Диафрагменный электролизер монополярного типа Советский патент 1981 года по МПК C25B1/46 C25B9/08 

1

Изобретение относится к электро.химической промышлепности, а именно к конструкциям электролизеров для получения хлора, водорода и щелочи электролизом растворов хлоридов натрия.5

Известен диафрагменный электролизер мононолярного типа, включаюн1.ий корпус, токораспределительное днище с коррозионностойким слоем, анодные токопроводы, ряды катодов и ряды анодов 1.ш

К недостаткам конструкции такого электролизера относятся малый срок службы (3-4 месяца) электролизера вследствие выхода из строя диафрагмы, которая забивается веществами, образующи.мнся при 15 контактировании бетона с кислым анолитом, увеличенный расход электроэнергии, вызываемый следующими причинами:

больщое газонаполнение электролита в межэлектродном пространстве, составляю- 20 щее 20-25%;

неравномерное токораспределение от основания к свободному концу анода, следствием чего будет разная плотность тока но высоте анода;25

быстрое срабатывание графитовых анодов, вследствие чего меняется ме/кэлектродный зазор и увеличивается падение напряжения на электролизере.

Целью изобретения является сокращение расхода э.чектроэнергии.

Цель достигается тем, что днафрагменный электролизер мононолярного типа, включающий корпус, токораспределительное днин;е с коррознонностойкнм слоем, анодные токонодводы, ряды катодов и ряды анодов, снабжен титановыми токопроводяни1ми трубами, в части которых выполнены отверстия, вертнкально размещенные между рядами анодов, и аноды соседних рядов торцами соединены с токонроводящимн трубами.

С целью увеличения срока службы электролизера коррозионностойкий слой выполнен из нолимербетонной смеси на основе ненасын1,енной нолиэфирной смолы.

