ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обзор развития производства хлора и конструкций хлорных электролизеров из "Электролизеры с твёрдым катодом" Таким образом, со времени возникновения электрохимического метода производства хлора и каустической соды прошло примерно 80 лет. За эти годы электрохимический метод вытеснил химические и стал основным методом промышленного производства хлора. Доля хлора, получаемого химическими методами, в его мировом производстве снизилась с 33,9% в 1914 г. до 0,6% в 1958 г. [c.9] В течение длительного времени области применения хлора ограничивались производством продуктов для военных целей, для отбелки целлюлозы и текстильных материалов и для санитарных нужд, что в значительной степени определяло масштабы и темпы развития его производства. Новые перспективы быстрого роста потребления хлора возникли в последние десятилетия в связи с созданием широкого ассортимента органических хлоропродуктов, применяемых в производстве пластмасс, синтетических каучуков и химических волокон, а также используемых в качестве растворителей, синтетических моющих средств, пестицидов и многих других ценных химических продуктов. Значительное увеличение их выпуска обусловило превращение производства хлора в крупную быстро развивающуюся отрасль химической промышленности. [c.10] Данные о мировом производстве хлора (без СССР и стран социалистического лагеря) и распределении его по основным географическим районам мира приведены в табл. 2. В ней же дана примерная оценка производственных мощностей мировой хлорной промышленности и опубликованные в литературе прогнозы ее дальнейшего развития. [c.10] В течение последних 40 лет наблюдается тенденция к систематическому росту доли метода электролиза с ртутным катодом при сокращении доли других методов производства хлора. [c.11] Опубликованные сведения не позволяют получить полное представление о роли различных методов и конструкций электролизеров в мировой хлорной промышленности. По данным Б. С. Иоффе, Б. А. Сасс-Тисовского и Л. М. Якимeнкo рас пределение мирового производства хлора по различным методам характеризуется цифрами, приведенными в табл. 3. [c.12] Количество хлорных установок. [c.12] В России производство хлора вначале осуществлялось хи- шчe ким методом. В 1888 г. на Бондюжском заводе было организовано производство хлора путем окисления соляной кислоты пиролюзитом . Электрохимическое производство хлора возникло в начале XX в. В 1900 г. на заводе Донсода был введен в эксплуатацию цех, оборудованный электролизерами с ртут-ны.м катодом, в 1901 г. на заводе Славсода начал работать цех, в котором были установлены электролизеры фирмы Грис-гейм—Электрон с твердым катодом. В 1914 г. более 50% хлора в России вырабатывалось методом электролиза с ртутным катодом. Это соотношение методов производства хлора сохранялось и в начальный период индустриализации народного хозяйства СССР. [c.13] Дальнейшее развитие отечественной хлорной про.мышлен-ности шло по пути преимущественного использования электролизеров с твердым катодом, вследствие чего доля хлора, получаемого электролизом с ртутным катодом, в общем объеме его производства в нашей стране снизилась. Однако в последние. десятилетия были введены в эксплуатацию цехи по производству. хлора методом электролиза с ртутным катодом и намечено развитие производства хлора и каустической соды по этому методу. В обще.м объеме производства хлора в СССР доля метода с ртутным катодом в 1963 г. составила около 18% и в ближайшие годы должна увеличиться примерно вдвое . [c.13] Распределение объема производства хлора за рубежом между заводами различной мощности, работающими по диафрагменному и ртутному методам, приведено в табл, 4. Наибольшая концентращ1я производства характерна. для диафраг- Менного электролиза. [c.14] По диафрагменному методу в 1962 г. наибольшее количество. хлора (43,4%) было получено на заводах мощностью свыше 100 тыс. г в год, хотя количество таких предприятий составляло только И. Среди хлорных заводов, работающих по методу электролиза с ртутным катодом, преобладали заводы мощностью от 10 до 100 тыс. т. Установки мощностью свыше 100 тыс. т вырабатывали лишь 16,4% хлора, получаемого методом электролиза с ртутным катодом. [c.14] Аналогичные расчеты, выполненные для цеха электролиза годовой мощностью 144 тыс. т каустической соды, оборудованного электролизерами с диафрагмой, показывают, что применение электролизеров БГК-17 на нагрузку 50 ка при плотности тока 1000 а/м приводит к сокращению капиталовложений по цеху на 16% (стоимость электролизеров уменьшается на 18%) и снижению себестоимости продукции на 3% по сравнению с аналогичным цехом, оборудованным электролизерами такого же типа, но на нагрузку 25 ка при плотности тока 925 а/м . [c.15] В тех производствах, где нашли применение электролизеры с биполярным включением электродов, повышение мощност.