ЭЛЕКТРОЛИЗЕР С РТУТНЫМ КАТОДОМ Советский патент 1968 года по МПК C25B1/36 

Данное изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к электролизерам с ртутным катодом.

Известен электролизер с ртутным катодом, размещенным на наклонном днище. Мощность такого электролизера нельзя повысить без увеличения его высоты.

Для повышения мощности электролизера без увеличения его высоты, а также для понижения напряжения предложен электролизер, у которого днище выполнено из нескольких отдельных плоскостей, установленных по длине последовательно одна ниже другой в направлении движения ртути, при этом плоскости могут быть расположены под различным углом наклона, увеличивающимся в направлении движения ртути. При таком устройстве электролизера обусловливается каскадный переток ртути - амальгамы. Ртутный катод или протекает последовательно по всем плоскостям сверху вниз, или также делится на два или несколько потоков, каждый из которых направляется на отдельную плоскость и, протекая по ней, образует отдельный участок катода.

При этом плоскость каждого участка ртутного катода может иметь свой угол наклона, соответствующий, в случае последовательного протекания одного ртутного потока по всем участкам плоской твердой основы, составу и свойствам ртутной амальгамы натрия на этом участке, обеспечивающий тем самым одинаковые условия процесса электролиза по всей длине электролитической ячейки, главным образом одинаковую скорость и ламинарный характер движения ртутного катода в зоне процесса электролиза.

Если принять во внимание, что адгезия ртути к металлу, который обычно составляет твердую основу ртутного катода в большинстве современных электролитических ванн для получения хлора и чистого каустика, значительно меньше, чем у амальгамы, причем у последней она также изменяется с повышением концентрации, то для достижения одинаковой скорости перемещения ртутного катода и обеспечения ламинарного потока угол наклона плоскости участков каскада должен соответственно увеличиваться в направлении движения ртутного катода.

При предложенном расположении участков днища (твердой основы ртутного катода) возможно значительное удлинение ртутного потока в зоне электролиза без увеличения газового объема электролитической ячейки, т.е может быть достигнута любая практически целесообразная мощность ванны с одновременным снижением потенциальной возможности взрывов газовой смеси, существующей в известных ваннах горизонтального типа.

На чертеже схематично изображен предложенный электролизер. При каскадном (ступенчатом) катоде практически возможно при переходе со ступени на ступень соответственно понижать крышку с анодами ванны на величину шага ступеней, сводя к минимуму газовый объем над электролитом.

Электролитическая часть горизонтальной ванны с ртутным, катодом составлена из нескольких отдельных электролитических ячеек (например, из трех) 1, 2 и 3. В качестве таких ячеек могут быть использованы электролитические ячейки любых известных горизонтальных ванн, обеспечивающие нормальные условия процесса электролиза. Отдельные электролитические ячейки расположены каскадно (ступенчато) и вытянуты в последовательную цепочку по нисходящей прямой в направлении движения ртутного катода, причем конец предыдущей ячейки стыкуется любым известным возможным способом с началом последующей ячейки.

На чертеже показан стык отдельных ячеек в виде обычного фланцевого соединения 4 с болтовой стяжкой 5 и уплотняющей прокладкой 6. Рабочие пространства смежных отдельных электролитических ячеек соединены трубами 7 любого подходящего сечения, которое рассчитано на свободный перелив электролита из вышележащей ячейки в нижележащую и проход хлоргаза через него. Ртуть из ячейки в ячейку поступает по специальному переточному устройству 8, исключающему попадание через него электролита. Электролит подается по штуцеру 9, а выводится по штуцеру 10, хлоргаз выводится по штуцеру 11. Электролизер содержит аноды 12, ртутный катод 13 с твердой основой 14 и крышку 15.

Отдельные электролитические ячейки 1, 2 к 3 каскада могут быть расположены под различным углом наклона, увеличивающимся в сторону движения ртутного катода. Каждая из указанных ячеек может питаться ртутью, образующей жидкий текущий катод, отдельно с самостоятельным вводом и выводом амальгамы. В этом случае отпадает необходимость в расположении отдельных электролитических ячеек под различным углом.

1. Электролизер с ртутным катодом, размещенным на наклонном днище, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности электролизера без увеличения его высоты, а также снижения напряжения, днище выполнено из нескольких отдельных плоскостей, установленных по длине друг за другом одна ниже другой в направлении движения ртути.

2. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что плоскости расположены под различным углом наклона, увеличивающимся в направлении движения ртути.