ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Автоматизация процесса получения хлора и каустической соды методом диафрагменного электролиза из "Автоматизация хлорных производств" Локальная система автоматического регулирования процесса получения хлора и каустическо соды методом диафрагменного электролиза должна обеспечить оптимальные условия работы основного аппарата — электролизера, т. е. такие условия, при которых достигаются максимальный выход по току, минимальный удельный расход электроэнергии, сырья и графита, а также максимальный межремонтный пробег электролизеров (тур работы). [c.143] Схема автоматизации цеха диафрагменного электролиза показана на рис. 74 (см. вклейку). Рассол должен подаваться в электролизеры в строгом соответствии с амперной нагрузкой. В этом случае при прочих равных условиях обеспечиваются оптимальная степень превращения хлористого натрия (51,5—52,5%) и высокий выход по току. Так как при диафрагменном методе электролиза нагрузку стараются держать постоянной, то и подачу рассола необходимо стабилизировать. [c.143] Несмотря на то, что мощность современных диафрагменных электролизеров достигает 25—50 ка, общее их число в цехе электролиза обычно составляет не менее 200. Оборудовать каждый электролизер индивидуальным регулятором расхода рассола пока что технически нецелесообразно. Поэтому в настоящее время задачу постоянного питания диафрагменных электролизеров рассолом решают при помощи автоматической стабилизации напора рассола и подачи его в электролизер через отверстие нужного сечения. [c.143] Стабилизация напора рассола достаточно хорошо обеспечивается регулятором уровня 13 на напорном баке 2 (см. рис. 74), если подогреватель рассола установлен до него (по ходу рассола). При размещении подогревателя после напорного бака постоянства напора достигнуть очень трудно. Подогреватель из-за возникающих в нем паровых и воздушных пробок становится постоянным источником возмущений, часто приобретающих характер незатухающих колебаний с переменной амплитудой. Устройство различных газо-пароот-делителей обычно не приводит к заметному улзгчшению процесса регулирования. [c.144] Напор рассола контролируется манометром, указывающим или регистрирующим, местным или с дистанционной передачей на центральный щит цеха. В зависимости от местных условий и требований контролируют общий напор или напор в серийных (групповых) рассолопроводах, что предпочтительнее. [c.144] Для обеспечения постоянной высокой температуры рассола, подаваемого в электролизеры (второе из перечисленных выше условий оптимальной работы), подогреватели снабжают автоматическими регуляторами температуры 14 (см. рис. 74) — чаще всего автоматическими регулирующими мостами, например ЭМД-232. Регулятор управляет клапаном, установленным на линии подачи пара. При частых и внезапных колебаниях давления пара на входе в цех электролиза устанавливают еще дополнительный регулятор давления пара. Такой же регулятор необходимо поставить, если от одного паропровода параллельно работают несколько подогревателей. [c.144] Во избежание охлаждения рассола в напорных баках устанавливают дополнительные подогреватели с автоматическим регулированием подачи пара по температуре рассола на выходе из бака. [c.144] При стабильном и достаточно большом (0,6—0,7 ат) избыточном напоре рассола подача его в отдельные ванны колеблется в пределах 15—2%, что достаточно для обеспечения надежной работы электролизера. Если избыточный напор рассола на серийных или групповых коллекторах уменьшается до 0,3—0,4 ат, то изменение расхода, например при ручном регулировании на одном электролизере, приводит к колебаниям расхода на трех-четырех соседних. Чтобы обеспечить максимальный напор рассола, необходимо держать открытыми все вентили на рассолопроводе от напорного бака до серийных (групповых) коллекторов, закрывая их только в аварийных случаях. Большой нанор рассола требует прочного крепления шлангов, подводящих рассол в электролизеры. [c.144] При стабильном напоре нужная величина подачи рассола в каждый электролизер обеспечивается подбором соответствующего сечения входного отверстия. Для этого применяют калиброванные диафрагмы (из тантала, титана, фторопласта-4) или зажимы на резиновых шлангах, через которые рассол подается в электролизеры. [c.144] Нри помощи зажимов на шлангах подачу рассола в отдельные электролизеры регулируют только вручную. Однако при хорошей стабилизации и большой высоте напора дополнительная ручная подрегулировка требуется не чаще одного раза в 5—7 дней. [c.145] Наилучший пока способ контроля расхода рассола — установка специальных ротаметров 15 (см. рис. 74) па каждом электролизере. Хорошо себя зарекомендовали ротаметры с арматурой и поплавками из фторопласта-4 (тип РСФ). При длительной работе внутренняя поверхность стеклянной ротаметрической трубки постепенно покрывается непрозрачным налетом солей, который, однако, легко растворяется в подкисленном рассоле. Поэтому через определенные промежутки времени (10—20 дней) в ротаметры нужно подавать немного соляной кислоты. [c.145] Стабилизация вакуума в анодном и катодном пространствах электролизера (третье условие обеспечения оптимального режима) способствует поддержанию постоянства нротекаемости диафрагмы (при повышении давления в катодном пространстве протекаемость уменьшается, при понижении — увеличивается), а также позволяет поддерживать концентрацию хлора и водорода на стабильном и высоком уровне (вследствие уменьшения подсоса воздуха через неплотности аппаратуры). [c.145] Вакуум в анодном и катодном пространствах электролизеров стабилизируют так, чтобы обеспечить определенный небольшой избыток давления (около 10 мм вод. ст.) с анодной стороны. Это препятствует проникновению водорода в хлорное пространство и предотвращает образование взрывоопасных смесей хлора и водорода. На хлорных заводах СССР в анодном пространстве электролизеров и на серийных (групповых) хлоропроводах поддерживают вакуум 5—10 мм вод. ст., а в катодном пространстве и на водородных коллекторах — 15—20 мм вод. ст. Способы и средства регулирования вакуума в линиях хлора и водорода (см. рис. 74, поз. 16 и 17) подробно рассмотрены ниже. [c.145] Для контроля работы диафрагменных электролизеров даже большой мощности до последнего времени используют лишь простейшие измерительные устройства ртутные термометры, жидкостные вакуумметры и поплавковые стеклянные указатели уровня анолита. Вместо поп-чавковых уровнемеров за рубежом применяют указатели уровня типа водомерной трубки, открытой с одного конца (в электролизерах Хукера). [c.145] Сигнальные лампы (2 и 3) от каждого уровнемера целесообразно размещать на серийных (групповых) табло непосредственно в зале электролиза. При срабатывании одного из двух аварийных сигналов от любого электролизера, соответствующих верхнему и нижнему допустимым предельным значениям уровня анолита, на центральный щит подается сигнал, указывающий номер серии (или группы). По сигналу на серийном (групповом) табло можно определить и местоположение электролизера с нарушенным уровнем анолита. [c.146] Сравнительно большая и четкая шкала контактного манометра УАС-1 позволяет обслуживающему персоналу легко контролировать уровень анолита и визуально. Ввиду значительной высоты электролизеров БГК-17 визуальное наблюдение за уровнем анолита при помопщ стеклянных поплавков затруднительно. [c.146] С точки зрения автоматики, электролизер БГК-17 (также как и все другие диафрагменные электролизеры) является объектом с несколькими входными и еще большим числом выходных величин. Наиболее вероятными источниками возмущений для нормально работающей ванны будут колебания амперной нагрузки, расхода, состава и температуры рассола. [c.146] Колебания расхода и состава рассола оказывают влияние на количество (расход) католита и концентрацию в нем NaOH и Na l, а значит и на степень превращения хлористого натрия. [c.146] Большое значение как возмущающий фактор имеет температура рассола, в значительной степени определяющая температуру в электролизере. Колебания температуры рассола, также как и колебания амперной нагрузки, оказывают влияние не только на все выходные величины электролизера, но и являются источниками возмущений на последующих стадиях технологического процесса при осушке и перекачке хлора и водорода. [c.146] Вернуться к основной статье