Графитовые аноды износ

Влияние пропитки на износ графитового анода хорошо иллюстрируют данные, приведенные ниже [c.138]

Условия электролиза. В промышленности применяются исключительно графитовые электроды, достаточно устойчивые в концентрированных растворах горячей соляной кислоты. За счет протекания побочной электрохимической реакции выделения кислорода наблюдается незначительный износ графитовых анодов (0,1 кг/т хлора). Доля тока на выделение кислорода и износ графитовых анодов резко -возрастают при концентрации соляной кислоты ниже 10%. [c.177]

В пределах температур, при которых проводится хлорный электролиз (70—90°С), углерод по отношению к хлору оказывается вполне стойким. Разрушение угольных и графитовых анодов происходит вследствие окисления выделяющимся совместно с хлором кислородом. При этом графитовый анод частично сгорает (химическое разрушение), а частично осыпается в виде мелких частичек, потерявших связь с телом анода из-за неравномерного его сгорания (механическое разрушение). Общий износ анодов слагается из химического и механического разрушений. Новые аноды изнашиваются преимущественно за счет окисления углерода выделяющимся на аноде кислородом, а по мере разрыхления анода с течением времени начинает все большую роль играть механическое разрушение [38]. Содержание СО2 в отходящем газе прй применении графитированных анодов достигает 1,0—1,5% (при содержании 95—97% I2). Рассмотрение поляризационных кривых для выделения СЬ и О2 на графите показывает, что при малых плотностях тока создаются благоприятные условия для выделения О2 (рис. 163). [c.387]

Хлор-газ, получающийся в хлорном ртутном электролизере с графитовыми анодами, содержит 96 % (мае.) bi, 0,30 % (мае.) СОг и другие примесные газы, не являющиеся продуктами анодного процесса (кроме выделяющегося в небольших количествах кислорода). Анодный выход по току хлора составляет 97 %. Диоксид углерода является продуктом (первичным и вторичным) электрохимического окисления графитовых анодов. Электрохимический износ графитовых анодов составляет 40 % их общего износа (остальное — механическое выкрашивание). Плотность вещества анодов 1,8 г/см . Анодная плотность тока 6,0 кА/м . [c.132]

В процессе эксплуат ации графитовые аноды подвергаются износу. Существуют химический и механический износ. Химический износ может быть вызван взаимодействием углерода с выделяющимся при электролизе кислородом [c.11]

Условия электролиза. Промышленное производство хлоратов организовано с применением графитовых, а также некоторых металлоксидных анодов. Наиболее существенным недостатком графитовых анодов является их значительный износ, который зависит от плотности тока, pH раствора и температуры. Показано, что износ графитовых анодов резко возрастает в интервале анодных плотностей тока 0,8—1,0 кA/м , что соответствует превышению некоего критического потенциала, равного 1,6 В. Любое изменение условий электролиза, связанное с изменением потенциала графитового анода в сторону более положительных значений чем 1,6 В, вызывает резкое усиление износа. [c.181]

Для уменьшения пористости и снижения главным образом механического износа, графитовый анод пропитывают растворами льняного масла или талловой олифой в тетрахлориде углерода. За счет частичного перекрытия узких каналов и пор объемная пористость графитового анода уменьшается более, чем на 30%. [c.12]

Следует отметить, что при электролизе с графитовыми анодами вследствие их износа в процессе электролиза увеличивается межэлектродное расстояние, что приводит к повышению падения напряжения в электролите. Проблема увеличения расстояния между электродами в процессе электролиза не существует в случае применения малоизнашивающихся анодов (например, ОРТА). [c.31]

Падение напряжения в теле анода возрастает по мере уменьшения сечения анода вследствие его разрушения в процессе работы, а также из-за повьппения удельного сопротивления графита, сопровождающего износ графитовых анодов. Для электролизера БГК-17 с нижним подводом тока к анодам, работающего при низкой плотности тока (около 520 А/м ), за период работы анодов падение напряжения в теле анода возрастает с 0,18—0,20 В в начальный период работы до 1,2—1,4 В к концу тура работы анодов. С увеличением высоты анодов потери напряжения на преодоление омического сопротивления соответственно возрастают. Потери напряжения в графитовом аноде могут быть снижены уменьшением длины пути тока по телу электрода [c.55]

