Введение

Настоящее учебное пособие предназначено для изучения основного и вспомогательного оборудования электрохимических производств, особенностей функционирования, конструктивного построения и основ его проектирования. Структурно пособие состоит из двух частей. В первой части рассматриваются электрохимические аппараты (и обеспечивающие их работу химические, физико-химические и механические устройства) наиболее важных электрохимических производств. Описать все конструктивное разнообразие аппаратов даже одного назначения практически невозможно, да и нецелесообразно. Поэтому задачей первой части данной книги является ознакомление студентов с наиболее характерными конструкциями аппаратов, с тенденциями их развития и существующими способами решения технических задач, обеспечивающих технологические требования.

Поскольку технология электрохимических процессов подробно рассмотрена в учебниках по прикладной электрохимии [1-6], в данном учебнике вопросам технологии уделяется внимание в объеме, необходимом и достаточном для обоснования конструкции электрохимических аппаратов. Механизмы химических, физико-химических и механических процессов, сопровождающих и обеспечивающих электрохимические производства, также подробно не рассматриваются. Эти процессы и аппараты для их осуществления и методики расчета приведены в учебных пособиях по курсу “Процессы и аппараты химической технологии” [7,8].

Все оборудование условно будет разделено на несколько групп по назначению и функциональным признакам: основное (электролизеры) и вспомогательное. Основное оборудование, в свою очередь, разделяется на группы по видам получаемого целевого продукта: хлор и щелочи, цветные металлы, неметаллические продукты и др. Общее по назначению и конструкциям вспомогательное оборудование (печи, дробилки и мельницы, агитаторы, фильтры, насосы и др.) рассматривается в отдельной главе. Специфическое оборудование, например, хлораторы и миксеры в производстве магния или сушила пластин аккумуляторов, описывается в соответствующих разделах.

Первая часть данной книги делится на главы, в первых двух из которых рассматриваются общие элементы электролизеров, присущие их конструкциям независимо от назначения, и вспомогательное оборудование электрохимических производств. Такая компоновка позволяет значительно сократить и упростить рассмотрение в последующем конкретного оборудования гидрометаллургических производств, электрохимического синтеза неорганических веществ, электролиза расплавленных сред, гальванотехники и производства химических источников тока.

Во втором томе учебника (части2) рассматриваются основы технологических расчетов электрохимических аппаратов, описанных в первой части. Расчеты даются в объеме, необходимом специалистам технологам-электрохимикам для определения производительности и внутренних размеров аппаратов, их количества для выполнения производственной программы и выбора типа стандартного оборудования. Приведенные алгоритмы материальных, конструктивных и энерго-тепловых расчетов позволят спроектировать отдельный аппарат, промоделировать его работу или оценить электрохимическую часть проекта производства, разработанного специальными организациями. Третья часть посвящена рассмотрению особенностей проектирования основных электрохимических производств с приведением типовых решений различных реальных заводов Украины.

При подготовке данного пособия авторы пользовались консультациями преподавателей кафедры и выражают им глубокую признательность за советы и критические замечания.