Разрушение - графит
Cтраница 4
Существуют особые случаи электролиза растсоров, содержащих несколько анионов одновременно; тогда очень трудно подобрать стойкий материал для анода, ибо вещества, стойкие в присутствии одного аниона, часто бывают нестойкими по отношению к другому. Так обстоит дело, например, с растворами, содержащими ионы SOJ1 иС1 - одновременно ( например, природные воды); свинец разрушается хлором, малая концентрация ионов С1 - н наличие ионов 50 ведет к разрушению графита. Для таких случаев приходится, пока эмпирически, подбирать особые комбинации элементов в анодных сплавах; для очень разбавленных растворов, содержащих ионы SO и С1 -, были, например, предложены аноды из сплавов железа с кремнием 4l, содержащие кремния около 18 %, углерода в сплаве должно быть мало. [46]
С - растворимость газа, г / л; i - плотность тока, а / м2 и Л - постоянная, зависящая от типа электрода и от происходящего на нем процесса. Опыты подачи питающего электролита в хлорные ванны через поры графитового анода показали, что увеличение концентрации хлористой соли, достигаемое таким образом внутри анода, позволяет на 20 - 40 / 6 увеличить его стойкость или, сохраняя нормальное разрушение графита, увеличить степень превращения хлористой соли до 70 - 80 % и соответственно повысить концентрацию щелочи. [47]
Исходя из рассмотренной выше микроскопической картины растворения графита, нетрудно объяснить эффект температуры аустенитизации и поверхностно-активных примесей. При нагреве растворимость углерода в аустените возрастает, так что уменьшение когезии графита сопровождается увеличением адгезии графита к матрице. Вследствие этого восстановление контакта двух фаз путем разрушения графита реализуется чаще. Одновременно с нагревом увеличивается и роль газов. Присадка в чугун элементов, снижающих поверхностное натяжение матрицы и тем самым ослабляющих адгезию, должна препятствовать науглероживанию. Задерживать растворение могут и примеси, увеличивающие силы связи в базисных плоскостях графита. [48]
Скорость разрушения графита в большой степени зависит от технологических условий работы хлорного электролизера. На рис. 30 показано по данным Джонсона13, как влияют основные факторы технологического режима на скорость разрушения анодов. Как видно из этих графиков, повышение температуры, понижение концентрации электролита и увеличение концентрации щелочи увеличивают разрушение анодов. Разрушение графита возрастает при увеличении плотности тока почти пропорционально последней, но если скорость разрушения отнести к количеству прошедшего электричества или полученного продукта, то эта величина несколько уменьшается с увеличением плотности тока. Обычно в промышленных условиях на тонну хлора затрачивается от 3 до 8 кг графита. [49]
Чтобы перевести горючую составляющую из графита в расг - Бор, нужно разрушить графитовую сетку. При окислении графита в присутствии азотной кислоты в чешуйках графитовой структуры образуются отверстия, в которых проходят молекулы азотной кислоты. Такое разрушение графита происходит при его анодном окислении. Графитовые блоки помещают в азотную кислоту в качестве анода. При пропускании гока графит измельчается, и из мелких частиц выщелачивается топливо. [50]
Несмотря на то что выделение графита из металлического раствора представляет собой один из механизмов образования естественного графита, физико-химическое состояние растворенного углерода точно неизвестно даже в железе. Понижение точки замерзания [172] дает некоторые сведения об этом. При более низких температурах возможно образование углерода, находящегося в полиатомарном состоянии в форме гексагональных колец. Способность насыщенного углеродом железа растворять графитовый стержень [581] указывает на разрушение графита при образовании соединения со слоистой структурой. [51]
Подогрев рассола, питающего ванны, позволяет заметно повысить температуру в ваннах, что оказывает благоприятное влияние на их работу, так как с повышением температуры значительно увеличивается электропроводность электролита, снижаются обратимые потенциалы разряда и уменьшается перенапряжение выделения хлора и водорода. Таким образом, повышение температуры позволяет существенно снизить напряжение на ванне и, следовательно, уменьшить удельный расход электроэнергии. Кроме того, при повышении температуры из-за усиленного испарения и уноса влаги газами увеличивается выход по току ( стр. Вследствие увеличения выхода по току повышение температуры рассола не вызывает заметного ускорения разрушения графита и преждевременного выхода ванн из строя. [52]
Восстановление контакта графита с матрицей может осуществляться в результате разрушения графита. Этому способствуют газы, растворенные в графите. Причиной образования трещин может явиться и различие между адгезией и когезией. Если адгезия и когезия мало изменяются с температурой, то при аустенитизации может происходить разрушение графита, особенно в случаях, когда радиусы кривизны поверхности поры и включения не сильно различаются. [53]
Применяющиеся во многих промышленных процессах графитовые и углеграфитовые аноды разрушаются при работе. Износ их обычно составляет несколько килограммов на тонну вырабатываемой продукции, а иногда возрастает до десятков килограммов. Это приводит к изменению напряжения итемпературы на электролизере в ходе работы, загрязнению аппаратуры и продуктов электролиза продуктами разрушения графита; увеличивается объем работ по обслуживанию и ремонту электролизеров. [54]
 |
Молекулярная структура графита. [55] |
В кристаллической решетке графита атомы углерода располагаются в виде параллельных плоских слоев, которые относительно далеко отстоят друг от друга, при этом атомы углерода в каждой плоскости имеют прочные межатомные связи. Поэтому связь между слоями значительно слабее, чем внутри слоя, и под воздействием внешних сил происходит скольжение - смещение одних слоев относительно других. Графиту присуща способность адсорбироваться на трущейся поверхности контркольца с образованием прочной пленки, ориентированной в направлении скольжения. Графит инертен к большому количеству агрессивных жидкостей и газов, не растворяется в растворителях органического и неорганического происхождения, не воздействует со многими кислотами ( исключая хромовую, азотную и концентрированную серную), стоек в растворах щелочей и солей. При трении разрушение графита происходит по границе кристаллов. [56]
ТУ-48-20-49-74) его размеры сначала уменьшаются до доз порядка 1 - Ю22 нейтр. После этого скорость изменения размеров ( формоизменения) меняет знак - развивается вторичное распухание. В результате последнего при дозе FQ ( критический флюенс нейтронов) восстанавливаются начальные размеры графита. В дальнейшем они уже увеличиваются с постоянной скоростью вплоть до разрушения графита. [57]
 |
Влияние габаритной плотности тока на скорость износа непропитанных ( 1 и пропитанных ( 2 маслом анодов. [58] |
Важные исследования, проведенные Стендером и Ксенжеком [82, 341-345], показали, что разряд хлора происходит вблизи поверхности анода, углубляясь внутрь пор не более чем на несколько десятых миллиметра. Это объясняется сравнительно невысоким перенапряжением при разряде ионов хлора на графите. Чем выше перенапряжение при электролизе, тем более глубокие слои лористого электрода затрагивает процесс разряда ионов. Поэтому процесс выделения кислорода осуществляется на большей глубине электрода, чем разряд хлора, вследствие чего разрушение охватывает и внутренние поры графита. При повышении рН раствора возрастает плотность тока разряда кислорода, увеличивается глубина проникания разряда кислорода и зона разрушения графита. [59]
Страницы: 1 2 3 4