Электролизная установка

Союз Советских Социапистических Республик(22) Заявлено 090176 (21) 2311488/23-26с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -Опубликовано 230481 Бюллетень М 15Дата опубликования описания 230481 С 25 В 1/36С 25 В 15/08 Государственный комитет СССР яо делам изобретений н открытий(71) Заявител ститут автомати 4) ЭЛЕКТРОЛИЗНАЯ УСТАНОВКА изображеение группссольов 1 разделена е соединены в ю 2 последоварассолом. Электс помощью4 коллекторовРассольная ми электролизеров ми химических в виде еьвостей ами 6 и регулиа также - с разолита отстойни 0 Изобретение относится к электро- химическому производству, в частности к установкам электролиза по ртутному методу с распределенными по длине электролизера параметрами элеКтролита.Иэвестна электролизная установка, включающая серию электролизеров с ртутным катодом, соединенных в группы, общий рассольный трубопровод, электролизеры снабжены входыми и выходными патрубками, входные патрубки первой группы соединены с общим рассольным трубопроводом 1.Недостатками известных электро лизных установок является уменьшение срока службы анодов и повышенное напряжение постоянного тока, вследствие температурного и концентрационного градиентов по длине электроли зеров. А также низкий выход по току и высокое накопление шлама.Цель изобретения - снижение напряжения и увеличение срока службы анодов электролизеров, а также увели чение выхода по току и снижение накопления шлака в электролите,Поставленная цель достигается тем, что в электролизной установке, включающей серию электролизеров с ртут ным катодом, соединенных в группы,общий рассольный труббпровод, электлизеры снабжены входными и выходнымипатрубками, входные патрубки первойгруппы соединены с общим рассольнымтрубопроводом, причем выходные патрки предыдущей группы электролизеровсоединены трубопроводом с входнымипатрубками последующей группы электролиэеров. Установка может быть снажена разделителем,фаз и дозатором,размещенным на трубопроводе междугруппами.На чертеже схематическино последовательное соединэлектролизеров с линией раного питания.Серйя электролизерна три группы, которыобщую рассольную линительно по питанию ихролизеры внутри группвходных 3 и выходныхсоединены параллельнолиния 2 между группасоединена с дозаторавеществ, выполненных5, снабженных патрубкруемыми вентилями 7,делителями фаз электрками 8, на соединительных патрубках кбторых установлены задвижки 9, а на нижних выпускных патрубках - управляемые вентили 10, При помощи патрубков и установленных на них задвижек 11 рассольная линия 2 между второй и третьей группами электролизеров соединена с теплообменником 12, охлаждаемой жидкостью в котором служит электролит, выходящий из группы электролизеров второй группы, а хладоагентом - питающий серию электролизеров свежий рассол. Входные коллекторы второй и третьей группы соединены между собой линией 13, на которой установлена задвижка 14, а с помощью патрубков и установленных на 15 них задвижек 15 и 16 - с линией свежего рассола, В рассольной линии 2 между группами установлены перекачивающие насосы 17 и задвижки 18 и 19, а задвижка 20 - перед входом в 20 первую группу электролизеров,Предлагаемая электролизная установка работает следующим образом.Задвижки 14-16,18,19 закрыты,9,11,20 открыты. Поступающий в серию электролизеров свежий рассолподогревается в теплообменнике 12и годается в первую группу, где частично обедняется и нагревается поддействием электрического тока, Входной рассольный коллектор 3 служит дляравномерного распределения рассолапо электролизерам группы, а выходной4 - для сбора рассола, выходящего изгруппы электролизеров, и направле 35ния его в рассольную линию 2, Приоткрытой задвижке 14 часть рассолаиэ входного коллектора второй группы,минуя ее, направляется во входнойколлектор третьей группы. Такая необходимость может возникнуть приотключении части электролизеров второй группы и уменьшении ее пропускнойспособности по рассолуРтутные электролизеры рассчитаны на обработку опре деленного количества рассола, превышение расхода которого может привести к созданию аварийной ситуациив цехе электролиза (захлебыванию.электролизеров, увеличение давленияхлоргаза, выливание хлорного анолитаиз ванны в помещение цеха и т.й.).При отключении части электролизерови прекращении подачи в них рассолапоследний перераспределяется междуостальными ваннами группы. В этом 55случае с целью недопущения чрезмерного увеличения расхода рассолачасть электролита по трубопроводу направляется в Последующую группуэлектролизеров, минуя данную. Для 60уменьшения расхода электролита в пер-.