ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролизеры с биполярным включением электродов из "Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов" Биполярное включение электродов открывает большие возможности при конструировании мощных электролизеров. Было предпринято много попыток создать конструкцию такого электролизера, однако трудности обеспечения надежной защиты от коррозии устройств для электрического соединения между графитовой анодной стороной биполярного электрода и катодной его стороной задерживали создание пригодных для промышленного использования конструкций. [c.148] Несмотря, на многочисленные попытки создать конструкции биполярных электролизеров для получения хлора и каустической соды по методу электролиза с твердым катодом и диафрагмой [47—48] до промышленного использования доведены лишь немногие. [c.148] Необходимо учитывать, что по условиям работы с проточной диафрагмой катодное пространство электролитической ячейки необходимо располагать с обратной стороны катода. Это усложняет конструкцию по сравнению с электролизерами для разложения соляной кислоты или воды, где катодное пространство заключено между диафрагмой и катодом. [c.148] Электролизер типа Дау является единственной конструкцией биполярного аппарата, о промышленном использовании которой имеются данные. Этот электролизер состоит из большого количества ячеек, стянутых болтами аналогично секциям фильтр-пресса. Все электроды, кроме двух крайних, работают биполярно. Ток подводится к первому электроду и отводится от последнего. Аноды из графитовых плит, графитовые стержни, подводящие к аноду ток, и катодная сетка вместе с устройством для электрического контакта катодной сетки с графитовыми стержнями, составляют сложный биполярно работающий электрод. В современных конструкциях электролизера Дау катод и анод со стороны, обращенной друг к другу, имеют перемежающиеся выступы прямоугольной формы и одинаковой высоты, расположенные таким образом, что выступы одного электрода входят во впадины другого. Это позволяет увеличить работающую электродную поверхность и нагрузку на электролизер. [c.148] Коллекторы для хлора и водорода проходят вдоль электролизера, их составляют из элементов бетонных рам при сборке электролизера. Стыки между отдельными ячейками заливаются уплотняющим составом. [c.149] С современными конструкциями электролизеров с осажденной диафрагмой типа БГК или Хукер. [c.149] В электролизере фильтр-прессного типа Хантер-Отис-Блю [181 к опорной электродной плите с анодной стороны прикрепляются графитовые аноды, с катодной — с помощью медных контактов — катоды, изготовленные из стальной сетки в виде катодных пальцев. При сборке отдельных рам в фильтр-пресс катодные пальцы помещаются в зазорах между анодами. Подача рассола и отвод продуктов электролиза производят через коллекторы, снабженные отводами к каждой ячейке. Фильтр-прессный электролизер может иметь до 50 ячеек, а серия из четырех электролизеров — 200 ячеек. Сообщений о промышленном использовании такой конструкции в литературе нет. [c.149] В последнее время проводились работы по усовершенствованию конструкции биполярных электролизеров с целью увеличения их мощности и улучшения конструкции [49]. Имеются сообщения [50] о конструкции электролизера, в котором биполярные электродные элементы, составляющие ряд последовательно включенных ячеек, размещаются в общем бетонном корпусе электролизера. [c.149] Варианты устройства биполярного электродного элемента показаны на рис. 3-17. [c.149] На новерхность катодных пальцев и катодной сетки насасывается диафрагма из взвеси асбестового волокна в соляно-щелочном растворе. Анодная сторона разделительной плиты, анодные контакты и новерхность рамы защищены хлоростойкой массой и слоем защитного покрытия, например гуммировкой. [c.150] Внутренние полости катодных пальцев биполярного электродного элемента соединены с пространством между разделительной плитой и катодной сеткой и составляют катодное пространство ячейки. [c.150] Водород и электролитическая щелочь выводятся через отверстия в раме биполярного электрода. [c.150] Концевые монополярные электроды имеют аналогичное устройство. Концевой монополярный анод выполняется так же, как и анодная сторона биполярного электродного элемента концевой моно-нолярный катод аналогичен катодной стороне биполярного электрода. [c.150] Та же фирма разработала более мощную конструкцию электролизера с биполярным включением электродов. В 1973 г. предполагается пуск промышленной установки, оборудованной электролизерами ВМ-50 из пяти последовательно включенных ячеек на суммарную нагрузку 250—300 кА [51а]. [c.151] В связи с увеличением мощности отдельных хлорных цехов до 250—500 тыс. т хлора в год мощности диафрагменных электролизеров описанных ранее конструкций недостаточны для оснащения крзшных цехов, поэтому стала неотложной задача создания новых электролизеров с большой нагрузкой (100—200 кА и более) в одном агрегате. [c.151] Разработка конструкций таких электролизеров на базе старых принципов конструирования связана с большими трудностями, так как при этом электролизеры становятся громоздкими, осложняется транспортирование и ремонт деталей. С увеличением габаритов и массы отдельных деталей электролизеров необходимо применять краны большой грузоподъемности, увеличивать монтажные проемы и площади для ремонта электролизеров. Преимущества, получаемые от укрупнения электролизеров, могут быть в значительной мере обесценены этими недостатками крупных агрегатов. [c.151] Наиболее целесообразно для создания мощных электролизеров применить принцип секционного устройства их путем набора повторяющихся элементов — ячеек или секций. При параллельном соединении таких секций по току может быть получен мощный электролизер с монополярным включением электродов, при последовательном включении — электролизер с биполярным включением электродов. Биполярное решение мощного электролизера имеет свои преимущества по сравнению с монополярным вариантом, так как при этом нет необходимости в чрезмерном повышении силы тока, облегчается ошиновка, включение и выключение электролизера. [c.151] В конструкции электролизера применен боковой нодвод тока к анодам, что позволяет увеличить рабочую высоту электродных элементов без повышения напряжения за счет роста потери напряжения на преодоление омического сопротивления графитовых анодов. При соблюдении оптимальных соотношений геометрических размеров катодных элементов можно получать выход но току 96% и выше нри большой высоте рабочей части электродов. При одинаковой нлотности тока напряжение на электролизере несколько ниже, чем на обычных электролизерах с осажденной диафрагмой тина БГК, вследствие исключения потерь напряжения в ошиновке между электролизерами и уменьшения потерь напряжения на преодоление омического сопротивления графитовых анодов. [c.152] Основным недостатком всех предложенных конструкций биполярных электролизеров является малый срок работы графитовых электродов и значительные трудовые затраты на сравнительно частые переборки электролизеров для замены электродов и диафрагм. [c.152] Для рационального и экономичного использования малоизнашивающихся анодов (МИА) требуются принциниально новые конструкции электролизеров с диафрагмой. Однако нрименение МИА даже в известных в настоящее время конструкциях электролизеров тина БГК, Хукер или Даймонд, приспособленных для работы с графитовыми анодами, позволяет получать большие технические и экономические преимущества. [c.153] Вернуться к основной статье