Электролизер для получения магния и хлора

 

Техническим результатом изобретения является унификация модуля разделительной перегородки, что позволит снизить удельный расход электроэнергии и снизить трудозатраты на его изготовление. Электролизер состоит из кожуха, футеровки, двух электролитических отделений и расположенной между ними сборной ячейки. В электролитических отделениях размещены катоды, введенные через продольную стенку, и графитированные аноды, введенные через подину электролизера. Сборная ячейка отделена от электролитических отделений разделительными перегородками с верхними и нижними переточными каналами. Перегородка выполнена из модулей, соединенных между собой у верхней грани катода дополнительными модулями. Дополнительные модули установлены против торцов анодов, равны толщине графита и соединены с модулями замковым соединением. Электролитические отделения закрыты перекрытием. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения магния электролизом расплавленных солей.

Известен электролизер, включающий металлический кожух, футеровку, электролитические отделения с катодами, введенными через продольные стенки, анодами с чугунными токоподводами, размещенными в подине, и отделенные от сборной ячейки перегородками с переточными окнами. Футеровка электролизера выполнена из кирпича /Лебедев О. А. Производство магния электролизом. - М.: Металлургия. 1988. С. 196/.

Недостатком данной конструкции является размывание потоком электролита швов между кирпичами, особенно сильно это проявляется в разделительной перегородке. В верхней ее части образуются сквозные щели, через которые хлор из электролитических отделений попадает в сборную ячейку, ухудшая тем самым условия обслуживания электролизера, возрастают потери хлора. Кроме того, появление щелей приводит к выпадению кирпичей, что способствует разрушению разделительной перегородки и остановке электролизера на капитальный ремонт.

Из известных аналогов наиболее близким к заявляемому изобретению является электролизер для получения магния и хлора - прототип /Патент России N 2084558, опубл. БИ N 20, 1997/. Электролизер включает металлический кожух, футеровку, электролитические отделения с катодами и анодами, сборную ячейку, разделительную перегородку, выполненную из отдельных модулей, жестко скрепленные между собой выступом и пазом.

Недостаток данной конструкции электролизера заключается в фиксированности расстояния между переточными каналами, т.е. предполагается, что толщина катода и междуэлектродное расстояние на всех строящихся электролизерах неизменны. В действительности толщина катода в процессе эксплуатации уменьшается. На современных бездиафрагменных электролизерах катод используется 10-12 лет и толщина его при этом уменьшается на 15-20 мм, а соответственно возрастает междуэлектродное расстояние, т.е. возрастают напряжение на электродах и расход электроэнергии. Таким образом, требуется изготовление модулей с разными расстояниями между переточными каналами, для чего необходимо большое количество оснастки, что удорожает стоимость капитального ремонта электролизера.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в унификации модуля разделительной перегородки, что позволит монтировать электролизер с необходимым междуэлектродным расстоянием. Это позволит снизить удельный расход электроэнергии и трудозатраты на изготовление модулей.

Поставленная задача решается так, что в электролизере, включающем кожух, футеровку, электролитические отделения с катодами и анодами, отделенные от сборной ячейки разделительными перегородками с переточными каналами, новым является то, что модули в верхней части перегородки установлены с образованием зазора, в котором размещены дополнительные модули, образующие переточные каналы и установленные напротив торцов анодов. Дополнительные модули выполнены с возможностью съема и перемещения по длине зазора. Модуль перегородки соединен с дополнительным модулем замковым соединением. Размер дополнительного модуля по ширине равен толщине анода. Между дополнительными модулями установлены V-образные переточные каналы.

Изготовление разделительной перегородки из модулей, которые в области переточных каналов соединены дополнительными модулями, установленными напротив анодов, позволит монтировать электролизер с минимальным количеством разновидностей модуля при любом междуэлектродном расстоянии, что позволит снизить расход электроэнергии и снизить трудозатраты на изготовление и установку модулей.

На фиг.1 изображен поперечный разрез электролизера, на фиг. 2 - продольный вид разделительной перегородки.

Электролизер состоит из кожуха 1, футеровки 2, двух электролитических отделений 3 и расположенной между ними сборной ячейки 4. В электролитических отделениях 3 размещены катоды 5, введенные через продольную стенку, и графитированные аноды 6, введенные через подину электролизера. Сборная ячейка 4 отделена от электролитических отделений 3 разделительными перегородками 7 с верхними 8 и нижними 9 переточными каналами. Перегородка 7 выполнена из модулей 10, образующих между собой зазор 11, в котором размещены съемные, перемещающиеся по зазору модули 12. Дополнительные модули 12 установлены напротив торцов анодов 6, равны толщине анода и соединены с модулями 10 замковым соединением. Электролитические отделения закрыты перекрытиями 13.

Монтаж перегородки Разделительная перегородка 7 монтируется следующим образом. Сначала устанавливают модули 10. Затем на них размещают напротив анодов дополнительные модули 12, на которые сверху устанавливают модули 10.

Электролизер работает следующим образом. Процесс электролиза происходит при температуре 680±10^oC. При прохождении постоянного электрического тока через электролит и электроды в электролитическом отделении на катоде выделяется магний, на аноде - хлор. Магний потоком электролита через верхние переточные каналы 8 перегородки выносится в сборную ячейку 4. Пузырьки хлора сепарируются от электролита и отсасываются из под перекрытия 13.

Формула изобретения

1. Электролизер для получения магния и хлора, включающий кожух, футеровку, электролитические отделения с анодами и катодами, сборную ячейку, разделительные перегородки, выполненные из модулей, переточные каналы, отличающийся тем, что модули в верхней части перегородки выполнены с образованием зазора, в котором размещены дополнительные модули, выполненные с возможностью съема и перемещения по длине зазора, образующие переточные каналы и установленные напротив торцов анодов.

2. Электролизер для получения магния и хлора по п.1, отличающийся тем, что размер дополнительного модуля равен толщине анода.

3. Электролизер для получения магния и хлора по п.1 или 2, отличающийся тем, что модуль перегородки соединен с дополнительным модулем замковым соединением.

4. Электролизер для получения магния и хлора по п.1, отличающийся тем, что между дополнительными модулями размещены V-образные переточные каналы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2