ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Корпус электролизёров из "Производство хлора а каустической соды методом электролиза с ртутном катодом" Цилиндрическая форма корпуса в дальнейшем была использована в ряде конструкций электролизеров [441—447] и в последнее время реализована в Японии в виде электролизера с вращающимся или неподвижным горизонтальным катодом, омываемым ртутью [448]. Однако оснозное развитие получили электролизеры прямоугольной формы. [c.108] Из-за недостаточной ровности бетонного дна в электролизере необходим относительно толстый слой ртути (примерно 5—7 мм). [c.109] Когда для защиты корпуса электролизера стали использовать гуммирование, основным типом оказался электролизер корытно-го типа, в качестве основы конструкции которого применялись двутавровые балки [454—456] (см. рис. 46,6). [c.109] В первых конструкциях электролизеров гуммировали дно, подвод тока к катоду осуществлялся при помощи тарелочных контактов (аналогично бетонированным электролизерам). Для ванн фирмы Кребс характерен утопленный в дно контакт, который оставался покрытым ртутью и после прекращения ее циркуляции. [c.109] Описаны также конструкции дна с выступающими контактами для увеличения их поверхности [457—460]. [c.110] Следующим шагом в дальнейшем усовершенствовании явилось оголение большой части стального дна для использования его в качестве токоподвода к ртутному катоду и закрепление гуммировки по краям дна прижимными планками, как это схематично показано на рис. 46,в (стр. 109). Необходимость в прижимных стальных планках вызвана тем, что не закрепленная механически гуммировка постепенно отрывается и вздувается в процессе катодного выделения водорода, постепенно распространяющегося под слой гуммировки. [c.110] Одним из недостатков этой конструкции является то, что при нарушении циркуляции ртуть сходит прежде всего с гуммированной (не смачиваемой амальгамой) части. В результате открывается часть дна, над которой аноды не изнашиваются. Это затрудняет дальнейшее опускание анодов и приводит к повышению напряжения. Кроме того, на гуммированной поверхности часто задерживается неполяризованная ртуть, подвергающаяся хлорированию. Поэтому в более поздних конструкциях прижимные планки начали ставить возможно ближе к стенкам электролизера. [c.110] Другим недостатком электролизера с прижимными планками является необходимость ремонтировать весь корпус электролизера при замене поврежденной гуммировки. При этом наиболее трудоемким процессом является удаление ртути из днища, необходимое для безопасной работы при гуммировании. Кроме того, при ремонте электролизеров с прижимными планками трудоемка замена прижимных планок, так как в процессе электролиза изнашиваются головки крепящих шурупов, а резьбовое соединение прочно схватывается с телом электролизера. Поэтому широкое распространение получили электролизеры рамной конструкции, схематично показанные на рис. 46, г (стр. 109). [c.110] В этой конструкции стальное дно не требует ремонта и устанавливается на все время работы ванны. Боковые стенки электролизера, образуемые гуммированной рамой из швеллера, съемны. Кроме простоты конструкции и удобства ремонта, рамные электролизеры обладают тем преимуществом, что амальгама в них соприкасается не с гуммировкой, а с резиновой прокладкой между дном и рамой [461]. [c.110] В электролизерах же корытного типа амальгама соприкасается с гуммировкой, поэтому на линии контакта амальгамы с рассолом гуммировка разрушается значительно быстрее. Это происходит прежде всего потому, что в щелочном растворе у поверхности амальгамы разрушается защитный хлорированный слой гуммировки, гуммированная поверхность хлорируется вновь и подвергается коррозии на большую глубину, чем в хлорном рассоле выше уровня амальгамы. [c.110] Рамные конструкции электролизеров были сначала применены для ванн со стальным гуммированным дном (например, ванны с разборной рамой фирмы Кребс, установленные в Светогорске в 1931 г.). Усовершенствование таких электролизеров было в дальнейшем продолжено другими фирмами. Так, широкое распространение получили рамные ванны с открытым стальным