Электролизер для получения магния и хлора

 

Использование: получение магния электролизом расплавленных хлоридов. Задача изобретения - устранение размывания швов между элементами разделительной перегородки, что позволит повысить срок службы электролизера, снизить выбросы хлора в зону обслуживания, улучшить экологическую атмосферу в цехе, повысить выход хлора. Сущность: электролизер состоит из кожуха 1, футеровки 2, двух рабочих отделений 3 и расположенной между ними сборной ячейки 4. В рабочих отделениях размещены катоды 5, введенные через продольную стенку, и аноды 6, введенные через подину электролизера. Сборная ячейка отделена от рабочих отделений разделительными перегородками 7 с верхним 8 и нижним 9 переточными окнами. Новым в изобретении является то, что перегородка выполнена из модулей 11 с пазом 12 и выступом 13 в вертикальных гранях. Верхний модуль выполнен с пазом 14. 1 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 кожух, футеровку, электролитические отделения с катодами и анодами, отделенными от сборной ячейки диафрагмой. (Стрелец Х. Л. Электролитическое получение магния. М: Металлургия, 1972, с. 266).

Существенным недостатком этой конструкции является низкая механическая прочность диафрагмы, которая снижается с увеличением длины электролизера, т. е. с увеличением его мощности. Кроме того, выбросы хлора в зону обслуживания достигают 150-180 кг/т магния, что ухудшает экологическую обстановку в цехе, осложняя обслуживание электролизера.

Из известных аналогов наиболее близким к заявляемому изобретению является электролизер для получения магния прототип ( Лебедев О.А. Производство магния электролизом. М: Металлургия, 1988, с. 196). Электролизер включает металлический кожух, футеровку, электролитические отделения с катодами, введенными через продольные стенки, анодами с чугунными токоподводами, размещенными в подине и отделенные от сборной ячейки перегородкой с переточными окнами для циркуляции электролита.

Разделительная перегородка выполнена из шамотных кирпичей, соединенных между собой замазкой. В результате между отдельными кирпича существуют швы толщиной 1-2 мм. В процессе эксплуатации швы размываются потоком электролита, и образуются сквозные щели. Наиболее сильно разрушению подвергается верхняя часть перегородки в области колебания уровня электролита, т.е. выше переточных окон. Появляются сквозные щели, через которые хлор из электролитических отделений попадает в сборную ячейку, ухудшая условия эксплуатации и обслуживания электролизера и увеличивая потери хлора. Происходит выпадание кирпичей, что приводит к разрушению перегородки и остановке электролизера на ремонт, т.е. снижается срок эксплуатации электролизера.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в устранении размывания электролитом швов между элементами разделительной перегородки. Это позволит повысить срок службы электролизера и снизить выбросы хлора в зону обслуживания, улучшить экологическую атмосферу в цехе, повысить выход хлора.

Поставленная задача решается так, что в электролизере, включающем кожух, футеровку, рабочие отделения с катодами и анодами, сборную ячейку, разделительные перегородки с переточными окнами, новым является то, что разделительная перегородка или ее часть над переточными окнами выполнена из модулей, жестко скрепленных между собой по горизонтальным и боковым вертикальным плоскостям, для чего каждый модуль снабжен с двух противоположных сторон параллельно расположенными выступом и пазом. Толщина модулей над верхним переточным окном может быть увеличена в сторону рабочих отделений.

Изготовление разделительной перегородки из модулей с выступом и пазом в горизонтальных и боковых вертикальных сторонах позволит устранить размывание швов между ними потоком электролита и тем самым снизить выбросы хлора в зону обслуживания, улучшив экологическую обстановку в цехе, повысить срок службы электролизера. Размеры модуля определяются возможностями механизации монтажных работ. Увеличение габаритов модуля сократит количество швов, т.е. повысит герметичность перегородки.

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

Электролизер состоит из кожуха 1, футеровки 2, двух рабочих отделений 3 и расположенной между ними сборной ячейки 4. В рабочих отделениях 3 размещены катоды 5, введенные через продольную стенку, и графитовые аноды 6, введенные через подину электролизера. Сборная ячейка 4 отделена от рабочих отделений 3 разделительными перегородками 7 с верхним 8 и нижним 9 переточными окнами. Перегородка 7 до перекрытия 10 выполнена из модулей 11 с пазом 12 и выступом 13 в вертикальных гранях. Верхний модуль выполнен с пазом 14, который позволяет герметизировать соединение перегородки 7 и перекрытия 10.

Электролизер работает следующим образом.

В электролизере постоянно циркулирует электролит (хлористые соли щелочных и щелочно-земельных металлов) при температуре 680±15 ^oC. При прохождении электрического тока через электролит и электроды на катоде выделяется магний, на аноде хлор. Магний собирается в сборной ячейке 4, хлор отводится по газоходам потребителю. Магний потоком электролита через переточные окна 8 выносится в сборную ячейку 4. Пузырьки хлора отделяются от электролита в рабочей ячейке 4 и отсасываются из-под перекрытия 10. Отсутствие в верхней части перегородки 7 прямых швов способствует ее целостности и герметичности в течение всего срока службы.

При этом концентрация хлора в анодном газе была более 90% а потери хлора с газами санитарно-технического отсоса снизились на 20% и не увеличиваются в процессе эксплуатации электролизера.

Срок службы электролизера увеличился на 3-6 месяцев.

Формула изобретения

1. Электролизер для получения магния и хлора, включающий кожух, футеровку, рабочие отделения с катодами и анодами, сборную ячейку, разделительные перегородки с переточными окнами, отличающийся тем, что разделительная перегородка или ее часть над переточными окнами выполнена из отдельных модулей, жестко скрепленных между собой, причем каждый модуль выполнен с двух противоположных сторон параллельно расположенными выступом и пазом.

2. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что толщина модуля над верхним переточным окном увеличена в сторону рабочего отделения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2