Условия электролиза. В производстве хлора используются аноды из графита или ОРТА. До 70-ых годов графит служил основным материалом для изготовления анодов. Недостатком графитовых аподов является их значительный износ, составляющий 3,5—6,0 кг/т СЬ при правильной эксплуатации электролизера. Износ графитовых анодов приводит к возрастанию напряжения на электролизере из-за увеличения межэлектродного расстояния, а, следовательно, и расхода электроэнергии, атакже к изменению температурного режима процесса вследствие увеличения количества джоулева тепла. Образование графитового шлама в результате механического износа графитового анода способствует преждевременному выходу из строя фильтрующей диафрагмы. Диоксид углерода, образующийся вследствие химического износа, загрязняет хлор. Графитовые аноды не позволяют проводить электролиз с высокими плотностями тока вследствие возрастания износа. Срок службы графитовых анодов не превышает 12—14 мес. [c.151]

При прочих равных условиях падение напряжения на преодоление сопротивления электролита пропорционально расстоянию между электродами. В ходе электролиза по мере разрушения графитовых анодов изменяются условия проведения процесса. Напряжение на электролизере возрастает как за счет увеличения омического сопротивления анодов по мере их износа и диафрагмы при ее старении и забивке пор, так и вследствие повышения потерь напряжения на преодоление омического сопротивления электролита при увеличении расстояния между электродами. По мере роста напряжения изменяется также тепловой баланс электролизера. [c.72]

Износ графитового анода резко возрастает при повышении температуры от 40 до 50 °С. При пропитке льняным маслом износ графитовых анодов уменьшается в 3 раза по сравнению с износом непропитанных анодов. В оптимальных условиях износ графитовых анодов составляет 6—8 кг/т хлората. [c.181]

Примеси сульфатов снижают стойкость графитовых анодов [94]. При нонцентрации S0 " более 5 г/л износ увеличивается примерно на 2,5 кг графита на 1 т щелочи на каждые 10 г/л Na SOi 87, 95]. Для объяснения механизма влияния сульфатов на износ анода высказано предположение [92], что за счет абсорбции ионов S0 [c.62]

Рис. 2-13. Зависимость износа графитовых анодов от степени превращения хлорида в гидроокись при 80 °С (а), от концентрации хлорида натрия в анолите при 80 С (6), от температуры (в) и от плотности тока при 80 С (г)

Для снижения износа графитовых анодов стремятся избегать попадания ионов ОН" из катодного пространства в анодное, не допускать повышения pH анолита и концентрации ионов S0 " в электролите, а также работать при возможно высокой концентрации хлористого натрия в анолите. В электролизерах с ртутным катодом стремятся также работать на рассоле, не содержащем амальгамных ядов. [c.63]

Увеличение стойкости графитовых анодов достигается за счет пропитки их различными материалами, например льняным или тунговым маслом. В последние годы для пропитки используют 15— 25%-ный раствор масла в легколетучем растворителе, например четыреххлористом углероде. При такой пропитке износ графита сокращается примерно в 1,4 раза [100, 101]. Предложены также и другие пропитывающие материалы. [c.63]

Фирма Ниппон Карбон сообщила о новом способе пропитки графитовых анодов определенными полимерами винила [102], что позволяет сократить износ графита в 2 раза по сравнению с непро-питанным при плотностях тока 8,6—10 кА/м . Однако, по многим наблюдениям, с повышением плотности тока эффект пропитки графита снижается, что объясняют вытеснением процесса электролиза из мелких пор на поверхность графитового анода [103]. [c.63]

Пропитка анодов приводит к уменьшению активной поверхности графитового анода [104] и некоторому увеличению потенциала выделения хлора. Поэтому при высоких плотностях тока на пропитанных электродах легче достигается критическое значение потенциала, при котором наступает сильное увеличение износа графитового анода. Поэтому пропитка анодов применяется только для диафрагменного метода электролиза, но не для ртутного [105, 106]. [c.64]

Регулирование межэлектродного расстояния указанными выше способами возможно в электролизерах с односторонней работой анодов. В большинстве конструкций электролизеров с диафрагмой и вертикальным расположением анодов используется двусторонняя работа анодов. Для этих конструкций электролизеров нет достоверных данных о практически применяемых способах восстановления межэлектродного расстояния по мере износа графитового анода Имелись лишь указания о регулировании межэлектродного расстояния на дисковых электролизерах с ртутным катодом. [c.72]