дном, изготовлявшиеся вначале фирмами Сольве и И. Г. Фарбениндустри. [c.111] В ваннах с тарелочными контактами при сильных перебоях циркуляции ртути наблюдается образование искр в случае отрыва потока ртути от контакта и набегания потока ртути на неомывае-мый контакт. При повышенном содержании водорода в хлоре, вызванном нарушением циркуляции ртути, это может привести к взрывам. Следует иметь в виду, что в случае прекращения циркуляции ртути в ваннах со стальным дном не происходит полного его оголения, так как поток амальгамы стекает и остается ее тонкий слой, насыщаемый натрием до образования твердой амальгамы. В результате по всей поверхности катода начинается выделение водорода и весь ток электролиза расходуется на разряд водорода на катоде. [c.111] За счет увеличения межэлектродного расстояния и катодного потенциала напряжение на ванне немного возрастает. С прекращением циркуляции ртути в ванне с гуммированным дном происходит оголение гуммированного дна и весь ток проходит лишь через катодные стальные диски. Количество ртути, оставшейся на дисках, мало, поэтому амальгама на них быстро затвердевает и весь ток также расходуется на разряд водорода. [c.111] Для узких электролизеров можно применять корпус в виде швеллера, обращенного полками вниз, с приставными боковыми стенками [464]. Это устройство, схематично показанное на рис. 46, д, было использовано фирмой Матисон в конструкции электролизера Е-8 на нагрузку 30 ка. В этих электролизерах прокладку следует ставить между днищем ванны и боковой стенкой с таким расчетом, чтобы прокладка выступала над уровнем дна и амальгама не касалась гуммировки боковых стенок. [c.112] Фирмой Кребс была использована аналогичная конструкция электролизера, дном которого был швеллер, повернутый полками вниз, а фигурные боковые стенки имели горизонтальный участок на уровне дна. Эта же фирма для увеличения ширины ванны [465] предлагала дно, состоящее из нескольких швеллеров. [c.112] В современных электролизерах используются не только рамные конструкции, но и усовершенствованные конструкции корытного типа. Так, фирма Де-Нора изготовляет электролизеры, выложенные сиенитом на специальной замазке, со сроком службы каменной обкладки около 5 лет. Фирма Кребс применяет корыта из относительно тонкой стали (7 мм), полностью гуммированные изнутри. Такие тонкостенные корыта очень гибки, поэтому их выравнивают на месте при установке на большое число опор [466]. В случае использования более тонкого стального дна (например, в рамной конструкции фирмы Сольве и др.) электролизер устанавливают на жесткую раму из швеллеров [467, 468]. [c.112] Высокие требования предъявляются к ровности дна электролизеров, так как важно получить возможно более тонкий и равномерно распределенный слой ртути по всей длине и ширине электролизера. Требования к плоскостности в продольном направлении снижаются с увеличением уклона дна электролизера, а требования к поперечной плоскостности возрастают с увеличением ширины дна электролизера, так как в этом случае усиливается опасность стекания потока к одному краю. [c.112] Днища электролизеров делают либо возможно более жесткими для предотвращения перекоса при установке, либо эластичными, позволяющими выравнивать их при установке. Для жесткости днища снабжают продольными ребрами, служащими обычно для подвода тока к катоду. Иногда дополнительно применяют и поперечные ребра жесткости. [c.112] Сварные днища отжигают в печах для снятия напряжений и предотвращения короблений при эксплуатации. Отожженные дни-ша выстругивают так, чтобы отклонения плоскости дна в продольном и в поперечном направлениях не превышали 0,5 мм1м. [c.112] При одинаковой амперной нагрузке и плотности тока электролизер тем уже, чем больще его длина. Однако слищком длинные ванны невыгодны по ряду причин. При одинаковой заданной концентрации амальгамы скорость подачи ртути в электролизеры разной длины одинакова, поэтому удельная скорость подачи ртути на единицу ширины электролизера тем больще, чем уже электролизер. Следовательно, в электролизере большей длины трлщина слоя ртути будет больше. [c.113] Вернуться к основной статье