ч аппаратов происходило как за счет увеличения их нагрузки, так и внедрения многоячейковых биполярных электролизеров. В производстве хлора электролизеры с биполярным включением электродов пока не имеют широкого распространения. Преимущественное применение при электролизе с диафрагмой и с ртутным катодом получили электролизеры с монополярным включением электродов, поэтому в хлорной промышленности мощность электрохимических аппаратов повышалась путем увеличения нагрузки на электролизеры. [c.15] В табл. 5 приведены данные об изменении структуры элек-тролизерного парка в мировой хлорной промышленности по величине нагрузки. Нагрузка электролизеров с диафрагмой возросла с 0,5—2,5 ка на первом этапе развития электрохимического производства хлора и каустической соды до 32—36 ка в настоящее время. [c.15] В 1941 Г. В электролизерах мощностью 5—10 ка в этой стране было получено 17,8% хлора (остальное — в электролизерах меньшей мощности). В 1962 г. основными поставщиками хлора в США стали заводы, оборудованные электролизерами на нагрузку 10—25 ка. Мощные электролизеры преобладают на хлорных предприятиях Великобритании, Франции, Ядонии, ГДР, работающих по диафрагменному методу. [c.16] Еще более значительный рост амперной нагрузки на электролизеры наблюдается на заводах, работающих по методу электролиза с ртутным катодом. В 1914 г. заводы, вырабатывавшие хлор этим методом, в США, Канаде и Японии были оборудованы электролизералш на нагрузку до 5 ка. В 1962 г. наибольшее количество хлора в Европе и Америке производилось в ртутных электролизерах на нагрузку 25—50 ка, хотя в мировой хлорной про.мышленности широко использовались также электролизеры на 10—25 ка. В последнее время появились мощные ртутные электролизеры на нагрузку 120 ка (в США) и 180—200 ка (во Франции), имеются сообщения о разработке конструкций электролизеров с ртутным катодом на нагрузку 300 и 400 ка. Следует отметить, что США, в течение долгого времени отстававшие от европейских стран по объему и технике производства. хлора ртутным методом электролиза, в настоящее время по этим показателям находятся примерно на одно.м уровне с европейскими странами. [c.16] Повышение мощности хлорных установок достигалось не только абсолютным увеличением амперной нагрузки на элек-тролн. еры, но н применением более высоких плотностей тока. [c.16] Увеличение напряжения на электролизерах при переходе их на работу с повышенной плотностью тока связано главным образом с увеличением потерь напряжения на преодоление омического сопротивления электролита в межэлектродном пространстве и сопротивления проводников первого рода. Существенное значение, особенно для электролизеров с горизонтальным расположением электродов, имеет наличие газовых пузырьков в межэлектродно.м пространстве и обусловленный этим рост сопротивления газонаполненного электролита. При этом несколько возрастают также значения электродных потенциалов. [c.17] При правильном решении конструкций рост напряжения на электролизерах и соответственное увеличение удельного расхода электроэнергии (на единицу продукции) с переходом на повышенные плотности тока могут быть сравнительно небольшими. Электролизеры должны быть приспособлены к условиям процесса электролиза при заданной плотности тока. Увеличение расхода электроэнергии при этом может быть компенсировано экономией капиталовложений и эксплуатационных затрат, и повышение плотности тока в таких случаях может быть эконо- мически целесообразно. [c.17] Стремление к интенсификации процесса, характерное для развития конструкций электролизеров с диафрагмой, особенно ярко проявляется в конструкциях электролизеров с ртутным катодом. [c.17] Наиболее выгодная плотность тока определяется совокупностью технико-экономических показателей производства. Опыт развития хлорной промышленности подтверждает экономичность этого пути интенсификации процесса электролиза. [c.17] Вернуться к основной статье