ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выход по току из "Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов" В процессе электролиза с целью получения хлора и каустической, соды необходимо разделять продукты, получающиеся на электродах. При электролизе с ртутным катодом разделение анодных и катодных продуктов осуществляется благодаря тому, что разложение амальгамы и получение каустической соды и водорода проводятся в отдельном аппарате — разлагателе. При электролизе с твердым катодом необходимы специальные меры для разделения катодных и анодных продуктов. [c.41] Пористая перегородка, погруженная в жидкость, обеспечивает разделение образующихся в процессе электролиза водорода и хлора, предотвращает возможность механического перемешивания като-лита и анолита за счет конвекционных потоков и в сильной степени снижает попадание щелочи в анодное пространство вследствие диффузии. Однако такая диафрагма не может исключить или уменьшить попадание щелочи в анодное пространство за счет участия ионов ОН в переносе тока. Перенос щелочи в анодное пространство при неподвижном электролите резко возрастает, а выход по току снижается с ростом концентрации щелочи в катодном пространстве. При повышении концентрации щелочи до 45—50 г/л выход по току паДает до 60—70%. [c.42] Пористые диафрагмы для электролиза с неподвижным электролитом применялись в нескольких конструкциях электролизеров в конце прошлого и в первые десятилетия XX столетия. [c.42] Предотвращение потерь выхода по току за счет электролитического переноса ионов ОН к аноду не могло быть обеспечено без создания принципиально нового способа разделения продуктов электролиза. [c.42] Если обеспечить равномерное по всему сечению элек,тролизера движение злектролита от анода к катоду со скоростью, равной или большей скорости зл ктролитического переноса ионов ОН , то будут устранены попадание ионов 0Н в анодное пространство (за счет их участия в переносе тока) и связанные с этим снижение выхода по току и ускоренный износ графитовых анодов. [c.42] Чтобы избежать смешения газов, выделяющихся на злектродах, а также механического перемешивания анолита с католитом, принцип противотока следует сочетать с применением пористой диафрагмы или другими средствами предотвращения перемешивания жидкостей и газов. [c.42] Различают четыре способа использования принципа противотока электролита для разделения электродных продуктов а) с колоколом б) с газозащитными оболочками на катоде , в) с одной фильтрующей диафрагмой г) с двумя фильтрующими диафрагмами. [c.42] В способе с колоколом [62] достигается расслоение католита и анолита вследствие большей плотности католита по сравнению с анолитом. Анод располагается внутри колокола, а катоды — снаружи за его стенками. При подаче рассола в анодное пространство осуществляется постоянное движение электролита от анода к катоду и на некотором расстоянии под анодами устанавливается граница раздела щелочного католита и кислого анолита. [c.42] В способе с газозащитными оболочками на катоде сохранен-в основном принцип разделения, применяемый в способе с колоколом, однако катоды располагаются непосредственно под анодами, что позволяет избежать ряд неудобств, связанных с размещением катодов на внешней стороне колокола. Для предотвращения перемешивания католита с анолитом пузырьками поднимающегося водорода катоды помещают в оболочки или желоба с наклоном в одном направлении от 1 50 до 1 25 для отвода собирающегося там водорода. [c.43] В электролизерах с газозащитными оболочками плотность тока достигала 0,5 кА/м и нагрузка на электролизер — 3,6 кА. Этот способ был использован в электролизерах Биллитер-Лейкам [63] и Песталоцци. Однако электролизерам с газозащитными оболочками присущи, хотя и в меньшей степени, недостатки электролизеров с колоколом, поэтому в настоящее время они не имеют промышленного применения. [c.43] Способ с одной фильтрующей диафрагмой. Радикальное решение вопроса о разделении электродных продуктов при электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов на твердом катоде было получено при применении способа с фильтрующей диафрагмой. Этот способ разделения электродных пространств электролизера в настоящее время является практически единственным, применяемым в промышленности. [c.43] К проточным диафрагмам предъявляются требования достаточной механической прочности, химической стойкости к продуктам электролиза, равномерности толщины, плотности и протекаемости по всей площади диафрагмы, малого значения электролитического сопротивления, доступности и дешевизны. Необходимо, чтобы проте-каемость диафрагмы сохранялась стабильной или, если это невозможно, менялась незначительно в течение длительного времени работы. [c.43] Свойства диафрагмы зависят от диаметра и длины пор. Поскольку асбестовые диафрагмы не имеют регулярной структуры, размеры пор диафрагмы изменяются в широких пределах и приходится рассматривать их среднее значение. [c.43] Коэффициент протекаемости диафрагмы численно равен количе-ству жидкости (в см ), прошедшей через диафрагму площадью 1 дм и толщиной 1 см за 1 ч при гидростатическом напоре 1 см вод. ст. и вязкости жидкости 1 сП. [c.45] Коэффициент диффузии для хлоридов и гидроокисей К и Na приведен в табл. 2-5. [c.45] В процессе электролиза большое значение имеет равномерность протекаемости диафрагмы по всей ее площади. В слзп1ае применения диафрагмы с неравномерной плотностью по ее площади, скорость движения электролита будет в разных частях поверхности диафрагмы различна. В местах повышенной плотности диафрагмы протекаемость ее будет ниже средней величины. Если на каком-либо участке диафрагмы скорость движения электролита будет меньше скорости движения ионов ОН к аноду, в этих местах возникнут условия Для переноса ионов ОН в анодное пространство. Последнее вызовет снижение выхода по току и ускоренное разрушение графитовых анодов. [c.45] Применяемые на практике асбестовые диафрагмы не отличаются идеальной равномерностью протекания по всей площади. Поэтому практически достигаемые выходы по току ниже теоретически возможных. [c.46] Скорость протекания электролита через диафрагму зависит от давления фильтрации. При горизонтальном расположении диафрагмы давление при фильтровании жидкости через диафрагму будет одинаковым по всей площади диафрагмы. [c.46] При вертикальном расположении диафрагмы в случае незаполненного катодного пространства давление фильтрации увеличивается от верхних точек диафрагмы к нижним почти линейно с высотой. Некоторое отступление от линейности обусловлено неодинаковым газонаполнением анолита по высоте. В электролизерах с заполненным катодным пространством зависимость давления фильтрации от высоты более сложная. [c.46] В процессе работы протекают сложные физико-химические процессы взаимодействия асбестовой диафрагмы с электролитом, происходит набухание волокон асбеста, сжатие и деформация под влиянием давления. Кроме того, на диафрагме могут отлагаться твердые частички графита, гидроокиси магния и железа, карбоната кальция, а также продукты хлорирования масла, используемого для пропитки анодов. Эти процессы приводят к изменению свойств диафрагмы [64—66]. [c.46] Вернуться к основной статье