Twórca wynalazku: Uprawniony z patentu: Produits Chiiniaues Ugime Kuhlimamm, Courfoe- voie (Francja) Urzadzenie do odzyskiwania gazów z elektrolizy chlorków metali alkalicznych Wynalazek dotyczy urzadzenia do odzyskiwania gazów z elektrolizy chlorków metali alkalicznych.Elektroliza solanki w celu otrzymania chlora¬ nów metali alkalicznych prowadzi do wytworze- nia sie (mieszaniny gazów, zawierajacej wodór, wytworzony ma katodach komór elektrolitycznych, oraz tlen, chlor i ewentualnie dwutlenek wegla, które tworza sie w efekcie reakcji ubocznych, po¬ wodujac spadek wydajnosci, wynikajacy z prawa Faradaya.Sklad tej mieszaniny gazów zalezy od typu ko¬ mór elektrolitycznych, rodzaju uzytych elektrod i warunków procesu elektrolizy.W komorach z anodami grafitowymi, powszech¬ nie uzywanymi do ostatnich lat, sklad mieszaniny gazów (byl nastepujacy: H2 — od 91 do 95M\ 02 — od 4 ido 7l°/ lVo. Odzyskiwanie i przerób tych gazów odloto¬ wych stanowi problem, w szczególnosci bezpie¬ czenstwa pracy, z powodu ich zapalnosci i wyibu- ohowosci z uwagi na stosunkowo duza zawartosc tlenu.Rozwiazanie powszechnie stosowane w celu od¬ prowadzenia i przerobu tej mieszaniny z zado¬ walajacym bezpieczenstwem polegala na rozcien¬ czeniu mieszaniny gazów w komorach elektroli- tycznyich lub u wylotu z nich powietrzem w ilo¬ sci okreslonej tak, by zawartosc wodoru w mie¬ szaninie gazów z elektrolizy z powietrzem wyno- 10 sila ponizej 4°/o, co odpowiada rozcienczeniu ga¬ zów z elektrolizy co najmniej 25 razy.Od lat siedemdziesiatych zostala rozwinieta ilo¬ wa technika komór do elektrolizy, w której stosu¬ je sie anody z tytanu, pokryte warstwa eiektro- aktywna, pozwalajace w nowych warunkach pro¬ wadzenia procesu otrzymac wydajnosc wyzsza niz w komorach z anodami grafitowymi oraz miesza¬ nine gazów, zawierajaca powyzej 96°/o H* pondzej 3,5% 02 i od 0,2 do 0,5°/o Cl2, a wiec o skladizde lezacym poza strefa wyfouchowosci.Poprzednie rozwiazanie mozna równiez zasto¬ sowac, lecz prowadzi ono do znacznego rozciencze¬ nia gazów, co wymaga uzycia wentylatorów duzej 15 mocy i zuzycia nie malylch ilosci energii. Druga, jeszcze bardziej niekorzystna strona rozcienczenia jest (faklt, ze odzyskanie wodoru dla pózniejszego jego zuzytkowania, jako paliwa lub surowca, sta¬ je sie praktycznie niemozliwe.Obecny wynalazek dotyczy urzadzenia, iktóre roz¬ wiazuje problemy bezpieczenstwa, zwiazane z od¬ zyskiwaniem gazu z elektrolizy, pozwalajac zu¬ zytkowac wodór wytwarzany w trakcie elektroli¬ zy.Urzadzenie do odzyskiwania gazów z elektrolizy chlorków metali alkalicznych, charakteryzuje sie tym, ze zawiera pluczki kolumnowe (3) zaopatrzo¬ ne w zamkniecie hydrauliczne (4) i w automatycz¬ ny uklad (rozdzialu gazu obojetnego i powietrza 30 (6), (10), sprzezony z generatorem pradowym i ko- 20 25 123 3123 123 312 4 more elektrolityczna. Zamkniecie hydrauliczne (4) reguluje cisnienie od 98 do 1960 kPa.Urzadzenie wedlug wynalazku zapewnia doplyw gazu obojetnego w ciagu okreslonego okresu cza¬ su przerwy pracy generaltora pradowego. Genera¬ tor (pradu zasila komory. Uklad do regulowania ci¬ snienia pozwala uniknac przedostawania sie po¬ wietrza przypadkowego, z przewodów, doprowa¬ dzajacyiah uitwoirzone w czasie elektrolizy gazy do kolumnowych pluczek, co pozwala wyeliminowac cihiar, z zamkniecia hydraulicznego w pluczkach koflumnowych, pozwalajacego na utrzymanie ci¬ snienia w komorach przy przejsciu gazów z ko- \\mm jó& pilucz^^luimnowych, (Uklady te dzialaja automatycznie poprzez generator pradu dla auto¬ matycznego oczyszczenia komór za pomoca obo¬ jetnego gazu, ponadto automatycznie dzialajacy generator 'doprowadza ewentualnie do komór po¬ wietrze, w celu utrzymania inie eksplodujacej mie¬ szaniny gazów wskutek przypadkowego obnizenia napiecia komor podczas malej predkosci przeply¬ wu strumienia gazów.Pluczki kolumnowe, stanowia zamkniecie hy¬ drauliczne, a automatyczny uklad rozdzialu