RU2136784C1

RU2136784C1 - Хлорщелочной диафрагменный электролизер

Info

Publication number: RU2136784C1
Application number: RU94003821/25A
Authority: RU
Inventors: Траини Карло (IT); Траини Карло; Менегини Джованни (IT); Менегини Джованни
Original assignee: Де Нора С.п.А.
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1994-02-10
Publication date: 1999-09-10
Also published as: ATE171484T1; ZA94913B; DE69413431D1; CA2114756A1; BG61848B1; NO940460D0; JPH06340990A; BG98451A; CN1052514C; DE69413431T2; RU94003821A; ITMI930257A0; SA94140573B1; NO311768B1; NO940460L; IL108487A0; IT1263900B; BR9400553A; US5534122A; EP0611836A1

Abstract

Использование: хлорщелочной электролиз, хлорищелочной диафрагменный электролизер, содержащий пары чередующихся анодов и катодов, причем катоды имеют поверхности, снабженные отверстиями и покрытые пористыми коррозионно-стойкими диафрагмами, причем электролизер дополнительно содержит входы подачи рассола и выходы для удаления хлора, водорода и каустика, причем аноды расширяющегося типа обеспечены внутренними расширителями и электродными поверхностями с отверстиями для высвобождения получаемого газообразного хлора, отличающийся тем, что аноды имеют по крайней мере одно средство поджатия, выполненное из коррозионно-стойкого материала, имеющего упругие свойства для поддержания при постоянном и равномерно распределенном поджатии электродных поверхностей анодов к диафрагмам. Аноды предпочтительно оборудованы тонкими катаными сетками, прикрепленными к каждой из электродных поверхностей, обращенных к диафрагме, и гидродинамическими средствами, пригодными для усиления внутренней циркуляции. Изобретение позволяет снизить напряжение по сравнению с обычным значением, получаемым для известных электролизеров диафрагменного типа. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Хлорщелочной электролиз является электролитическим способом, имеющим огромное промышленное значение. В общем плане, этот способ может быть показан как разложение исходного реагента, которым является водный раствор хлорида натрия (далее называемый рассолом), с образованием газообразного хлора, гидроокиси натрия в водном растворе и водорода. Это разложение может быть осуществлено за счет применения электроэнергии, которая может рассматриваться в качестве, дополнительного реагента. Хлорщелочной электролиз выполняется тремя видами технологий; в ртутных электролизерах (с ртутными катодами), в электролизерах с пористыми диафрагмами и в электролизерах с ионообменными мембранами. Последняя технология представляет наиболее современную разработку и характеризуется низким энергопотреблением и отсутствием экологических недостатков и недостатков, связанных со здоровьем людей. С другой стороны, ртутные электролизеры, вероятно, должны быть резко ограничены в применении из-за некоторых ограничений, связанных с большинством стран с выпуском ртути в атмосферу и в почву. Действительно, большинство современных конструкций электролизеров удовлетворяют некоторым требованиям настоящих правил, но общественное мнение отвергает "а приори" любой способ, который может привести к возможному сбросу тяжелых металлов в окружающую среду.

Диафрагменный способ имеет также недостатки, т.к. главным компонентом диафрагмы являются асбестовые, волокна, которые считаются мутагенным агентом. Наиболее передовая технология предусматривает использование диафрагмы, выполненной нанесением слоя асбестовых волокон, смешанных с некоторыми полимерными связующими, на катоды, выполненные из железных сеток. Полученная таким образом конструкция затем нагревается, поэтому плавление полимерных частиц обеспечивает механическую стабилизацию агломерата асбестовых волокон.

Как следствие, минимизируется потеря волокон в процессе операции (в частности, в сточных водах завода), также как выброс в атмосферу благодаря различным мерам, принятым в процессе обработки асбеста на стадии нанесения.

Однако это представляется достаточным только для продления существования диафрагмной технологии, ввиду даже увеличения трудности в обеспечении асбестовыми волокнами из-за прогрессирующего закрытия шахт. По этой причине пористые диафрагмы развиваются там, где асбестовые волокна заменяются волокнами из неорганических материалов, полностью безопасных, таких как окись циркония, механически стабилизированная полимерными связующими. Нанесение и стабилизация нагреванием в печи выполняются в соответствии с методикой, принятой для асбестовой диафрагмы.

