Электролизер для получения магния и хлора
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к конструкции электролизеров для получения магния. Цель изобретения - снижение капитальных затрат, повышение срока слубжы электролизера и содержание хлора в анодном хлоргазе. Каждая электролитическая ячейка снабжена арочным перекрытием 5, свободно установленным в нише футеровки 2. Зазоры заполнены сыпучим зернистым материалом 6. 2 ил.
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к конструкции электролизеров для получения магния и хлора из расплава хлоридов. Известны электролизеры с боковым, верхним и нижним вводами анодов, состоящие из нескольких электролитических ячеек (Лебедев О.А. Производство магния электролизом. М.: Металлургия, 1988, с.196-197; а.с. N 928849, С 25 C 3/04), и моноячейковый электролизер (а.с. N 1455772, C 25 C 3/04). Перекрытия этих электролизеров выполнены плоскими, что не обеспечивает их долговечности. Перекрытие изготавливается непосредственно на электролизере и составляет единое целое с его футеровкой. Шамот и бетон имеют различные коэффициенты расширения, поэтому при сушке и разогреве электролизера или его пуске происходит растрескивание перекрытия, герметичность электролизера нарушается и ухудшается качество хлора. Разбавление анодного хлора воздухом, в котором всегда содержится определенное количество влаги, сопровождается образованием хлористого водорода в газовой фазе и разрушением конструктивных элементов электролизера. Срок службы перекрытия, хлоpных коммуникаций и электролизера не превышает двух лет. Известен также электролизер, у которого перекрытие выполнено в виде арки (Лебедев О.А. Производство магния электролизом. М.: Металлургия, 1988, с.200). Электролизер имеет следующие недостатки: электролизу подвергается хлористый магний, содержащий значительное количество кристаллизационной воды, в результате чего концентрация хлора в анодном газе не превышает 7-8%, а содержание хлористого водорода высокое; герметичность электролизера не соблюдается (неплотности в заделке электродов, загрузочном люке, газоходе); из-за агрессивности газовой среды срок службы электролизера немногим более года; перекрытие электролизера жестко связано с футеровкой, что при температурных колебаниях приводит к образованию трещин в перекрытии. Целью изобретения является снижение капитальных затрат, увеличение срока службы электролизера до трех и более лет и получение высококонцентрированного анодного хлора (до 95% хлора вместо 70-75%). Поставленная цель достигается тем, что каждая электролитическая ячейка имеет индивидуальное арочное перекрытие, которое свободно устанавливается в нишу футеровки электролизера, а зазоры между перекрытием и футеровкой герметизируются зернистым материалом (например, фтористым кальцием). Перекрытие изготавливается вне электролизера на специализированном участке, что позволяет сократить сроки ремонта электролизера и повысить качество изделия. Повышается качество анодного хлора за счет высокой герметизации ячейки, т.к. футеровка и перекрытие изготовляются из одного и того же огнеупора и нет температурных деформаций, а сочленение их тщательно уплотняется. Арочное перекрытие не связано жестко с футеровкой электролизера, а свободно опирается на нее, в результате исключаются разрушения перекрытия при разогреве и температурных колебаниях. Установка перекрытия в нишу и надежная герметизация сочленения перекрытия с футеровкой обеспечивает высокое качество анодного хлора. Повышение концентрации хлора в газовой фазе и соответственное снижение содержания хлористого водорода увеличивает срок службы электролизера и хлоpных коммуникаций. Прочность арочного перекрытия обеспечивается также тем, что оно изготавливается из стандартных огнеупоров на специализированном участке, где имеются условия для качественного монтажа и сушки перекрытия. Срок службы электролизера возрастает до 3 и более лет. Повышение концентрации хлора до 95% обеспечивает существенное снижение затрат у потребителя на переделе хлорирования. На фиг.1 показана конструкция предлагаемого многоячейкового электролизера с нижним вводом анодов и боковым токоподводом катодов; на фиг.2 - двухячейковый электролизер со сборной ячейкой для магния. Электролизер состоит из кожуха 1, огнеупорной футеровки 2, анодов 3, катодов 4, арочного перекрытия 5, ниши 6, выполненной в футеровке и заполненной сыпучим зернистым материалом. У двухячейкового электролизера имеются разделительные перегородки 7 и сборная ячейка 8 для магния. Электролизер может иметь верхний ввод анодов и боковой ввод катодов или боковой ввод анодов и торцовый катодов. Электролизер работает следующим образом. После сушки в электролизер заливают расплав электролита и подают постоянный электрический ток. Постепенно уровень электролита повышается до оптимального. При этом температура перекрытия повышается, оно расширяется, заполняя часть объема ниши в футеровке. По завершению пуска сочленение между перекрытием и футеровкой герметизируется. При прохождении постоянного тока через электролит на аноде 3 выделяется хлор, на катоде 4 - магний. В междуэлектродном пространстве газожидкостный поток поднимается выше уровня электрода, скорость потока снижается, хлор отделяется от электролита и магния. Магний потоком электролита выводится из электролизера по транспортному каналу (фиг. 1) или в сборную ячейку (фиг.2). Хлор накапливается в электролитической ячейке и по хлоропроводам подается на очистку к потребителям. Использование предлагаемой конструкции электролизера позволит повысить срок службы электролизера с 2 до 3 лет и более, концентрацию хлора с 70-75 до 95% и снизить капитальные затраты на ремонт электролизера и хлорных коммуникаций. Более высокое содержание хлора в анодном хлоргазе дает существенный экономический эффект на переделе хлорирования титаносодержащего сырья.
Формула изобретения
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА, содержащий кожух, огнеупорную футеровку, перекрытие, электролитические ячейки с электродами и сборные ячейки, разделенные перегородками с переточными каналами, отличающийся тем, что, с целью снижения капитальных затрат, увеличения срока службы электролизера и содержания хлора в анодном газе, футеровки электролитических ячеек выполнены с нишами, перекрытие выполнено в виде арок, установленных в нишах футеровки электролитических ячеек, при этом зазоры между аркой и футеровкой заполнены сыпучим зернистым материалом.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