gazu obojetnego jest dostosowany do dzialania "genera¬ tora pradowego i do intensywnosci pracy komór.Jesli instalacja elektrolizy funkcjonuje normalnie, zachodzi naturalne wydzielanie sie gazu z elek¬ trolizy, ten zas przeplywa dalej przez pluczki ko¬ lumnowe, gdzie wymywany jest chlor, wskutek czego u wylotu 5 z baterii pluczek otrzymuje sie wodór, zawierajacy ponizej 3,5P/o tlenu, który mo¬ ze byc zuzyty bezposrednio lub poddany oczysz¬ czeniu do ewentualnego dalszego przerobu.Urzadzenie wedlug wynalazku zawiera ponadto system bezpieczenstwa, pozwalajacy zachowac bezpieczne warunki pracy urzadzenia w warunkach pdfejsciowych, jak w przypadku wylaczenia do¬ plywu pradu oraz przy zmniejszonej intensywno¬ sci produkcji.W tych przypadkach wzrasta oczywiscie zawar¬ tosc tlenu w mieszaninie wydzielanych gazów tak, ze moga stac sie wybuchowe.W przypadku przerwy w doplywie pradu na skutek wylaczenia otwiera sie zawór automaty¬ czny 6 sprzezony z generatorem pradowym, wsku¬ tek czego do kolektora gazów 2 i do komór Ai— An «doplywa azot luib inny gaz obojetny pobierany ze zblornfijków 7 poprzez komore dekompresyjna 8, pozwalajacy regulowac ilosc doplywajacego gazu obojetnego. Komory elektrolityczne i przewody ru¬ rowe sa wiec przedmuchiwane gazem obojetnym, który wypycha gazy z elektrolizy i utrzymuje urza¬ dzenie pod cisnieniem. Drugi wariant systemu bezpieczenstwa pozwala prowadzic przedmuchiwa¬ nie gazem obojetnym w ciagu okreslonego czasu po czym pod koniec tego okresu nastepuje auto¬ matyczne wylaczenie.W przypadku zmniejszenia intensywnosci pro¬ dukcji ,na przyklad do 1/10 zdolnosci produkcyj¬ nej, wentylator 9 zasysa powietrze i wdmuchuje je do komór elektrolitycznych i przewodów ko¬ lektorowych gazu poprzez zawór automatyczny 10 sterowany w zaleznosci ód intensywnosci pracy komór. Doplyw powietrza zalezy od charaktery¬ styki jednego lub wiekszej liczby wentylatorów, ta zas okreslona jest na podstawie stopnia roz¬ cienczenia, koniecznego dla otrzymania miesza¬ niny gazów w obszarze poza granicami wybucho- wosci. Moc wentylatorów jest ograniczona, gdyz przystosowane one sa do pracy w warunkach ogra¬ niczonej intensywnosci produkcji elektrolizerów, kiedy to ilosc wydzielanych gazów jest znacznie ograniczona.Ponizszy przyklad objasnia, nie ograniczajac za¬ kresu wynalazku.Przyklad. Na oddziale elektrolizy chlorku soi- dowego produkujacym 1 tone na godzine chlora¬ nu sodowego otrzymuje sie z komór 666 m3/feodz. wodoru, 13,5 m8/godz. tlenu i 1,4 m3/godz. chloru, mierzonych w normalnych warunkach tempera¬ tury i cisnienia (0°C, 1 bar)..Oddzial liczy 50 elektrolizerów A pracujacych pod obciazeniem 32 000 A i podzielonych -na 2 ciagi po 15 elektrolizerów. Nad kazdym ciagiem znajduje sie przewód rurowy 2 o srednicy 150 mm, zbierajacy gazy z kazdej komary danego ciagu i doprowadzajacy je do pluczki kolumnowej 3.Zamkniecie hydrauliczne 4, zainstalowano w plu¬ czce, reguluje cisnienie wewnatrz urzadzenia na wysokosci 50 mm slupa wody, przy czym gazy wyplywaja swobodnie z komór i przeplywaja przez oba kolektory i przez pluczki kolumnowe bez ja¬ kiegokolwiek dodatkowego napedu. Nadcisnienie utrzymywane w urzadzeniu zapobiega przypad¬ kowemu wtargnieciu powietrza, zas wyplywajaca z urzadzenia mieszanina gazów miesci sie w ob¬ szarze wymaganego bezpieczenstwa.W przypadku wylaczenia doplywu pradu, zawór 6 otwiera doplyw azotu do obiegu gazów w ilo¬ sci, regulowanej przez dekompresor w granicach od 8 do 20 m8/godz. na kazdy kolektor, przy czym komory utrzymywane sa przez caly czas pod nad¬ cisnieniem regulowanym za pomoca zamkniecia hydraulicznego.Jesli urzadzenie pracuje przy ograniczonej in¬ tensywnosci pracy elektrolizerów, na przyklad przy obciazeniu 1000 A, wentylator 9 wdmuchuje przez zawór 10 do kazdego kolektora powietrze w ilo¬ sci 350 m8/godz. pod cisnieniem nieco wyzszym od utrzymywanego przez zamkniecie hydraulicz¬ ne. PL PL PL PL PL PL PL PL PL