В последние годы графитовые аноды были почти полностью заменены анодами со стабильными размерами, выполненными из титановой подложки, покрытой электрокаталитической пленкой на основе окислов благородных металлов. На заводах, использующих наиболее передовые технологии, аноды со стабильными размерами являются анодами расширяющегося типа, что позволяет минимизировать зазор между анодом и катодом, с соответствующим снижением напряжения электролизера. Анод-катодный зазор означает здесь расстояние между поверхностью анодов и поверхностью диафрагмы, расположенной положенной на катодах.

Расширяющиеся аноды, как описано, например, в патенте США N 3674676, имеют форму ящика с прямоугольным сечением, довольно плоским, электродные поверхности которых выдерживаются в поджатом положении с помощью соответствующих держателей, когда анод вводится между катодами в процессе оборки электролизера. Перед пуском электродные поверхности анодов высвобождаются и отодвигаются к поверхностям диафрагм соответствующими средствами расширения или расширителями. Между электродными поверхностями и диафрагмами могут быть введены прокладки. Эти технологические улучшения делают стоимость производства хлора и каустика, полученного по диафрагменной технологии, совсем близкой и даже немного выше к стоимости хлора и каустика, порученных по мембранной, технологии.

Поэтому имеется общераспространенное мнение, что заводы с диафрагменными электролизерами могут еще оставаться в работе в течение длительного времени, и будущее этих заводов будет даже более перспективным, если будут преодолены следующие недостатки, обусловленные технологией:
- напряжение электролизеров выше, чем теоретически получаемое при расширении анодов. Хорошо известно, что напряжение электролизера линейно снижается с уменьшением анодно-катодного зазора. Указанный результат связан с более низкими омическими потерями в слое рассола между диафрагмой и анодом. Однако, при анодно-катодном расстоянии ниже некоторого предела, обычно 3,5-4 мм, напряжение электролизера остается более или менее постоянным или даже увеличивается (смотри Уинингз и другие в Modern Chlor-Alkali Technology, 1980, с. 30-32).

Это отрицательное поведение, совершенно неудовлетворительное, обусловлено пузырями хлора, которые попадают в ловушку в тонком слое рассола между анодом и диафрагмой. Проблема частично решается с помощью применения внутренних гидродинамических средств, как описано в патенте США N 5066378. Указанные средства направлены на обеспечение сильной циркуляции рассола, способной удалить пузыри хлора,
- увеличение напряжения электролизера при электролизе, увеличение которого обусловлено, в основном, улавливанием газа внутри пор, чему способствуют недостаточно гидрофильные свойства материала, образующего диафрагму, в частности, в случае диафрагм, содержащих полимерные связующие, как предполагалось Найном в Electrochemical Acta, т. 22, стр. 429 (1979). Увеличение напряжения электролизера может быть также обусловлено осаждением примесей, содержащихся в рассоле внутри диафрагмы,
- осаждение металлического железа или электропроводящих соединений железа, таких как магнетит (Fe₃O₄), образованных при восстановлении на катоде, с ростом дендритов в диафрагме и выделением водорода в анодном отсеке (водорода в хлоре, что является взрывоопасным). Эта проблема является подобно той, которая имеет место с диафрагмами, характеризующимися порами высокой кривизны, как рассматривается флоркивицем и другими на the 35-th Seminar of Chlorine Institute, Нью-Орлеан, Луизиана, США, март 18,..1992,
- снижение выхода по току для цикла электролиза,
- снижение срока службы диафрагмы.

Наиболее близким к заявленному является хлорщелочной диафрагменный электролизер, с анодом со средством поджатия его электродной поверхности к диафрагме, выполненного из коррозионно-стойкого материала, имеющего упругие свойства (DE 2828892 A1, 11.01.79.).

Задачей изобретения является создание улучшенного диафрагменного электролизера для хлорщелочного электролиза, который позволит устранить недостатки аналогов и обеспечить улучшенный способ электролиза, использующий улучшенный диафрагменный электролизер изобретения.