Потери напряжения на преодоление омического сопротивления анода и катода и Е рассчитываются по закону Ома, как для проводников первого рода. Необходимо учитывать, что при применении графитовых анодов по мере их износа сопротивление анодов возрастает как за счет уменьшения их сечения, так и в результате увеличения удельного сопротивления графита, обусловленного ухудшением электрического контакта между отдельными зернами графита в оставшейся неразрушенной части графитового анода. [c.97]

Повышение температуры в электролизере приводит к снижению напряжения и увеличению выхода по току. Поэтому, несмотря на возрастание скорости коррозионных процессов и, в частности, усиление износа графитовых анодов, стараются работать при повышенной температуре. Однако увеличение температуры в электролизере ограничено определенным пределом. При приближении рабочей температуры к температуре кипения электролита резко повышается парциальное давление паров воды, возрастает объем влажных газов, выделяющихся на электродах, что приводит к росту газонаполнения и соответственно увеличению напряжения на ячейке. При чрезмерном повьппении температуры электролит вскипает , увеличивается унос электролита с газами. Такое явление наблюдается при температуре выше 100 105 " С. [c.113]

В результате износа графитовых анодов во время работы электролизера изменяется напряжение на нем и повышается его рабочая температура. [c.114]

Графитовые аноды служат 10—16 мес. После износа анодов электролизер поступает на перемонтаж для замены электродов и диафрагмы. [c.133]

Напряжение на электролизере с МИА мало изменяется в течение его работы. Потери напряжения на преодоление омического сопротивления анода, плотность тока на аноде, анодный потенциал, межэлектродное расстояние и потери напряжения в электролите в течение работы электролизера с МИА остаются постоянными, в отличие от электролизеров с графитовыми анодами, у которых по мере износа графита все эти составляющие энергетического баланса возрастают, обусловливая непрерывный рост напряжения на ячейке. [c.153]

Увеличение плотности тока в электролизерах с ртутным катодом во многом связано с разработкой способов регулирования межэлектродного расстояния в процессе электролиза. По мере износа графита в процессе работы и увеличения расстояния между работающей поверхностью графитового анода и ртутным катодом необходимо обеспечить опускание графитовых анодов. [c.164]

Для опускания графитовых анодов по мере их износа предложено много различных способов, которые можно разделить на самопроизвольные и принудительные. [c.164]

При этом распределение нагрузки между сериями электролизеров будет определяться сопротивлением серий, т. е. будет зависеть от числа электролизеров, последовательно включенных в серии, и их состояния. При такой системе питания за время работы серии электролизеров нагрузка на нее постоянно меняется вследствие изменения сопротивления электролизеров в серии, обусловленного износом графитовых анодов и старением диафрагмы. Это затрудняет и практически делает невозможной полную автоматизацию регулирования режима работы электроли зера, в частности питания электролизеров рассолом, в количестве, обеспечивающем оптимальную степень превращения хлорида в гидроокись. [c.244]

При описываемом способе питания серий постоянным током в цехах электролиза по методу с диафрагмой на режим работы электролизеров благоприятно влияют одновременное снижение протекаемости диафрагмы, вследствие ее старения и забивки пор, и нагрузки на серии во время работы за счет износа графитовых анодов и увеличения электролитического сопротивления диафрагмы. Выключение серии электролизеров для ремонта обычно производится после того, как нагрузка на серии падает ниже определенной величины. [c.244]

После износа графитовых анодов электролизер выключается, разбирается и его основные узлы передаются на ремонт. На месте удаленного монтируется новый электролизер из заранее приготовленных узлов. Полная замена всех узлов электролизера требует около двух часов [106]. [c.246]

В качестве материала для анодов при электролизе НС1 используется графит. Однако графитовые аноды разрушаются во время работы из-за окисления их при разрядке на аноде ионов ОН или других кислородсодержащих анионов. При снижении концентрации НС1 в электролите наблюдается размягчение и набухание графита. После нескольких месяцев работы в электролите, содержащем около 10% НС1, графитовые аноды полностью теряют механическую прочность [20]. При проведении электролиза достаточно концентрированной соляной кислоты в отсутствие окислителей износ графита [c.286]

Применение монолитных анодов позволяет при том же напряжении на ячейке увеличить примерно вдвое плотность тока. При одном и том же удельном расходе электроэнергии капиталовложения при применении монолитных анодов сокращаются почти вдвое по сравнению с насыпными анодами. В процессе эксплуатации монолитных анодов происходит увеличение межэлектродного расстояния из-за износа анодов. Однако, вследствие малого удельного износа графитовых анодов, увеличение напряжения на ячейке в связи с ростом межэлектродного расстояния невелико. Дополнительный расход на периодическую смену анодных плит с избытком компенсируется перечисленными выше преимуществами монолитных анодов. [c.289]

