Електролізер

1. Електролізер, що містить ванну для електроліту з прорізом для бортового відсмоктувача, стаціонарні аноди, змінні катоди та укриття електролізера, розташоване над прорізом бортового відсмоктувача, який відрізняється тим, що укриття встановлене по периметру ванни для електроліту навколо анодів і катодів, при цьому площа ділянки електролізера навколо анодів і катодів, яка вільна від укриття електролізера, складає 20-30% від площі ванни для електроліту. 2. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що містить додаткове укриття електролізера у вигляді накладок, закріплених на анодах по всій їх ширині над прорізом бортового відсмоктувача. 3. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що містить додаткове укриття електролізера у вигляді накладок, закріплених на катодах по всій їх ширині над прорізом бортового відсмоктувача. 4. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що містить додаткове укриття електролізера у вигляді накладок, закріплених на анодах і на катодах по всій їх ширині над прорізом бортового відсмоктувача. UA (21) a200612153 (22) 20.11.2006 (24) 26.11.2007 (72) ПЕТРОВ ЮРІЙ ЛЕОНІДОВИЧ, UA, ЯКШТЕС ІГОР ЛЮЦІАНОВИЧ, UA (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВОТЕХНІЧНИЙ ЦЕНТР З ТЕХНОЛОГІЇ ТА ОБЛАДНАННЯ, ОБРОБКИ МЕТАЛІВ, ЗАХИСТУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ТА ВИКОРИСТАННЯ ВТОРИННИХ РЕСУРСІВ ДЛЯ МЕТАЛУРГІЇ ТА МАШИНОБУДУВАННЯ "ЕНЕРГОСТАЛЬ", UA (56) SU, 859 481, A, 30.08.1981 SU, 1 526 285, A1, 20.02.2000 UA, 65 171, A, 15.03.2004 RU, 2 186 154, C1, 27.07.2002 DE, 3 023 327, A1, 08.01.1981 US, 6 402 928, B1, 11.06.2002 JP, 11-229173, A, 24.08.1999 SU, 1 592 403, A1, 15.09.1999 RU, 2 133 304, C1, 20.07.1999 RU, 2 234 559, C1, 04.01.2003 US, 5 470 445, A, 28.11.1995 JP, 02-259092, A, 19.10.1990 C2 2 (19) 1 3 електролізера. За вимогами технологічного процесу одержання хрому електролізом водяного розчину його кислот і солей ванна електролізера по ширині виконана значно ширшою, ніж ширина анодів і катодів. Між крайніми анодами по довжині ванни і торцевими стінками ванни також залишаються великі проміжки. Наприклад, в електролізері довжина ванни для електроліту складає 1050мм, ширина - 360мм, тоді як відстань між осями крайніх анодів становить 816мм, а ширина катодів і анодів - 250мм. Зокрема, така невкрита зона обумовлена необхідністю підсмоктування в електролізер повітря ззовні, забезпечуючи розбавлення вибухонебезпечної суміші з водню і кисню, яка утворюється з водяної складової електроліту при електролізі, до безпечних концентрацій. Однак, наявність завеликої невкритої зони дзеркала електроліту призводить до винесення великих об'ємів шкідливих речовин з електролізера назовні в атмосферу, забруднюючи її. Швидкість підсмоктування повітря ззовні в електролізер для розбавлення вибухонебезпечної суміші, яка утворюється при електролізі, до безпечних концентрацій у найвіддаленішому від прорізу бортового відсмоктувача місці повинна забезпечувати повне видалення з електролізера шкідливих речовин. Через наявність зазначеної великої невкритої зони експлуатація такого електролізера характеризується великими енерговитрати на підсмоктування ззовні великого об'єму повітря для розбавлення вибухонебезпечної суміші, яка утворюється при електролізі, та на повне відсмоктування з електролізера утвореної газоповітряної суміші, яка потребує видалення. В умовах промислового виробництва при великих сумарних площах ванн електролізерів таке технічне рішення характеризується низькою ефективністю. В основу винаходу, що заявляється, поставлено технічну задачу створити таку конструкцію електролізера, в якій удосконалення шляхом введення нових елементів і нових співвідношень між елементами дозволяють при використанні винаходу забезпечити досягнення технічного результату, що полягає у зменшенні виділень шкідливих речовин з електролізера за умови вибухобезпечності