Другой задачей изобретения является обеспечение улучшенной конструкции анода расширяющегося типа для диафрагменного электролизера.

Эти и другие преимущества изобретения становятся очевидными из следующего описания.

Настоящее изобретение относится к хлорщелочному электролизеру диафрагменного типа, который позволяет снизить напряжение по сравнению с обычным значением, получаемым для известных электролизеров диафрагменного типа. Электролизер изобретения содержит расширяющиеся аноды, электродные поверхности которых, после расширения соответствующими расширяющими средствами или расширителями, затем поджимаются к диафрагме, расположенной на катодах, поджимающими средствами или пружинами, способными оказывать достаточное поджатие при сохранении обычной упругости анода. Эта упругость является необходимой для того, чтобы получить равномерное поджатие, действующее на диафрагму, даже после запуска электролизера, когда температура увеличивается до 90-95^oC, и различные узлы и детали подвергаются различному расширению в зависимости от вида конструкционных материалов. Эта упругость, кроме того, является необходимой для того, чтобы избежать того, чтобы чрезмерное сжатие действовало на диафрагму, вызывая выход из строя, как это иногда имеет место в случае жестких поджимающих средств.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения будут теперь описаны со ссылкой на рисунки.

Фиг. 1 представляет собой поперечное сечение главного вида традиционного электролизера диафрагмного типа для хлорщелочного электролиза, содержащего аноды настоящего изобретения.

Фиг. 2 и 3 представляют аноды до и после введения поджимающих средств настоящего изобретения.

Фиг. 4 представляет поперечное сечение главного вида электролизера с фиг. 1, дополнительно содержащего гидродинамические средства, как показано в примере 4.

На фиг. 1 диафрагменный электролизер содержит основание (A), на котором расширяющиеся аноды (B) скреплены с помощью проводящих шин (D). Катоды (C) выполнены из сетки или пробитого листа железа и снабжены диафрагмами. Прокладки (не показаны на фиг.) могут быть необязательно, введены между поверхностями анодов и диафрагм. Крышка (G) выполнена из коррозионностойкого материала с выпускными патрубками (H) для хлора и впускными патрубками (не показано) для рассола. Водород и каустик выводятся через патрубки (I) и (L), соответственно.

Фиг. 2 детально показывает расширяющиеся аноды (B) в противоположном положении, содержащие электродные поверхности, выполненные из сетки с крупными отверстиями (Е) и сетки с мелкими отверстиями (M), скрепленными вместе, внутренние средства расширения или расширители (F) и держатели (N).

Фиг. 3 представляет тот же анод с фиг. 2 в расширенном положении после удаления держателей и после введения средств поджатия изобретения (O₂Q). В этом устройстве показано четыре средства поджатия. В частности, средства поджатия (O), отдельно от средств поджатия (Q), образуют с внутренними поверхностями расширителей (F) спускные трубы для перемещения спускающегося потока дегазированного рассола.

На фиг. 4 электролизер с фиг. 1 дополнительно содержит гидродинамические средства (P), такие же, как описано в US 5066378. Указанные гидродинамические средства представлены в двух альтернативных положениях, с левой стороны они представлены в основном положении, тогда как с правой стороны они расположены в поперечном положении по отношению к электродной поверхности анодов.

Так как электродные поверхности анодов настоящего изобретения поджимаются к диафрагмам, указанные поверхности должны быть сквозными, такими как битые, или перфорированные, или прокатанные металлические листы, чтобы позволить отвести пузырьки хлора от середины рассола, содержащегося внутри расширяющегося анода. В анодах, широко используемых на серийных заводах, крупноячеистые листы с сквозными проходами (E на фиг. 2 и 3) имеют толщину 2-3 мм, а ромбовидные или квадратные отверстия имеют размер по диагонали 5-15 мм.

Без ограничения настоящего изобретения частной теорией, относящейся к рабочим механизмам, предполагается, что низкие напряжения электролизера, полученные для электролизера изобретения, обусловлены минимальным расстоянием между анодом и катодом, которое достигается эффективным поджатием, действующим на диафрагму, которая поэтому сохраняет свою первоначальную толщину и не подвергается никакому объемному расширению в результате гидратации волокон или воздействию пузырей газа. Наоборот, расширяющиеся аноды предшествующего уровня техники, без дополнительных средств поджатия или пружин настоящего изобретения, остаются на расстоянии от диафрагмы или при случайном контакте, они даже способны оказать слабое поджатие на диафрагму и поэтому не могут избежать своего расширения.

