ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролизеры с вертикальным или сильно наклонным катодом из "Производство хлора а каустической соды методом электролиза с ртутном катодом" При стенании ртути по вертикальной или сильно наклонной амальгамированной металлической стенке образуется тонкий слой быстро движущейся пленки ртути. Ускорение движения ртути приводит к сужению ее потока и отрыву капель ртути. Чтобы в результате сужения потока не оголялась часть катодной основы, было предложено сужать эту основу книзу [586] или создавать такую плотность орошения ртутью, чтобы она полностью покрывала катодную основу в нижней части. [c.126] Минимальная скорость подачи ртути составляет около 50 мл1мин на 1 см ширины катода [271]. Поскольку возможны колебания скорости подачи ртути и ее распределения, в среднем орошение катода нужно проводить более интенсивно. Для уменьшения скорости стекания ртути и сокращения удельной скорости подачи ее было предложено поверхность катодной основы делать рифленой [432, 433] или в виде сетки [588, 589]. [c.126] При стекании ртути по вертикальной или сильно наклонной стенке с большой скоростью слой рассола и газовых пузырьков хлора, прилегающий к пленке ртути, увлекается вихревым движением и реакция восстановления хлора на катоде усиливается. Плотность тока восстановления хлора достигает при этом 300— 900 а/м , выход по току снижается. Поэтому еще в 1904 г. рассматривалась возможность осуществления процесса электролиза с анодом, отделенным от катода диафрагмой [280]. [c.126] Цементные, баритовые или асбестовые диафрагмы, применяемые в хлорных ваннах, обладают большим электрическим сопротивлением и пригодны только при низких плотностях тока, поэтому использование их в вертикальном электролизере с ртутным катодом свело бы на нет все преимущества такого электролизера. Чтобы воспрепятствовать интенсивному обмену электролита в прикатодном слое и проникновению к поверхности катода пузырьков хлора, не требуются плотные диафрагмы. Для этого пригодны диафрагмы из ткани с большой проницаемостью для электролита и относительно низким электрическим сопротивлением. Однако такая ткань должна быть достаточно хлоростойкой. [c.126] Отсутствие подобного материала и послужило одной из причин того, что электролизеры с вертикальным катодом не нашли практического применения. [c.126] Еще в конце прошлого столетия изобретательская мысль часто обращалась к различным вариантам электролизеров с вертикальным катодом. Вначале был предложен вертикальный катод в форме свободных струй ртути [590—595]. В этом случае не возникает опасности оголения стальной основы катода и интенсивного выделения водорода. Однако электролизеры со струйчатыми катодами имеют два существенных недостатка. Один из них связан с относительно небольшой электропроводностью ртути, другой обусловлен тем, что ртутная струя на относительно небольшой высоте разрывается на капли. Попытки увеличить высоту разрыва путем повышения скорости истечения ртути [596] привели бы к образованию слабой амальгамы и к перекачиванию большого количества ртути. Несмотря на эти недостатки, работа по усовершенствованию струйчатого катода продолжается [625]. [c.127] Имелись также предложения относительно соединения в батарею серии электролизеров с вертикальными или сильно наклонными биполярными электродами [432]. Для развития поверхности электродов и работы с более высокой катодной плотностью тока (по сравнению с анодной) предлагалось выполнять вертикальный катод в виде системы трубок, в которые снизу подается ртуть, переливающаяся через их верхний открытый край и стекающая по наружной поверхности трубок [597]. Вместо трубок в качестве катодов предлагались вертикальные стержни, на поверхность которых при помощи распределительного устройства [598] подается ртуть. [c.127] Вертикальные катоды могут быть также выполнены в форме цилиндров, по внутренней поверхности которых стекает слой ртути [433] в форме воронки [599] или в форме сходящихся под углом плоскостей [600] с прилегающим к катоду через диафрагму насыпным анодом [601, 602]. Катод может орошаться ртутью при помощи распределительной трубы с отводными трубками [433], через специальную щель [431, 603] и путем переливания ртути через край катодной основы [604—606]. [c.127] Важной деталью вертикальных электролизеров является выходной карман, куда выносятся загрязнения, удаляемые из зоны электролиза. Амальгама и рассол должны свободно выходить из электролизера в карман. Уровень рассола в выходном кармане такой же, как и в электролизере это создает затруднения при чистке кармана. Чтобы избежать их, загрязнения предложено сливать в специальный разделитель [597]. [c.127] Было предложено также, чтобы ртуть, стекая по катоду, задерживалась по высоте на некоторых ступенях для уменьшения скорости течения [610]. Чтобы улучшить омывание катода и повысить выход по току предложена импульсная подача ртути на катод [611, 612]. [c.128] Для уменьшения влияния скорости течения ртути и улучшения орошения всех участков катода, обсуждалась также возможность периодического смывания поверхности катода ртутью, поскольку остающийся на нем слой ртути позволяет некоторое время вести электролиз без обновления амальгамного слоя. Кроме того, предлагалось обливать внутреннюю цилиндрическую поверхность катода при помощи Сегнерова колеса, попеременно орошать поверхности из стационарных подводов ртути или из трубы, совершающей возвратно-поступательное движение [613]. [c.128] Вернуться к основной статье