газоповітряної суміші, яка видаляється з електролізера через бортовий відсмоктувач, та зниженні енерговитрат. Електролізер, що заявляється як винахід, характеризується такими суттєвими ознаками, достатніми для досягнення очікуваного технічного результату. Електролізер містить ванну для електроліту з прорізом для бортового відсмоктувача, стаціонарні аноди, змінні катоди та укриття електролізера, яке розташоване над прорізом бортового відсмоктувача. Укриття електролізера установлене по периметру ванни для електроліту навколо анодів і катодів. При цьому площа вільної від укриття ділянки електролізера навколо анодів і катодів складає 2030% від площі ванни для електроліту. В окремих випадках виконання електролізер характеризується тим, що: 81090 4 - містить додаткове укриття у вигляді накладок, закріплених на анодах по всій їх ширині над прорізом бортового відсмоктувача; - містить додаткове укриття у вигляді накладок, закріплених на катодах по всій їх ширині над прорізом бортового відсмоктувача; - містить додаткове укриття у вигляді накладок, закріплених на анодах і на катодах по всій їх ширині над прорізом бортового відсмоктувача. При використанні винаходу забезпечується досягнення технічного результату, який полягає у зменшенні виділень шкідливих речовин з електролізера за умови вибухобезпечності газоповітряної суміші, яка видаляється з електролізера через бортовий відсмоктувач, та зниженні енерговитрат. Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, і технічним результатом, який досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Обладнання електролізера укриттям, яке установлене по периметру ванни для електроліту навколо анодів і катодів та забезпечує площу ділянки, вільну від укриття, навколо анодів і катодів в межах 20-30% від площі ванни для електроліту, дозволяє зменшити проміжки між електродами і бортами ванни по всій її довжині та ширині вище прорізу бортового відсмоктувача, що, в свою чергу, дозволяє зменшити відкриту площу дзеркала електроліту, запобігаючи винесенню шкідливих речовин з електролізера назовні в атмосферу, а також забезпечує необхідне підсмоктування в електролізер повітря ззовні зі швидкістю, яка гарантує видалення шкідливих речовин з електроліту крізь проріз бортового відсмоктувача, запобігаючи їхньому винесенню назовні та забезпечуючи мінімальні об'єми газоповітряної суміші, яка видаляється через бортовий відсмоктувач з мінімальними енерговитратами. Вільна від укриття площа ділянки електролізера навколо анодів і катодів, яка складає 20-30% від площі ванни для електроліту, дозволяє забезпечити належну швидкість відсмоктування повітря з ванни електролізера при температурі електроліту 18-24°С на рівні не менше 2 м/с, а також забезпечує можливість установлення та знімання змінних катодів без зняття укриття, що дозволяє знімати укриття електролізеру під час чищення ванни для електроліту від забруднень. Площа ділянки електролізера навколо анодів і катодів, що вільна від укриття електролізера, яка складає менше ніж 20% від площі ванни для електроліту, не дозволяє забезпечити належну швидкість та об'єм підсмоктування повітря ззовні у ванну для розбавлення вибухонебезпечної суміші з водню і кисню, яка утворюється з водяної складової електроліту при електролізі, до безпечних концентрацій. Площа ділянки електролізера навколо анодів і катодів, що вільна від укриття електролізера, яка складає більше ніж 30% від площі ванни для електроліту, обумовлює збільшення відкритої площі дзеркала електроліту, що призводить до 5 винесення шкідливих речовин з електролізера назовні в атмосферу, при цьому для забезпечення повного видалення з електролізера шкідливих речовин з найвіддаленішого від прорізу бортового відсмоктувача місця необхідно підвищувати енерговитрати на відсмоктування. Суть винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображено: на фіг.1 - загальний вид електролізера; на фіг.2 - переріз