Также возможно, что сильное поджатие, оказываемое на электродную поверхность, сжимает диафрагму, увеличивая кэгезию волокон, образующих диафрагму, и позволяя избежать удаления пузырей газообразного хлора. Оказывается, что эта гипотеза подтверждается повышенной стабильностью в соответствии с лучшим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, где тонкий со сквозными проходами лист (M на фиг.2 и 3) фиксируется на традиционном с крупными ячейками листе, составляющем анод, обычно используемый на серийных заводах. Под листом со сквозными мелкими отверстиями понимается лист, имеющий характерную толщину в интервале 0,5-1 мм и отверстия со средним размером 1-5 мм. Эта двойная структура поверхностей анодов настоящего изобретения позволяет получить необходимую жесткость для передачи на поверхность диафрагмы поджатия, развиваемого средствами поджатия внутри анодов, и иметь множество точек контакта, которые держат волокна диафрагмы в позиции намного лучше, чем в случае только экрана с крупными отверстиями. Множество точек контакта позволяет также обеспечить дополнительное снижение напряжения электролизера, как следствие более равномерного токораспределения.

Было также установлено, что напряжение электролизера является неожиданно низким, когда электролизер изобретения оборудуется гидродинамическими средствами (P на фиг.4), как описано в патенте США N 5066378. Этот положительный результат, вероятно связан с сильной циркуляцией рассола, которая легко удаляет пузыри хлора на границе поверхности анод-диафрагма. Промежуточный результат может быть получен без вышеуказанных гидродинамических средств за счет обеспечения спускных труб, расположенных внутри анодов.

Кроме того, неожиданно, что в противоположность тому, что установлено в технической литературе (Ван дер Стиген, Journal of Applied Electrochemistry, т. 19 (1980), стр. 571-579), настоящее изобретение позволяет поддерживать постоянным напряжение электролизера в течение длительного времени без увеличения, создаваемого образованием пузырьков газа внутри диафрагмы, таким образом высокий выход по току даже с анодами в контакте с диафрагмами. Положительные результаты, наиболее вероятно, обусловлены очень высокой кривизной пор и меньшим средним диаметром, обеспечиваемыми сильным сжатием, оказываемым анодами на волокна диафрагмы, как следствие сильного поджатия, развиваемого средствами поджатия настоящего изобретения. Кроме того, возможно, что значительное влияние оказывает более высокая однородность распределения поджатия, производимого анодами на диафрагмы, благодаря множеству точек, при этом необходимое поджатие прикладывается к анодам, когда для каждого анода используется более одного средства поджатия настоящего изобретения.

Кроме того, неожиданно найдено, что при работе электролизеров, собранных как описано выше, значительно снижается отрицательное влияние железа, содержащегося в рассоле, т.е. присутствие водорода в хлоре. Это может быть также приписано высоко криволинейной пористости диафрагм, сильно поджатых анодами. Благодаря этой кривизне рост дендритов металлического железа или магнетита сильно затруднен.

С анодами, сильно поджатыми к диафрагмам, расположенным на катодах, развивающиеся дефекты в диафрагме могут привести к контакту между анодами и катодами, вызывая, таким образом, короткое замыкание. Для того, чтобы избежать указанного риска, аноды могут быть снабжены соответствующими прокладками, как описано в патенте США N 3674676. Указанные прокладки, однако, затрудняют снижение анодно-катодного расстояния до нуля, и поэтому представляют серьезное препятствие для минимизации напряжения электролизера. Для решения этой проблемы изобретение предусматривает, что катоды, выполненные из железной проволочной сетки, перед установкой диафрагмы обеспечиваются соответствующей тонкой пластиковой сеткой, наносимой на железную сетку или, в более простом варианте, пластиковыми жгутами, вплетенными в железную сетку с образованием защитного слоя. Затем на полученных таким образом катодах устанавливается традиционным образом диафрагма.

