ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конструкции корпуса электролизеров из "Электролизеры с твёрдым катодом" В электролизерах с твердым катодом для получения хлора и щелочи диафрагма служит перегородкой между анодным и катодным пространствами. Детали и части электролизера, находящиеся в анодном пространстве, подвергаются воздействию агрессивного кислого анолита, содержащего растворенный хлор, а в газовой части анодного пространства — действию влажного хлора. Материалы для изготовления или антикоррозионной защиты этих деталей должны быть достаточно стойкими к длительному воздействию кислого анолита и газообразного влажного хлора. Требования к химической стойкости этих материалов возрастают в связи с тем, что в современных электролизерах с твердым катодом рабочая температура процесса электролиза достигает 95—100 °С. [c.151] Детали электролизера, соприкасающиеся в процессе электролиза только с катодными продуктами, находятся в другн.х условиях. Катодные продукты — электролитический щелок и водород— гораздо менее агрессивны, чем анодные продукты электролиза. Поэтому проблема подбора конструкционных материалов для катодной части электролизеров легко решается применением обычной стали, а иногда чугуна и меди. [c.152] Эти обстоятельства сохраняют свое значение и для электролизеров с твердым катодом, работающих без диафрагмы. В таких электролизерах границей между анодным и катодным пространствами служит нейтральный слой, устанавливающийся в процессе электролиза на некотором расстоянии от анода. [c.152] Различные варианты корпуса электролизеров можно подразделить на две группы. К первой из них следует отнести такие конструкции, в которых вся внутренняя поверхность корпуса электролизера или ее часть ограничивает анодное пространство и соприкасается с анолитом. Для изготовления корпусов этого типа или для защиты их необходимы материалы, стойкие к действию кислого анолита, насыщенного хлором. [c.152] Естественно, что конструктор должен стремиться к возможному уменьшению поверхности соприкосновения деталей корпуса электролизера с агрессивным анолитом. Это стремление нашло отражение в конструкциях корпусов второй группы. По существу в любом электролизере с диафрагмой неизбежно контактирование всей поверхности диафрагмы с анолитом. Если анодное пространство электролизера ограничить со всех сторон диафрагмой, можно создать корпус, не соприкасающийся с агрессивным анолитом. Если же корпус электролизера соприкасается только с катодными продуктами — щелочным раствором и водородом, в качестве конструкционного материала можно применять обычную углеродистую сталь без антикоррозионной защиты. [c.152] Ограничение анодного пространства электролизера со всех сторон диафрагмой не может быть практически осуществлено, так как обычно уровень анолита поддерживается на 100— 300 мм выше верхнего края катода. Кроме этого, над анолитом всегда имеется газовый объем для лучшего отделения брызг электролита от газа. Верхняя часть боковых стенок анодного пространства (над верхним краем катода) и крышка не могут быть ограничены поверхностями с диафрагмой и должны быть выполнены из материалов, стойких к действию кислого анолита и влажного хлора. При изготовлении таких деталей из стали она должна быть защищена от коррозии химически стойкими материалами. [c.152] Корпуса электролизеров второго типа отделены от анодной камеры и могут быть полностью изготовлены из простой стали. [c.152] Анодная камера ограничена диафрагмой с боковых сторон и дна, как в электролизерах с V- или У-образными катодами, ил11 только с боковых сторон, как в цилиндрических электролизерах. При этом некоторые части катода (дно или торцовые стенки) необходимо выполнять из материалов, стойких в среде агрессивного анолита, или защищать такими материалами. Следовательно, проблема защиты поверхности корпуса электролизера от действия агрессивного анолита не отпадает, а должна решаться для других деталей электролизера — дна или торцовых стенок катода. [c.153] Правильный выбор материалов для изготовления деталей электролизера, находящихся в контакте с анолитом и влажным хлором, весьма важен для электролизеров всех типов. [c.153] Даже в электролизерах с анодным пространством, ограниченным снизу и с боковых сторон диафрагмой, крышку и защиту боковых стенок, ограничивающих анодное пространство в верхней его части (выше уровня рабочей поверхности катода, закрытого диафрагмой) необходимо выполнять из материалов, стойких к действию анолита и влажного хлора. В электролизерах других конструкций количество деталей, соприкасающихся с анолитом, еще больше, в связи с чем возникает необходимость изготовления всего аппарата из химически стойких материалов или дополнительной защиты боковых стенок и днища анодной камеры. [c.153] Наиболее распространенным конструкционным и защитным материалом, который использовали еще в электролизерах самых ранних конструкций, является бетон. Различные его виды применяются также и в наиболее совершенных современных электролизерах типов БГК-17, Хукера, Даймонда. Бетон и железобетон употребляются для изготовления таких деталей электролизеров, как корпуса, крышки, кольца и др. Бетонировка применяется и для защиты стальных деталей электролизеров от действия анолита и хлора, для образования стенок анодного пространства. Чтобы улучшить механические свойства железобетонных деталей, иногда в бетонную массу при отливке деталей добавляют около 1,5% асбеста. [c.153] Верхняя часть анодной камеры в электролизерах типа Кребса имела также детали из шифера. [c.154] Коррозию бетонных изделий в значительной степени возможно снизить, если использовать специальные кислотостойкие сорта бетона. Применение кислотостойкого бетона для изготовления крышек электролизеров БГК-17 практически полностью устранило затруднения, связанные с разрушением бетонной крышки и загрязнением анолита продуктами разрушения бетона. Аналогичные попытки, по-видимому, предпринимаются также и за рубежом . [c.154] При использовании кислотостойкого бетона необходимо учитывать его механические свойства. [c.154] Для защиты металлических стенок анодных камер успешно применяется футеровка керамическими плитками. [c.154] В последнее время делаются попытки использовать в электролизерах с диафрагмой опыт гуммирования металлических деталей анодной камеры в электролизерах с ртутным катодом. Затруднения, возникающие при этом, связаны с тем, что в современных диафрагменных электролизерах рабочая температура электролиза, особенно к концу тура работы электродов, значительно выше, чем в электролизерах с ртутным катодом. Напрнмер, в электролизерах БГК-17, работающих при плотности тока около 1000 а/ж , рабочая температура к концу тура достигает 95—100 °С, тогда как в электролизерах с ртутным катодом обычно стараются не повышать температуру сверх 70—75 °С. В условиях работы при повышенных температурах требуются новые виды гуммировки. Применение гуммированных деталей в электролизерах с диафрагмой открывает большие возможности для конструкторов. [c.154] Несмотря на значительные успехи в области создания материалов, достаточно стойких к действию анолита, наиболее целесообразным следует признать второй тип конструкций корпуса электролизеров. Однако применение таких корпусов затрудняет конструирование электролизеров с биполярным включением электродов. [c.154] На рис. 53, в схематично показан корпус электролизера типа Сименса—Биллитера, стальные боковые стенки которого футерованы бетоном и поверх него выложены керамическими плитками, защишаюшими бетон от разрушения. При тшательной укладке заш итных плиток такие корпуса длительное время работали без ремонта. [c.155] Корпуса, конструктивно аналогичные корпусам электролизеров Сименса—Биллитера, применялись и в электролизерах других типов. [c.155] Стальной корпус с боковыми стенками, футерованными бетоном, использовался в электролизерах Рене—Морица, Песталлоцци и др. [c.155] Вернуться к основной статье