р и npoeepxy >e (примерно íà 10"153 по греющему пару соотношений (5) и (6) повторяют до для упаривания электро!.!елочи и на 1выполнения условия (6), после чего 33 по электроэнергии, увеличить проконтур коррекции прекращает свою ра- изводительность электролизеров на боту, задатчик-сумматор 7 запоминает ll-23 и улучшить качество выпускаемой последнее заданное значение перепада !5 щелочи.

Фиа2

Заказ 36!!2/22 Тираж 6!!3 Подписное

ВНИЙПИ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, !!