Средства поджатия изобретения (O, Q на фиг. 3), предпочтительно, имеют форму полосы из коррозионно-стойкого материала, такого как титан, когда используется металлический материал. Полоса согнута в продольном направлении для того, чтобы обеспечить некоторую упругость концов самой полосы. Благодаря своей упругости полоса может быть непосредственно вставлена внутрь анодов, так что ее концы поджимают электродные поверхности анода, которые, таким образом, поджимаются к диафрагме. Упругость полосы позволяет ей располагаться внутри анода без какого-либо переподжатия. Продольно согнутые полосы вышеописанного типа могут иметь различные поперечные сечения, например, в виде C, V или омеги.

Технология применения описанных выше полос предусматривает, что аноды в противоположном положении, как показано на фиг. 2, устанавливаются между катодами электролизера, снабженными диафрагмами, как в общепринятой практике. Аноды затем расширяются удалением держателей (N на фиг.2), которые удерживают электродные поверхности в поджатом положении. Затем, в аноды вводятся средства поджатия изобретения (O, Q на фиг. 3). Когда средства поджатия выполняются из полос, имеющих V-образное поперечное сечение, может быть использована следующая процедура. Полосы вводятся внутрь расширяющихся анодов благодаря тому, что высота правильного треугольника, образованного двумя концами полосы, выдерживается меньшей, чем расстояние между большими поверхностями после расширения. Полосы затем поворачиваются и вставляются против электродных поверхностей анодов, которые поджимаются таким образом к диафрагмам. Сборка, образованная электродными поверхностями анодов и полосами, сохраняет некоторую упругость благодаря способности каждой полосы увеличивать или уменьшать угол, соответствующий вершине V, в зависимости от степени механического напряжения.

В последующих примерах описываются некоторые предпочтительные варианты осуществления изобретения. Однако, должно быть понятно, что изобретение не ограничивается отдельными примерами. Например, ясно для специалистов, что настоящее изобретение может быть успешно применено для мембранных электролизеров, так называемого "карманного" типа, которые получаются из существующих диафрагменных хлорщелочных электролизеров, использующих ионообменные мембраны в форме "кармана", в котором способен разместиться катод.

Пример 1.

Испытания были проведены на хлорщелочной производственной линии, содержащей диафрагменные электролизера типа MDC55, оборудованные анодами со стабильными размерами расширяющегося типа и традиционными прокладками для обеспечения расстояния между диафрагмой и электродной поверхностью анода около 3 мм. В этом положении аноды имели толщину около 42 мм. Электродные поверхности были выполнены из титановой сетки с крупными ячейками, имеющей толщину 1,5 мм и ромбовидные отверстия с диагоналями 6 и 12 мм, соответственно, покрытой электрокаталитической пленкой, содержащей окислы металлов платиновой группы. Такая конструкция позволяет получить данные, типичные для известной технологии.

Рабочие условия и результаты были следующими:
- диафрагма из асбестовых волокон с фторсодержащим полимерным связующим MS2-типа, толщиной 3 мм (измеренной в сухом состоянии); -
- плотность тока - 2200 А/м²;
- среднее напряжение электролизера - 3,35 В;
- свежий рассол - 315 г/л при скорости подачи около 1,6 м³/ч;
- выходящий раствор
'каустика - 125 г/л,
,хлорида натрия - 190 г/л;
- средняя рабочая температура - 95^oC;
- среднее содержание кислорода в хлоре - 3%;
- среднее содержание водорода в хлоре - < 0,1%;
- средний выход по току - около 93%.

Через 15 дней работы один из электролизеров был отключен и открыт. Прокладки были извлечены, чтобы позволить анодам полностью расшириться. Два средства поджатия изобретения были введены внутрь каждого анода, и электродные поверхности анодов были сильно поджаты к соответствующим диафрагмам. Средствами поджатия были титановые полосы, имеющие такую же длину, как длина анодов, толщину 1 мм и ширину 70 мм, сложенные вдоль продольной оси для того, чтобы образовать букву V с углом 90^o. Это является поперечным сечением полос, образованным правильным прямоугольным треугольником, имеющим основание 50 мм и высоту относительно основания 25 мм. Средства поджатия были введены внутрь анодов так, чтобы иметь основание параллельно электродным поверхностям анодов, и затем были повернуты примерно на 40 градусов, поджимая, таким образом, большие поверхности анодов к диафрагмам. Сборка аноды-средства поджатия сохраняла некоторую упругость благодаря упругим свойствам полос, согнутых с образованием V-образного поперечного сечения. Положение средств поджатия (9) внутри анодов не было таким, как для образования с внутренними поверхностями расширителей внутри анодов любой отводящей трубы для дегазированного рассола (без содержания пузырьков газообразного хлора). Модифицированный таким образом электролизер был вновь запущен в работу.