за А-А на фіг 1. на фіг.3 - вид на електролізер зверху; На наведених кресленнях позиціями позначені такі елементи: 1 - ванна для електроліту; 2 - проріз для бортового відсмоктувача; 3 - аноди; 4 - катоди; 5 - укриття; 6 - накладки; 7 - електроліт. Електролізер містить ванну 1 для електроліту з прорізом 2 для бортового відсмоктувача. Проріз 2 для бортового відсмоктувача розташований на вертикальній стінці ванни 1 над дзеркалом електроліту. У ванні 1 для електроліту розміщені стаціонарні аноди 3 та змінні катоди 4. По периметру ванни 1 для електроліту навколо стаціонарних анодів 3 та змінних катодів 4 установлене укриття 5, яке розташоване над прорізом 2 бортового відсмоктувача. В окремих випадках виконання по всій ширині стаціонарних анодів 3 над прорізом 2 бортового відсмоктувача може бути закріплене додаткове укриття електролізера у вигляді накладок 6. В окремих випадках виконання по всій ширині змінних катодів 4 над прорізом 2 бортового відсмоктувача може бути закріплене додаткове укриття електролізера також у вигляді накладок (на кресленнях не показане). Крім того, додаткове укриття електролізера може бути виконане у вигляді накладок, закріплених на анодах і на катодах по всій їх ширині над прорізом бортового відсмоктувана (на кресленнях не показане). При цьому площа ділянки електролізера навколо стаціонарних анодів 3 і змінних катодів 4, яка вільна від укриття електролізера, утвореного укриттям 5 і додатковим укриттям електролізера у вигляді накладок 6, складає 25% від площі ванни 1 для електроліту. Укриття електролізера, яке утворене укриттям 5 і додатковим укриттям у вигляді накладок 6, виконане з діелектричного матеріалу, який має корозійну стійкість у середовищах водяного розчину кислот і солей хрому, наприклад, з текстоліту. Електролізер працює так. У ванну 1 для електроліту зі стаціонарними анодами 3 заливають електроліт 7 нижче прорізу 2 для бортового відсмоктувача до заданого рівня. Потім у ванну 1 для електроліту занурюють катоди 4. Укриття електролізера, яке утворене укриттям 5 і додатковим укриттям у вигляді накладок 6, перекриває площу ванни 1 для електроліту на 75%, тобто вільна від укриття площа дзеркала електроліту складає 25% від площі поверхні ванни 1 для електроліту. При подачі напруги на аноди 3 і 81090 6 катоди 4 починається технологічний процес одержання хрому електролізом водяного розчину його кислот і солей. При включеному вентиляторі системи бортового відсмоктувача (на кресленнях не показані) відбувається розбавлення повітрям, яке підсмоктується в електролізер ззовні через вільну від укриття площу при температурі електроліту 18-24°С зі швидкістю не менше 2м/с, вибухонебезпечної суміші з водню і кисню, яка утворюється при електролізі з водяної складової електроліту, до безпечних концентрацій та захоплення шкідливих виділень з електроліту в проріз 2 бортового відсмоктувача. Необхідне підсмоктування повітря в електролізер ззовні через вільну від укриття площу забезпечується зі швидкістю, яка гарантує вибухобезпечні концентрації водню і кисню у найвіддаленішому від прорізу 2 бортового відсмоктувача місці та забезпечує повне видалення шкідливих виділень з електроліту 7 в проріз 2 бортового відсмоктувача, запобігаючи їхньому винесенню назовні в атмосферу та забезпечуючи мінімальні об'єми газоповітряної суміші, яка видаляється через проріз 2 бортового відсмоктувача з мінімальними енерговитратами. Використання винаходу, що заявляється, дозволяє зменшити загальну площу проміжків та, як наслідок, об'єми повітря, яке підсмоктується ззовні, в порівнянні з прототипом на 40%. За рахунок цього вдається запобігти винесенню назовні шкідливих речовин з електролізера при забезпеченні максимального видалення шкідливих речовин з електролізера через проріз бортового відсмоктувача при мінімальних об'ємах газоповітряної суміші, яка видаляється через бортовий відсмоктувач з мінімальними енерговитратами. 7 81090 8