Электролизная установка

Электролизная установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик р«823464 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 090176 (21) 2311488/23-26 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет —

Опубликовано 230481 Бюллетень Но 15

Дата опубликования описания 230481

С 25 В 1/36

С 25 В 15/08

ГосударствеииЪЙ комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621, 357. 1 (088.,8) (72) Авторы изобретения

A.Â.Oãîðîäíèê, В. В. Клим, Ю.В.Самаркин, В. и А.Ю.Розенберг

Институт автоматики (71) Заявитель (54) ЗЛЕКТРОЛИЗНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к электрохимическому производству, в частности к установкам электролиза по ртутному методу с распределенными по длине электролизера параметрами элеКтролита.

Известна электролизная установка, включающая серию электролизеров с ртутным катодом, соединенных в группы, общий рассольный трубопровод, электролизеры снабжены входыми и выходными патрубками, входные патрубки первой группы соединены с общим рассольным трубопроводом (1).

Недостатками известных электро- 15 лизных установок является уменьшение срока службы анодов и повышенное напряжение постоянного тока, вследствие температурного и концентрационного градиентов по длине электроли- 20 веров. A также низкий выход по току и высокое накопление шлама.

Цель изобретения — снижение напряжения и увеличение срока службы анодов электролизеров, а также увели- 25 чение выхода по току и снижение накопления шпака в электролите.

Поставленная цель достигается тем, что в электролизной установке, вклю.чающей серию электролизеров с ртут- 30 ным катодом, соединенных в группы, общий рассольный труббпровод, электролизеры снабжены входными и выходными патрубками, входные патрубки первой группы соединены с общим рассольным трубопроводом, причем выходные патрубки предыдущей группы электролизеров соединены трубопроводом с входными патрубками последующей группы электролиэеров. Установка может быть снабжена разделителем.фаз и дозатором, размещенным на трубопроводе между группами.

На чертеже схематически изображено последовательное соединение групп электролизеров с линией рассольного питания.

Серйя электролизеров 1 разделена на три группы, которые соединены в общую рассольную линию 2 последовательно по питанию их рассолом. Электролизеры внутри групп с помощью входных 3 и выходных 4 коллекторов соединены параллельно. Рассольная линия 2 между группами электролизеров соединена с дозаторами химических веществ, выполненных в виде емкостей .

5, снабженных патрубками 6 и регулируемыми вентилями 7, а также — с разделителями фаз электролита отстойни3

823464 ками 8, на соединительных патрубках кбторых установлены задвижки 9, а на нижних выпускных патрубках — управляемые вентили 10. При помощи патрубков и установленных на них задвижек

11 рассольная линия 2 между второй и третьей группами электролизеров соединена с теплообменником 12, охлаждаемой жидкостью в котором служит электролит, выходящий из группы электролизеров второй группы, а хладоагентом — питающий серию электролизеров свежий рассол. Входные коллекторы второй и третьей группы соединены между собой линией 13, на которой установлена задвижка 14, а с помощью патрубков и установленных на 15 них задвижек 15 и 16 — с линией свежего рассола. В рассольной линии 2 между группами установлены перекачивающие насосы 17 и задвижки 18 и

19, а задвижка 20 — перед входом в 20 первую группу электролизеров.

Предлагаемая электролизная установка работает следующим образом.

Задвижки 14-16,18,19 закрыты, 9,11,20 открыты. Поступающий в серию электролизеров свежий рассол подогревается в теплообменнике 12 и годается в первую группу, где частично обедняется и нагревается под действием электрического тока. Входной рассольный коллектор 3 служит для равномерного распределения рассола по электролизерам группы, а выходной

4 — для сбора рассола, выходящего из группы электролизеров, и направле35 ния его в рассольную линию 2. При открытой задвижке 14 часть рассола иэ входного коллектора второй группы, минуя ее, направляется во входной коллектор третьей группы. Такая не- 40 обходимость может возникнуть при отключении части электролизеров второй группы и уменьшении ее пропускной способности по рассолу ° Ртутные электролизеры рассчитаны на обработку опре-45 деленного количества рассола, превышение расхода которого может привести к созданию аварийной ситуации в цехе электролиза (захлебыванию. электролизеров, увеличение давления хлоргаза, выливание хлорного анолита из ванны в помещение цеха и т.й.).