Такая же наладка была осуществлена на 2-х электролизерах, снабженных новыми диафрагмами, которые не были до этого в работе. Один из двух электролизеров был заполнен рассолом при комнатной температуре, чтобы обеспечить гидратацию диафрагмы. Два электролизера, полученные как указано выше, были установлены в производственную линию. Одновременно были стабилизированы рабочие параметры, было отмечено, что 3 электролизера, оборудованные средствами поджатия настоящего изобретения, отличались очень близкими значениями напряжения около 3,25 В и поэтому на 0,1 В ниже по отношению к среднему значению напряжения всех других электролизеров, выполненных в соответствии с достигнутыми уровнем техники.

Для целей сравнения один электролизер производственной линии, имеющий напряжение 3,33 В, был отключен и открыт. Прокладки были удалены, чтобы позволить анодам расшириться полностью. Средства поджатия изобретения не были введены в электролизер. Электролизер был закрыт и пущен в работу. После стабилизации рабочих параметров напряжение электролизера составило 3,35 В, что было очень близко к типичному значению работы перед отключением. Для всех 4-х электролизеров не было отмечено заметного отклонения, с точки зрения содержания кислорода в хлоре и выхода по току по отношению к типичным значениям работы перед отключением и модификациями.

Пример 2. Один электролизер производственной линии с временем работы 20 дней и напряжением 3,35 В был отключен, прокладки были удалены, и электролизер был оборудован средствами поджатия из примера 1. Средства поджатия, аналогично примеру 1, были размещены внутри каждого анода так, как для образования спускных труб для дегазированного рассола с внутренними поверхностями расширителей /O на фиг. 2/ анодов. После пуска электролизера и стабилизации рабочих параметров напряжение электролизера составило 3,2 В с выигрышем в 0,14 В по отношению к напряжению электролизера перед отключением и около 0,04 В по отношению к электролизерам согласно настоящему изобретению, описанным в примере 1.

Этот положительный результат является, вероятно, следствием лучшей внутренней циркуляции электролизера, обеспечиваемой спускными трубами, образованными внутри анода.

Пример 3. Два электролизера, оборудованные новыми диафрагмами и анодами без прокладок, были снабжены средствами поджатия внутри анодов, как описано в примере 1, и гидродинамически ми средствами /P на фиг. 4/, одно для каждого анода, типа, описанного в патенте США N 5066378. В одном из двух электролизеров каждая электродная поверхность анодов, выполненная из крупноячеистого титанового развернутого листа /E на фиг. 2 и 3/ с характеристиками, показанными в примере 1, была дополнительно обеспечена дополнительной мелкоячеистой сеткой /M на фиг. 2 и 3/., выполненной из развернутого титанового листа, имеющего толщину 0,5 мм и квадратные отверстия с размером по диагонали 4 мм, покрытой электрокаталитической пленкой, содержащей окислы металлов платиновой группы. В обоих электролизерах катоды, выполненные из железной сетки, перед установкой диафрагмы были покрыты полипропиленовой сеткой, выполненной из жгута, имеющего диаметр 1 мм, с квадратными ячейками размером 10х10мм.

Два электролизера были включены в производственную линию, и после стабилизации рабочих параметров электролизеры имели напряжение 3,10 В и 3,15 В для электролизера и без мелкоячеистой сетки на электродной поверхности анодов, соответственно. Эти улучшения, вероятно, обусловлены более эффективной внутренней циркуляцией, вызванной гидродинамическими средствами, и более однородным токораспределением, типичным для множества точек контакта, обеспеченного листами с развитой поверхностью.