вой группе используются задвижки 15,16,20, Для транспортировки рассоламежду группами служат перекачивающиенасосы 17,После выхода из электролизеров первой группы рассол обогащается химическими веществами из емкости 5. Известно, что в процессе работы в электролите могут накапливаться ионы различных металлов (Ре, Сг,. Мо и др.)из-за его контакта с незащищенными(повреждено антикоррозионное покры-тие, оголено стальное днище) деталями электролизера или рассольной линии. Присутствие этих ионов в электролите нежелательно, так как попадаяна ртутный катод, они становятся очагами выделения водорода и поэтому падения выхода по току (КПД процессаэлеткролиза), Кроме этого, соединяясьсо ртутью, они образуютшламы иамальгамное масло, которые также снижают величину выхода по току, Путемдобавления в электролит химическихвеществ из емкости 5, например ВаСЙ,удается связать некоторые ионы внерастворимые химические соединенияи таким образом нейтрализовать их.Электролит может содержать также идругие нерастворимые примеси, например, графитовую пыль, образующуюсяв процессе механического износа графитового анода, Наличие любых примесей в электролите нежелательно, осособенно частиц графита, так какпопадая на ртутный катод, такая части.ца является очагом выделения водорода. Для осаждения нерастворимыхпримесей, а также для частичного удаления растворенного хлора, рассол направляется в отстойник 8, Вентиль 10служит для периодического удаленияосадка. Следует заметить, что такимобразом из электролита удаляются примеси, образующиеся в процессе электролиза, поэтому имеет место дополнительное повышение выхода по токупо сравнению с тем максимумом, который можно достичь в известной установке,Назначение.дозатора и отстойникаустановленных после второй группыэлектролизеров, аналогично описанному.Наличие концентрационного и температурного градиентов в электролизерах по схеме рассольного питания известной установки приводит к неравномерному износу графитовых плит.На горячем конце электролизераграфит изнашивается больше,чем нахолодном, поэтому имеет местоповышенный его расход, так как срокслужбы анодного комплекта равенсроку службы наиболее изношенныханодов и замене подлежит весь анодный комплект, несмотря на то, чтоаноды на холодном конце ещеработоспособны. Уменьшение температурного градиента позволяет снизитьтемпературу электролита, выходящегоиз электролизеров первых по ходурассола групп, и уменьшить износ823464 Формула изобретения Составитель О.Зобнин Редактор А,Химчук Техред Н.Ковалева Корректор В.БутягаЗаказ 2011/35 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 анодов на,их горячемф конце. Кроме этого, градиент злектропроводимости электролита приводит к неравномерному распределению токовой нагрузкипо отдельным анодам, причем.плотностьтока на горячем конце ванны больше, чем на холодном. Это такжеспособствует износу анодов на горячем конце электролизера. Выравнивание градиента электропроводимостиэлектролита приводит к равномерномус)износу анодов по длине ванны и увеличению срока службы анодного комплекса.Электролизная установка содержитгоризонтальные ртутные электролизеры,включенные параллельно в общую рассольную линию. Токовая нагрузка равна 36 кА, расход свежего рассола1,5 м /ч (в один электролизер), концентрация свежего рассола 310 кг/мтемпература 60 С, Концентрация на выходе из электролизера равна 267 кг/мотемпература 82 С, напряжение на ванне 4,32 В,Предлагаемая установка позволяетснизить напряжение на каждом электролизере не менее, чем на 0,04 В. 100электролизеров на токовую нагрузку36 кА экономят около 12,5 тыс. кВт/чэлектроэнергии в год,1. Электролизная установка, включающая серию электролизеров с ртутным катодом, соединенных в группы, общий рассольный трубопровод, электролизеры, снабженные входными и выходными патрубками, входные патрубки первой группы соединены с общим рассольным трубопроводом, о т л и ч.а ю щ а я с я тем, что, с цепью снижения напряжения и увеличения срока службы анодов электролизеров, выходные патрубки предыдущей группы электролизеров соединены трубопроводом с входными патрубками последующей группы электролизеров.2. Электролизная установка по п, 1, отличающаясятем, что, с целью увеличения выхода по току и снижения накопления шлака в электролите, установка снабжена разделителем фаз и дозатором, размещенным на трубопроводе между группами. Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе1. Огородник А.В. Автоматическое управление элеткрохимическими производствами, К Техникаф, 1974, с, 145, 51.