Рабочая температура - электролиз
Cтраница 2
 |
Выход по току при различной концентрации NaClOs. [16] |
При повышении температуры сильно снижается напряжение на электролизере и, несмотря на некоторое уменьшение выхода по току, достигается снижение удельного расхода электроэнергии. Поэтому рабочую температуру электролиза принимают с учетом этих противоположно действующих факторов из экономических соображений. [17]
Хлор, выделяющийся в электролизерах, содержит пары воды в количестве, соответствующем парциальному давлению их над раствором анолита. При рабочей температуре электролиза 90 - 95 С парциальное давление паров воды над анолитом и электролитическими щелоками составляет примерно 400 - 500 мм рт. ст. Влаго-содержание 1 м3 хлора и водорода в этих условиях составляет от 0 9 до 1 5 кг. [18]
При одинаковых условиях работы ( плотность тока и температура поступающего рассола) напряжение на электролизере и рабочая температура в электролизере существенно изменяются в течение тура работы электродов. В начале тура рабочая температура электролиза минимальна, к концу тура достигает максимального значения, соответственно изменяется количество поды, испаряющейся в электролизере в единицу времени, и связанная с этим степень концентрирования католита. [19]
Вследствие постепенного износа графитовых анодов во время работы электролизера изменяются напряжение и тепловой режим аппарата. По мере износа графитовых анодов повышается рабочая температура электролиза. При высоких плотностях тока температура в электролизере к концу тура работы анодов может подняться выше допустимой. При этом в связи с испарением большого количества воды из электролита и уносом паров воды газами повышается концентрация щелочи и хлорида натрия в католите, что приводит к выделению кристаллов NaCl на поверхности диафрагмы и нарушению нормальной работы электролизера. В таких случаях понижение рабочей температуры электролиза может быть достигнуто подачей в электролизер холодного рассола. С повышением применяемой плотности тока, по-видимому, может оказаться целесообразной прокладка двух рассольных трубопроводов - для горячего и холодного рассола. [20]
Смесь высушенных LiCl и КС1 расплавляют, нагревая всю ванну пламенем газовой или нефтяной форсунки, затем подают на электроды постоянное напряжение, после чего подогрев прекращают. В дальнейшем электролит поддерживается в расплавленном состоянии при рабочей температуре электролиза ( 400 - 460) за счет тепла, выделяющегося в результате прохождения тока через расплав. Литий, выделяющийся на катоде, собирается в расплавленном состоянии на поверхности электролита и по мере накопления удаляется из ванны. Хлор из анодного пространства отсасывают вентиляторами и направляют в отделение абсорбции. Содержание LiCl в ванне поддерживают на уровне 55 - 57 вес. [21]
Повышение температуры процесса электролиза часто используют в производстве хлора и каустической соды, при электролизе воды и в других процессах для уменьшения удельного расхода электроэнергии. Применение МИА вместо графитовых анодов в производстве хлоратов позволяет увеличить рабочую температуру электролиза от 35 - 40 до 60 - 70 С и более и существенно снизить напряжение на электролизере. [22]
Электролизер Зданского - Лонца фильтрпрессного типа с биполярным включением электродов имеет внутренние каналы для сбора водорода и кислорода из ячеек и для распределения циркулирующего электролита и питательной воды между ячейками. Проведение процесса под давлением 30 - 40 ат позволяет повысить рабочую температуру электролиза до 110 - 120 С без чрезмерного увеличения количества воды, испаряемой и уносимой газами. В электролизере поддерживается небольшая плотность тока ( 1000 - 1500 а / м2), что в сочетании с высокой рабочей температурой и специальной активацией поверхности электродов позволяет вести процесс при относительно низком напряжении на ячейке ( 1 75 - 1 80 в) и невысоком удельном расходе электроэнергии. [23]
В последнее время делаются попытки использовать в электролизерах с диафрагмой опыт гуммирования металлических деталей анодной камеры в электролизерах с ртутным катодом. Затруднения, возникающие при этом, связаны с тем, что в современных диафрагменных электролизерах рабочая температура электролиза, особенно к концу тура работы электродов, значительно выше, чем в электролизерах с ртутным катодом. Например, в электролизерах БГК-17, работающих при плотности тока около 1000 а / ж2, рабочая температура к концу тура достигает 95 - 100 С, тогда как в электролизерах с ртутным катодом обычно стараются не повышать температуру сверх 70 - 75 С. В условиях работы при повышенных температурах требуются новые виды гуммировки. Применение гуммированных деталей в электролизерах с диафрагмой открывает большие возможности для конструкторов. [24]
 |
Зависимость напряжения на электролизере от температуры.| Зависимость выхода перхлората по току от остаточной концентрации. [25] |
Однако при этом повышается электропроводность электролита и снижается напряжение на электролизере. Повышение температуры приводит к сильному снижению напряжения на электролизере и несмотря на некоторое уменьшение выхода по току может снизить удельный расход электроэнергии. Поэтому рабочую температуру электролиза принимают с учетом этих противоположно действующих факторов из экономических соображений. [26]
 |
Схематический разрез по. [27] |
Электролизер имеет внутренние каналы для сбора водорода и кислорода из ячеек и для распределения циркулирующего электролита и питательной воды между ячейками. Проведение процесса под давлением 30 - 105 - 40 - Ю5 Па позволяет повышать рабочую температуру электролиза до 110 - 120 С без чрезмерного увеличения количества воды, испаряемой и уносимой с газами, и соответственно без значительного увеличения газонаполнения электролита. [28]
Вследствие постепенного износа графитовых анодов во время работы электролизера изменяются напряжение и тепловой режим аппарата. По мере износа графитовых анодов повышается рабочая температура электролиза. При высоких плотностях тока температура в электролизере к концу тура работы анодов может подняться выше допустимой. При этом в связи с испарением большого количества воды из электролита и уносом паров воды газами повышается концентрация щелочи и хлорида натрия в католите, что приводит к выделению кристаллов NaCl на поверхности диафрагмы и нарушению нормальной работы электролизера. В таких случаях понижение рабочей температуры электролиза может быть достигнуто подачей в электролизер холодного рассола. С повышением применяемой плотности тока, по-видимому, может оказаться целесообразной прокладка двух рассольных трубопроводов - для горячего и холодного рассола. [29]
Чтобы понизить рабочую температуру электролиза, в качестве электролита применяют только смеси LiCl, выбираемого по экономическим соображениям, с другими галогенидами. Использование смесей солей при электролизе расплавов преследует и другие цели: уменьшение летучести солей, частичное устранение анодного эффекта и в большинстве случаев увеличение электропроводности. Выбирая состав электролита, исходят из целесообразного сочетания ряда физико-химических характеристик его компонентов. Основной ( расходуемый) компонент должен быть дешев, термически устойчив, нелетуч, относительно легкоплавок, негигроскопичен, обладать хорошей электропроводностью и возможно более низким потенциалом разложения. Второй компонент ( солевая добавка) наряду с отмеченными свойствами должен иметь более высокий потенциал разложения при рабочей температуре электролиза и образовывать с основным компонентом системы эвтектического типа или твердые растворы с минимумом на кривой плавкости. [30]
Страницы: 1 2