Такая конструкция нозволяет уменьшить газонаполнение в межэлектродном пространстве путем организованной Ц1 ркуляции анолнта. Взанмное расположение анодов обеспечивает высокую жесткость, что позволяет уменьшнть межэлектродное расстояние. Кроме того, центральное расноложение токопроводящей трубы обеспечивает более равномерное токораснределение по аноду. Трубы имеют отверстия, оси которых совпадают с уровнем защитного слоя. Прнменение нолимербетона позволяет ис 1оль:«)иать ,()0 TOK()paciipc;i,c;ii Tc;ibiioc днище, , С которого на aiJo;U)i может быть исущоетвлси через прицареииый к днищу и В1 1веден11ыи за нреде.ти защитного е;1оя THTaHOBi i i анодний токоподвод. Приварка тн аноного то1 о11одвода к днищу осун1,еетВсТяетея, например через ме.дноа.помннневый переход. Конетрукцнонный слой, o6eeHe4Hi3aioiiuiil прочность защитного слоя, еодержнт 6-30% полнэфнрной смолы, а коррознонностойкий слой, который находится в контакте с анол1гтом, содержит 70-90% смолы. lIpH залнвке но.тнмербетониой смесн рекомендуетея соблюдать следующую технологию. Вначале иокрывается смолой Т1гтановый токоподвод с днищем до уровня заливкн. Иос.те же.ттенизацтш смолы на нее укладывается слой стекломата или стеклосетки, который также пропитывается смолой, что иеобходнмо для защиты от возможной щелевой коррозии но контакту. После этого заливают коиструкцнонный с.той нолимербетона, нроводят неполную, сонровождаю щуюся усадкой нолнмеризацпю нри темнературе 60-Тз С. Затем производят заливку иоловннной толщины коррозиопностойкого слоя также с неполной нолнмернзадией. При это.м заполняются усадочные раковнпы, возникшие в конструкционном слое. Потом подливают коррозпонностойкий слой и проводят но.тпмерпзадию до конца. В известной конструкции электролизера конструкция анодов приводит- к тому, что часть катода нмеет слабоиоляризоваиные участки па закруглениях катодных пальцев. Предлагаемая конструкция электролизера содержит титановые аиоды с активным покрытием, иривареипые к квадратным токопроводящпм трубам. При еборке трубы стыкуются, н так как боковые поверхпоетн труб покрываются актнвиы.м иокрытием, то увеличивается полностью поляризованная поверхность катода. Па фиг. 1 изображен электролизер, общий вид; па фиг. 2 - то же, вид в плане. Копструкция монополярного электролизера включает токопроводящее дппп;е 1, выполненное из стали, анодный комплект 2, катодный комплект 3, корнус 4, крышку 5. Анодный комплект 2 содержит токопроводящие трубы 6, к которым нрнварены нолые титановые аноды 7. К. днппту 1 прнвариваютея титаиовые контакты 8 через медпо-алюмпппевый переход 9 электрозаклепками путем последовательного нанлавления слоев алюминия п Me.ui в отверстия, просверленные в токоироводяще.м дпище 1, к которому жестко ирикренляютея токопроводящие трубы 6. В токопроводящей титановой трубе 6 ВЕянолнены отверстия 10 для циркуляции аполнта. Па верхппй слой 11 защптпого коррозпоппостойкого слоя 12, который состоит из двух слоев - - копст)уКЦИОИ11ОГС слоя 13 и 1))рО311{)ИПОСТОЙКОго слоя 14, устаиав.тнвается кaтoдiHJЙ комилект 3. Па титаиовые тр)бы 6 снаружи наиееено активное покрытие 15, что увеличивает полностью ноляр1 зованную новерхHOCTJ) катг)да. Э.лектролнзер снабжен ппунером К) ввода н п туцером 17 вывода электролита. Анодный токонодвод 18 соедипяет днище с анодом 2. Рассол нодается через штуцер 16, хлоргаз насыщает аиолит и, нодпимаяеь вверх, отделяется. Хлоргаз выводится через штуцер 17, а анол1гт по схеме циркуляции вновь иоступает в тр}бы 6. Па фиг. 1 снлонпюй ст)елкой обозначено двнжение потока , пунктпрной- хлоргаза. Поскольку в трубах 6 образуется существенно обезгаженпый ноток, в контуре создается )силенная циркуляция аиолита, обееиечивающая еиижение газоиаиолнеппя в межэлектродном проетранетве. Предлагаемая конструкция э.тектролнзера дает возможность } меньп ить расход электроэнергии путем увеличеппя скорости цпрку.тяции и уменьИ1ения газопанолнеиия; улучшения токораеиределения; увеличения жесткости анодного комплекта п уменьшення ме/1 электродного расстоя1Н1я;уменьшения иадення нанряження в контакте анод-дпище; увеличеиия зоны поляризации. Раеход электроэпертип в известпой конструкции составляет 2920 кВт-ч па 1 т хлора, а в предлагаемой копструкцип - 2600 кВт-ч на 1 т хлора, т. е. на 320 кВт-ч хлора больще. Суммарный экономический эффект на цех мощностью 100 тыс. т хлора составляет около 700 тыс, руб. в год. Увеличение срока службы электролизера достигается за счет полного восстановления гнпохлорпта по всей поверхпостп катодной сеткп (на 6 месяцев). Увеличение срока службы защптного слоя из ноли.мербетона но сравнению с известиой конструкцией еоставляет от 1 года до 10 лет. Форм ) л а изобретения 1. Диафрагмеиный элеЕаролизер монополяриого типа, включаюи1ий кориус, токораспределительпое днин1,е с коррозиоппостойкнм слоем, анодные токоподводы, ряды катодов и ряды анодов, о т ,т н чающийс я тем, что, с целью сокраще1н-1я расхода э:1ектроэпергии, электролизер сгшбжен титановыми токонроводяни-1ми трубами, в нижней части которых выполнены отверстия, вертикально размеп еппые между ряамп анодов, п аноды соседних рядов тор