//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN>

Коррозионная защита - АнтиКОРтех

РАЗДЕЛЫ


Электролиз соляной кислоты для утилизации абгазного хлороводорода.
Продолжает оставаться достаточно острой проблема утилизации абгазного хлористого водорода и соляной кислоты, являющихся отходами процессов получения всевозможных хлорорганических продуктов и полупродуктов, несмотря на большое число разработанных и в разное время реализованных методов, направленных на ее решение. Одним из таких является электролиз соляной кислоты, имеющий к настоящему времени крайне ограниченное применение, несмотря на возможность получения хлоргаза высокой концентрации. Анализ известных конструкций электролизеров соляной кислоты (ЭСК) и, прежде всего, конструкций, использовавшихся в течение определенного времени в промышленных масштабах, показывает, что именно их принципиальные недостатки сделали невозможным дальнейшее развитие метода. У всех, включая и считавшиеся наиболее удачными, конструкций ЭСК фильтр-прессного типа основным элементом является биполярный элемент, представляющий собой раму из того или иного полимерного материала с вмонтированным в нее плоским биполярным графитовым электродом. При этом для электродной плотности тока 2,5 кА/м2 и линейной токовой нагрузке электролизера 15 кА требовался биполярный графитовый электрод с односторонней поверхностью 6 м2. Исходя из требований обеспечения достаточной прочности, и рама, и графитовый электрод должны были быть достаточно толстыми и потому достаточно тяжелыми. Изготовление биполярных элементов требует специального оборудования, а сборка электролизеров из них трудоемка и требует высокой квалификации сборщиков. При этом биполярные элементы не ремонтопригодны и в случае выбраковки должны заменяться новыми. Естественно, возможность изготовления и использования биполярных элементов с развитой электродной поверхностью гребенчатой формы исключалась, что полностью ограничивало возможности увеличения линейных токовых нагрузок электролизеров и интенсификации процесса в целом.

Тупик в разработке конструктивных решений ЭСК связан исключительно с отсутствием доступного коррозионностойкого конструкционного металлического материала, который мог бы одинаково надежно эксплуатироваться в горячих средах как насыщенного хлором анолита, так и насыщенного водородом католита. В подтверждение этого была сконструирована, изготовлена и успешно прошла длительные испытания лабораторная модель биполярного ЭСК фильтр-прессного типа. Рамы, детали биполярного и концевого анодного элементов электролизера были изготовлены из титана ВТ1. Биполярные графитовые электроды Т-образной формы вставлялись в прямоугольный проем плиты биполярного элемента и крепились и уплотнялись в ней по резиновой прокладке с помощью крепежных деталей из титана. В качестве диафрагмы использовалась фторлоновая ткань. Комбинированный метод защиты титана от коррозии был предусмотрен особенностями конструкции и обеспечивал защиту титана от коррозионного воздействия католита и анолита как в период эксплуатации электролизера, так и во время длительных периодов полного отключения тока нагрузки. Электролизер испытывался в течение 2 месяцев при плотности тока около 2,0 кА/м2 и линейной нагрузке 150 А при обычно принятых для процесса режимных параметрах по температуре и концентрации подающейся на электролиз соляной кислоты, анолита и католита. Для питания электролизера использовалась абгазная кислота от производства хлорметанов 28-30%-ной концентрации. В периоды продолжительных отключений тока нагрузки никаких специальных операций не производилось, просто прекращались вывод анолита и католита и подача исходной соляной кислоты. По результатам испытаний образцы-свидетели, установленные в анодной и катодной камерах, показали среднюю скорость коррозии на уровне 0,03-0,05 мм/год.

Возможность использования титана в качестве материала для изготовления практически любых деталей корпуса, плит биполярных элементов и др. позволила разработать принципиальные конструктивные решения биполярного электролизера с развитой поверхностью графитовых электродов гребенчатой формы, во многом аналогичную конструкциям хлорных биполярных электролизеров. При этом предложено решение вопроса оформления диафрагмы, которая может быть изготовлена как из химстойких тканевых материалов, так и посредством осаждения химстойких материалов на сетчатом диафрагменном элементе, аналогично тому, как формируется асбестовая диафрагма хлорных электролизеров. Предусмотрена также комплексная система антикоррозионной защиты всех элементов и деталей из титана аналогично тому, как это оформлено в опытной модели ЭСК, описанной выше.

В практическом плане создание подобных электролизеров могло бы существенно изменить обычно неблагоприятную ситуацию с утилизацией абгазных соляной кислоты и хлористого водорода на предприятиях соответствующего профиля.

На базе принципиальной возможности конструирования электролизеров с развитой рабочей электродной поверхностью могут быть созданы высокопроизводительные агрегаты с такими же по величине линейными токовыми нагрузками, как и у хлорных электролизеров. В этом случае производственные мощности по утилизации соляной кислоты путем электролиза могли бы быть созданы не только за счет создания специальной установки электролиза соляной кислоты. Стала бы вполне реальной гибкая производственная схема, предусматривающая возможность размещения какого-то количества ЭСК в хлорных цехах в сериях с хлорными электролизерами и с использованием соответствующей хорошо разработанной для хлорных производств инфраструктуры. В технико-экономическом отношении преимущества такой схемы очевидны.

При наличии надежных конструкций ЭСК представляются перспективными давно известные технические предложения, заключающиеся в совмещение процессов электролиза соляной кислоты и хлорирования органического сырья, прежде всего, этилена и других олефинов. Особенности процесса электролиза соляной кислоты в отличие от электролиза растворов хлористого натрия принципиально допускают возможность такого совмещения непосредственно в одном аппарате - электролизере.




Новости сайта

28.01.2003

Дизайн - Вячеслав Кабанов Вопросы, замечания и предложения - info@anticortech.ru