ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Мембранный электролиз из "Охрана труда в электролитическом производстве каустической соды и хлора Издание 2" Схема электролизера с твердым катодом и фильтрующей диафрагмой показана на рис. 11.1. В стальном корпусе электролизера прямоугольной формы размещены графитовые или металлические аноды и стальные катодные блоки, вьшолненные из перфорированного стального листа или стальной сетки и имеющие обычно гребенчатую форму. К катоду плотно прилегает фильтрующая диафрагма, препятствующая смепшнию продуктов электролиза, но пропускающая электрический ток. Аноды и стальной катод присоединены к источнику постоянного тока. Сверху электролизер герметично закрыт крышкой. [c.47] Если в электролизере используют графитовые аноды, то вьщелившийся кислород вступает во взаимодействие с графитом. Это приводит в основном к образованию диоксида углерода и небольших количеств оксида углерода. [c.48] Металлические аноды на основе титана (аноды ОРТА) не взаимодействуют с кислородом, и выделившийся на анодах кислород удаляется из электролизера вместе с хлором. Хлор может содержать до 3% (об.) кислорода. [c.48] Вследствие электрохимического процесса на аноде и переноса ионов натрия к катоду концентрация рассола в анодном пространстве снижается и хлор частично растворяется в рассоле. Этот рассол, называемый ано-литом, непрерывно перетекает через поры диафрагмы в катодное пространство. [c.48] На катоде разряжаются ионы водорода, выделяется молекулярный водород и протекают параллельно побочные реакции с образованием хлорида, гипохлорита и хлората натрия, загрязняющих электролитическую щелочь и снижающих выход по току едкого натра и хлора. [c.48] Одновременно с разрядом ионов водорода на катоде образуются и накапливаются свободные гидроксильные ионы, которые соединяются с ионами Na и образуют едкий натр. Смесь растворов едкого натра и не-разложившегося хлорида называют католитом или электролитической диафрагменной щелочью. Электролитическая щеличь содержит 110-140 г/л NaOH и 170-200 г/л Na l. [c.48] Электролитическую щелочь подвергают выпариванию для повышения концентрации NaOH и выделения твердого хлорида натрия, называемого обратной солью. Обратную соль вторично используют при диафраг-.менном электролизе в виде обратного рассола, содержащего 310—315 г/л Na I и 2-2,5 г/л NaOH. [c.48] На некоторых предприятиях обратную соль применяют для донасы-щения анолита в цехе электролиза с ртутным катодом. Ее можно использовать для донасыщения анолита при мембранном методе электролиза. [c.48] Принципиальная схема производства каустической соды, хлора и водорода методом электролиза с твердым катодом и диафрагмой представлена на рис. II.2 [28]. В качестве сырья для получения каустической соды и Г Шора используют рассолы, полученные подземным выщелачиванием поваренной соли. На некоторых предприятиях пока еще продолжают применять твердую привозную соль. [c.48] Конструкции промышленных электролизеров с твердым катодом и фильтрующей диафрагмой по способу включения электродов подразделяют иа электролизеры с монополярным и электролизеры с биполярным включением. Преимушественное развитие получили электролизеры с монополярным включением электродов. Разработаны и применяются также электролизеры с биполярным включением электродов фильтр-прессного типа [84]. [c.49] Электролизер БГК-50/25 (рис. П.З), рассчитанный на номинальную силу тока 50 кА, по своим габаритам одинаков с электролизером типа БГК-17/25 с графитовыми анодами на нагрузку 25 кА. Электролизеры БГК-50/25 устанавливают в новых цехах средней мощности, а также в действующих хлорных производствах взамен электролизеров БГК-17/25. Конструкцией электролизера исключено применение спещ1альных композиций (битума, цемента и др.) для защиты контактных соединений анодов с днищем, что улучшает условия труда обслуживающего персонала при монтаже и ремонте оборудования. [c.50] Электролизеры БГК-100 (рис. II.4) предназначены для оснащения крупных заводов мощностью 200-300 тыс. т хлора в год и рассчитаны на номинальную силу тока 100 кА. [c.50] Электролизеры БГК-100 аналогичны по устройству электролизерам БГК-50/25 и конструктивно различаются по количеству и размерам электродов, способу подвода тока к анодам и габаритными размерами. [c.50] Биполярный электролизер отечественной конструкции для лолуче-ния каустической соды, хлора и водорода, состоящий из ряда изолированных электролизных ячеек, показан на рис. II.5 [87]. Электролизер рассчитан на линейную силу тока 50 и 75 кА и может состоять из различного числа (от 8 до 12) электролизных ячеек в зависимости от мощности производства и напряжения источника постоянного тока. [c.50] Безопасность процессов на стадии приготовления и очистки рассола хлорида натрия, направляемого на электролиз, наиболее полно обеспечивается при использовании рассола, полученного подземным выщелачиванием поваренной соли и при подземной очистке рассола от вредных для производства примесей (солей кальция и магния, механических взвесей, нерастворимых в воде). При подземной очистке рассола в камерах выщелачивания соли отпадает необходимость во всех наземных постройках для хранения привозной твердой соли, ее растворения, очистки рассола, а также в установках, которые требуются для складирования шламов, образующихся при очистке рассола. Эти стадии технологического процесса сопряжены с занятостью большого числа людей на производстве, необходимостью выполнения небезопасных операций периодического подрыва слежавшейся соли в хранилищах с использованием взрывчатых веществ. Помимо того на огромных площадях, занимаемых под хранилища соли на открытом воздухе, она теряется с атмосферными осадками, что приводит к загрязнению почвы и водоемов. [c.52] Проведены опытные работы в скважине Светлоярского месторождения на глубине 1600 м, результаты которых показали возможность получения очищенного рассола, удовлетворяющего требованиям диафрагменного электролиза, при удельном расходе реактивов, не превышающем расхода их при наземном производстве очищенного рассола [91]. [c.52] Обеспечению безопасности процесса электролиза с диафрагмой способствует укрупнение мощности основных производственных агрегатов электролизеров, хлорных и водородных компрессоров, вьшарных аппаратов и др. С укрупнением мощности и сокращением требуемого числа агрегатов снижается потребность в капиталовложениях и количестве обслуживающего и ремонтного персонала. [c.53] Для безопасного ведения процесса электролиза и поддержания нормального санитарного состояния на производстве необходима герметизация всей аппаратуры и трубопроводов. Требуется очень внимательное наблюдение обслуживающего персонала за состоянием уплотнения электролизеров и хлоропроводов и систематическое возобновление этих уплотнений. Промышленные электролизеры отечественной конструкхщи как с графитовыми анодами, так и с анодами ОРТА позволяют легко и быстро восстановить герметичность стыка между анодным и катодным пространствами и, следовательно, устранить утечки электролита и хлора в процессе эксплуатации электролизеров. [c.53] В электролизерах с твердым катодом и диафрагмой может происходить смешение газов, выделяющихся на электродах. Хлор может проткнуть из анодного пространства в катодное, а водород из катодного в анодное. [c.53] Вернуться к основной статье