При отключении части электролизеров и прекращении подачи в них рассола последний перераспределяется между остальными ваннами группы. В этом 55 случае с целью недопущения черезмерного увеличения расхода рассола часть электролита по трубопроводу направляется в Последующую группу электролизеров, минуя данную. Для 60 уменьшения расхода электролита в пер-. вой группе используются задвижки 15, 16,20. Для транспортировки рассола между группами служат перекачивающие насосы 17.

После выхода из электролизеров пер-. вой группы рассол обогащается химическими веществами из емкости 5. Известно, что в процессе раб ты в электролите могут накапливаться ионы различных металлов (Ге, Cr,. Мо и др.) из-за его контакта с незащищенными (повреждено антикоррозионное покры= тие, оголено стальное днище) деталями электролизера или рассольной линии. Присутствие этих ионов в электролите нежелательно, так как попадая на ртутный катод, они становятся очагами выделения водорода и поэтому падения выхода по току (КПД процесса элеткролиза). Кроме этого, соединяясь со ртутью, они. образуют шламы и амальгамное масло, которые также снижают величину выхода по току. Путем добавления в электролит химических веществ из емкости 5, например ВаС8< удается связать некоторые ионы в нерастворимые химические соединения и таким образом нейтрализовать их.

Электролит может содержать также и другие нерастворимые примеси, например, графитовую пыль, образующуюся в процессе механического износа графитового анода. Наличие любых примесей в электролите нежелательно, осособенно частиц графита, так как попадая на ртутный катод, такая частица является очагом выделения водорода. Для осаждения нерастворимых примесей, а также для частичного удаления растворенного хлора, рассол направляется в отстойник 8. Вентиль 10 служит для периодического удаления осадка. Следует заметить, что таким образом из электролита удаляются примеси, образующиеся в процессе электролиза, поэтому имеет место дополнительное повышение выхода по току по сравнению с тем максимумом, который можно достичь в известной установке.

Назначение.дозатора и отстойника установленных после второй группы электролизеров, аналогично описанному.

Наличие концентрационного и температурного градиентов в электролизерах по схеме рассольного питания известной установки приводит к неравномерному износу графитовых плит.

На горячем конце электролизера графит изнашивается больше,чем на холодном, поэтому имеет место повышенный его расход, так как срок службы анодного комплекта равен сроку службы наиболее изношенных анодов и замене подлежит весь анодный комплект, несмотря на то, что аноды на холодном конце еще работоспособны. Уменьшение температурного градиента позволяет снизить температуру электролита, выходящего из электролизеров первых по ходу рассола групп, и уменьшить износ

823464

Формула изобретения

Составитель О.Зобнин

Редактор А.Химчук Техред Н.Ковалева Корректор В.Бутяга

Заказ 2011/35 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 анодов на,их горячем конце. Кроме этого, градиент злектропроводимости электролита приводит к неравномерному распределению токовой нагрузки

rro отдельным анодам, причем. плотность тока на горячем конце ванны больше, чем на холодном . Это также способствует износу анодов на горя чем конце электролизера. Выравнивание градиента электропроводимости электролита приводит к равномерному о износу анодов по длине ванны и увеличению срока службы анодного комплекса.

Электролизная установка содержит горизонтальные ртутные электролизеры, включенные параллельно в общую рассольную линию. Токовая нагрузка равна 36 кА, расход свежего рассола

1,5 м /ч (в один электролизер), концентрация свежего рассола 310 кг/м температура 60 С. Концентрация на вы- 20 ходе из электролизера равна 267 кг/м о температура 82 С, напряжение на ванне 4,32 В.

Предлагаемая установка позволяет снизить напряжение íà каждом электро- 5 лизере не менее, чем на 0,04 В. 100 электролизеров на токовую нагрузку

36 кА экономят около 12,5 тыс. кВт/ч электроэнергии в год.

1. Электролизная установка, включающая серию электролизеров с ртутным катодом, соединенных в группы, общий рассольный трубопровод, электролизеры, снабженные входными и выходными патрубками, входные патрубки первой группы соединены с общим рассольным трубопроводом, о т л и ч.а ю щ а я с я тем, что, с цепью снижения напряжения и увеличения срока службы анодов электролизеров, выходные патрубки предыдущей группы электролизеров соединены трубопроводом с входными патрубками последующей группы электролизеров.

2. Электролизная установка по п, 1, отличающаясятем, что, с целью увеличения выхода по току и снижения накопления шлака в электролите, установка снабжена разделителем фаз и дозатором, размещенным на трубопроводе между группами .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Огородник A.B. Автоматическое управление элеткрохимическими производствами,, К,, Техника, 1974, с. 145, 51,