Было также установлено снижение содержания кислорода в хлоре до 1,5% и увеличение выхода по току до примерно 95%. Рабочие параметры двух электролизеров находились под непрерывным контролем. В течение 180 дней было отмечено отрицательное увеличение на 0,05В напряжения и увеличение на 0,5% содержания кислорода в хлоре. В отношении содержания водорода в хлоре было обнаружено увеличение на 0,25% в электролизере без мелкоячеистой сетки, нанесенной на аноды, через 97 дней работы. Указанное содержание оставалось затем постоянным в последующие 83 дня. Содержание водорода в хлоре второго электролизера было, напротив, неизменным в процессе работы. Это различное поведение двух электролизеров может быть отнесено на счет более эффективной механической стабилизации волокон, обеспеченной более однородным распределением точек контакта с диафрагмой, обеспеченной мелкоячеистой сеткой.

Пример 4. Электролизер был оборудован новыми диафрагмами, как в
Примере 3, без дистанционных прокладок и был обеспечен мелкоячеистой сеткой на аноде, гидродинамическими средствами и средствами поджатия настоящего изобретения, расположенными внутри анода для того, чтобы образовать с внутренними поверхностями спускные трубы для дегазированного рассола. Электролизер показал такие же характеристики, как в примере 3.

Пример 5. Электролизер из примера 3, отличающийся анодами, снабженными мелкоячеистой сеткой и гидродинамическими средствами, после 180 дней обычной работы был заполнен свежим рассолом с добавкой 0,01 г/л железа. В целях сравнения такая добавка была введена в электролизер сравнения в производственной линии, который проработал 120 дней. Через 15 дней работы содержание водорода в хлоре в обоих электролизерах достигло примерно 0,2%. Однако, в то время как в электролизере изобретения не было отмечено дальнейшего изменения, содержание водорода в хлоре в электролизере сравнения непрерывно возрастало, и электролизер сравнения был отключен, когда содержание водорода достигло 0,8%.

Различные модификации электролизеров и способа изобретения могут быть сделаны без отклонения от характера и объема изобретения, и необходимо понимать, что изобретение определяется только прилагаемой формулой изобретения.

Claims

1. Хлорщелочной диафрагменный электролизер, содержащий пары чередующихся катодов, имеющих поверхности с отверстиями, и анодов и пористые коррозионно-стойкие диафрагмы, входы подачи рассола и выходы для вывода получаемого хлора, аноды выполнены расширяющегося типа и снабжены внутренними расширителями, имеющими средства поджатия и электродные поверхности с отверстиями для выхода получаемого газообразного хлора, отличающийся тем, что средства поджатия, состоящие по крайней мере из одной пары, выполнены из коррозионно-стойкого материала с упругими свойствами и расположены продольно внутри анодов, при этом электродные поверхности расширяющихся анодов выполнены из крупноячеистого металлического листа, имеющего ромбовидные или квадратные отверстия с диагоналями 5 - 20 мм и толщиной 1 - 3 мм, и дополнительно снабжены мелкоячеистой сеткой или листом с отверстиями диаметром 1 - 5 мм и толщиной сетки или листа 0,2 - 1 мм.

2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что средства поджатия выполнены в виде согнутой продольной полосы.

3. Электролизер по п.2, отличающийся тем, что полоса имеет C-, V- или омега-образное поперечное сечение.

4. Электролизер по п.3, отличающийся тем, что полоса, имеющая У-образное поперечное сечение, имеет форму правильного треугольника, основание которого, определенное концами полосы, выше, чем высота треугольника, а высота треугольника меньше, чем ширина анодов.

5. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что мелкоячеистая сетка или лист представляет собой катаный металлический лист.

6. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что средства поджатия выполнены с возможностью контакта с расширителями с образованием спускных труб для перемещения спускающегося потока дегазированного рассола.

7. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть анодов снабжена гидродинамическими средствами для усиления внутренней циркуляции рассола.

8. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что катоды снабжены мелкоячеистыми сетками или жгутами, выполненными из электроизоляционного материала, расположенными между катодами и диафрагмой или мембраной.

9. Электролизер по п.8, отличающийся тем, что жгуты переплетены на поверхности катодов.