Конструкции магниевых электролизеров. Общие сведения.

Промышленные электролизеры должны удовлетворять следующим основным требованиям.

1. низкий удельный расход энергии.

2. Концентрация хлора в анодном газе должа быть высокой.

3. Конструкция должна обеспечивать возможность разделения электродных продуктов.

4. Узлы и детали должны быть термически- и коррозионностойкими и легко заменяться.

5. Должна обеспечиваться безопасность обслуживающего персонала.

Диафрагменные электролизеры

Рис.3.14. Схематичное изображение диафрагменного электролизера

Между анодом и катодом имеется перегородка называемая диафрагмой. Она погружена в электролит на 15-20 см и служит для разделения катодного и анодного продуктов.

Существует три вида диафрагменных электролизеров, отличающихся способом ввода анодов сверху, сбоку и снизу. Это определяет и отличие в технологии. Однако все диафрагменные электролизеры имеют много общего в принципе действия

1. параллельное расположение рабочих плоскостей электродов;

2. Разделение продуктов электролиза диафрагмой в верхней зоне;

3. Возможность регулировки межэлектродного расстояния;

4. Вынос металла из межэлектродного пространства потоком электролита, циркулирующим вокруг катода, причем плоскость циркуляции перпендикулярна плоскостям электродов;

5. Скопление металла на поверхности электролита в закатодном пространстве.

Диафрагменный электролизер с верхним вводом анодов.

Анодный блок – несколько брусьев из искусственного графита, соединенных между собой. Катод – стальные пластины толщиной 1 см, высотой 1-1,2 м, на специальных подвесках, обеспечивающих катоду вертикальное положение.

Диафрагма – жаропрочный бетонный короб в перевернутом состоянии, с отверстием вверху для анода.

Рис.3.15 Диафрагменный электролизер с верхним вводом анодов

Достоинства

Возможность замены анодов без остановки электролизера; Продолжительный срок службы футеровки;

Высокий выход по току при использовании любых видов хлормагниевого сырья.

Недостатки

Быстрое окисление анода в месте выхода его из перекрытия, и следовательно небольшой срок службы (9-12) месяцев;

Невозможность смены диафрагм без остановки электролизера;

Большое межэлектродное расстояние и напряжение около 6 вольт;

Низкое качество получаемого хлора.

Диафрагменный электролизер с боковым вводом анодов

Анод вмонтирован в боковые стенки электролизера.

Рис.3.16. Диафрагменный электролизер с боковым вводом анодов.

Достоинства

Срок службы анодов около 2 - 2,5 года;

Меньшее падение напряжения в аноде на 0,3-0,3 В;

Лучшая герметизация анодного узла;

Возможность замены диафрагмы без остановки электролизера;

Недостатки

Низкий выход по току (на 2-3% меньше чем у ВТ);

Невозможность применения хлорида магния в качестве сырья;

Необходимость смены почти всей футеровки при замене анода.

Диафрагменный электролизер с нижним вводом анода

Чугунные заливки анодных блоков располагаются в подине. В остальном почти как электролизер с боковым вводом анодов.

Рис.3.17. Диафрагменный электролизер с нижним вводом анодов.

Достоинства

Весь анод закрыт электролитом, продолжительная работа (~3 лет);

Хорошая герметизация анодного узла;

Наименьшие тепловые потери среди диафрагменных элект-ров, поэтому самое наименьшее напряжение на ванне;

Замена диафрагмы без остановки;

Недостатки

Большой объем футеровочных работ при замене анода;

Работает только в карналитовой схеме, чтобы не было быстрого электрохимического выгорания анода;

Более сложное обслуживание, из-за необходимости выбирать шлам из каждой ячейки.