Однако при применении графитовых анодов необходимо учитывать, что добавление к электролиту хроматов приводит к усиленному разрушению анодов. В присутствии хроматов увеличивается как внутренний, так и наружный износ графитового анода [50—52]. Увеличение износа графитового анода может быть обусловлено легкостью выделения кислорода на поверхности графита в присутствии адсорбированного хромата, а также прямым окислением графита хроматом. [c.377]

В электролизерах с твердым катодом, работающих при сравнительно невысоких плотностях тока (0,10—0,15 А/см ), коэффициент увеличения сопротивления электролита за счет газонаполнения обычно не превьшхает 1,2—1,3. При начальном межэлектродном расстоянии 1,1 —1,3 см средние потери напряжения на преодоление омического сопротивления электролита и диафрагмы составляют при плотности тока около 1 кА/м около 0,5 В. По мере износа графитовых анодов межэлектродное расстояние возрастает, а следовательно, увеличиваются и потери напряжения в электролите. [c.96]

На рис. 7-5 приведена зависимость износа графитовых анодов и некоторых других показателей работы электролизера от концентрации хромата в электролите. Данные получены при сравнительно кратковременных испытаниях, поэтому абсолютные значения износа графитовых анодов ниже стабильных, полученных при длительном проведении процесса. Особенно сильно проявляется влияние хромата на износ пропитанных графитовых анодов. [c.377]

Электролизеры объединяют в серии, которые обычно питаются постоянным током от самостоятельной грунпы преобразователей тока, причем на серии электролизеров поддерживается постоянная во времени нагрузка. Напряжение на каждом из электролизеров серии возраст 1ет по мере износа графитовых анодов, однако при правильной организации ремонта электролизеров средний возраст электролизеров и общее напряжение в серии сохраняются в течение работы примерно на одном уровне. - [c.138]

При электролитическом производстве хлора и каустической соды важным этапом является процесс очистки рассола [64]. Одним из факторов, ухудшающих анодный процесс, а следовательно, и экономичность технологии, является наличие примесей сульфат-ионов, которые снижают выход по хлору при электролизе, а также ведут к значительному износу анодов. Выход по току снижается вследствие выделения кислорода из-за разряда кислородсодержащих анионов. В работе [21] показано влияние сульфатов на износ графитовых анодов. Износ новых анодов составляет в среднем 1,1 г на 1000 А-ч на каждые 10 г Ыа2504, содержащихся в 1 л рассола. На изиошеннке аноды присутствие На2504 сказывается еще сильнее. Необходимо также отметить, что присутствие сульфата натрия при выпаривании электролитических щелоков ведет к значительным энергетическим затратам вследствие того, что сульфат натрия отлагается на теплообменных поверхностях выпарных аппаратов, так как при температурах выше температуры дегидратации он обладает обратной растворимостью. [c.39]

При использовании пропитанных графитовых анодов, например в производстве хлора, скорость химического износа уменьшается в 1,2—1,4 раза но сравнению с применением непропи-танных анодов, а скорость механического износа — в 1,8—2,4 раза. Соответственно отношение химического износа к механическому возрастает с 1,2 до 1,8—2,0. [c.12]

Величина pH прианодного слоя рассола определяет соот-нощение между выходами по току з лора и кислорода. О зависимости выхода кислорода по току на некоторых анодах 1М0Ж-но судить из данных, приведенных на рис. 2.25. Из рисунка видно, что для ОРТА, представляющего практический интерес в качестве анода в производстве хлорз, резкое повышение выхода кислорода отмечается при рН>3,5. При понижении pH уменьшается износ графитовых анодов и падает растворимость хлора в анолите. Однако следует иметь з виду, что в слишком кислых рассолах увеличивается износ асбестовой диафрагмы. [c.154]

Графитовые аноды, применяемые при электролизе с ртутным катодом, не пропитываются с целью уменьшения пористости. Износ анодов составляет 4 кг/т СЬ. В результате износа расстояние между электродами увеличивается, что приводит к возрастанию напряжения на электролизере. Для предотвращения этого нежелательного явления имеется устройство для опускания графитовых анодов по мере их срабатывания. Схема такого устройства приведена на рис. 2.34. Опускание графитового анода 6 происходит при повороте гайки 3, которая перемещается по резьбе, нанесенной на металлический стержень 2. В некоторых случаях графитовая плита крепится на двух то-коподводах. [c.162]

Весьма перспективными в производстве хлората являются аноды из электроосажденного на титановую основу диоксида свинца. Износ таких анодов в несколько раз меньше, чем износ графитовых анодов, и составляет 0,8—1,0 кг/т хлората. [c.181]

Концентрация хлорида натрия в конце электролиза зависит от материала анода. При использовании графитовых анодов концентрация хлорида в растворе, вытекающем из электролизера, должна -быть не ниже 100—120 г/л во избежание увеличения доли тока на выделение кислорода и износа анода. При электролизе с малоизнашивающимися анодами допускается обеднение раствора по содержаниьэ хлорида до 50 г/л. Концентрация хлората составляет 350—375 г/л. [c.182]

Если обеспечить равномерное по всему сечению элек,тролизера движение злектролита от анода к катоду со скоростью, равной или большей скорости зл ктролитического переноса ионов ОН", то будут устранены попадание ионов 0Н" в анодное пространство (за счет их участия в переносе тока) и связанные с этим снижение выхода по току и ускоренный износ графитовых анодов. [c.42]

Графитовые аноды имеют серьезные недостатки, осложняющие проведение процесса электролиза. Графитовый янпдт.т подвергаются в процессе электролиза разрушению. В электролизерах с твердым катодом и диафрагмой расход анодов на 1 т хлора при правильном ведении процесса составляет 3,5—6,0 кг [78] и в методе с ртутным катодом соответственно 2—3 кг [23]. Вследствие износа анодов электролизеры с твердыми катодами и диафрагмой работают с изменяющимся в течение тура работы напряжением и в переменном температурном режиме. В электролизерах с ртутным катодом тре-буется частое регулирование межэлектродного расстояния по мере износа анодов. [c.58]

Графитовые аноды размером 340x175x90 мм расположены в электролизере в четыре ряда. Подвод тока к плитам осуществляется через графитовые стержни и металлические шпильки, ввинчиваемые по оси стержней. Уплотнение токоподводящих графитовых стержней в крышке осуществляется с помощью сальников. Аноды снабжены индивидуальными приспособлениями для регулирования межэлектродного расстояния по мере износа анодов в процессе работы. Схематически устройство электролизера Р-101 показано на рис. 3-20. [c.171]

Верхний входной карман электролизера отделен от электролизера жидкостным затвором подача-рассола в электролизер производится через вупяной карман для ртути. Благодаря этому входной карман хорошо промывается рассолом и всегда чист. Во входном кармане предусмотрено устройство для отделения ртути от воды, захватываемой ртутью из насоса. Этим предотвращается попадание щелочной воды вместе с рассолом в электролизер, что могло бы привести к снижению выхода по току и усиленному износу графитовых анодов. [c.171]

В технической соли, применяемой для электролиза, допускается содержание до 1,24% Na2S04. При использовании такой соли содержание сульфата натрия в производственном цикле должно достигать 10,22% при потере рассола 10% и 5,73% — при потере 20% рассола (или соответственно 30 и 17 г/л). Такое содержание сульфатов резко ухудшает показатели работы эле1 тролизеров, так как приводит к снижению концентрации поваренной соли в рассоле и увеличению износа графитовых анодов. [c.262]

Со снижением концентрации Na l менее пороговой при электролизе с графитовыми анодами сильно возрастают потери тока на окисление графита и соответственно увеличивается износ анодов. [c.376]

Сообп ается [46], что при концентрации хлорида 120 г/л графитовые аноды изнашиваются вдвое быстрее, чем при концентрации 200 г/л. Износ сильно возрастает при снижении концентрации Na l менее 100 г/л. Износ графита увеличивается с ростом плотности тока. [c.376]

Выход хлората по току и содержание кислорода в газах мало меняются при изменении концентрации Na2 Ю4 в пределах от 5 до 30 г/л. Поэтому, несмотря на увеличение выхода по току за счет Снижения процессов катодного восстановления, с ростом концентрации добавляемого к электролиту хромата ухудшаются общие показатели процесса электролиза в связи с увеличением износа графитовых анодов. Работы по изучению влияния добавок хроматов на процесс продолжаются и сейчас [52, 53]. [c.377]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология