ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Использование энергии амальгамного элемента из "Производство хлора а каустической соды методом электролиза с ртутном катодом" Ток подводят к аноду хлорного электролизера и к катоду разлагателя амальгамы. Амальгамный электрод в хлорном электролизере насыщается щелочным металлом и затем отдает его раствору в разлагателе амальгамы. Однако не весь ток в хлорном электролизере расходуется на выделение щелочного металла. Часть тока идет на выделение водорода, часть — на восстановление активных форм хлора, присутствующих в растворе. Кроме того, в разлагателе амальгамы возможны потери тока вследствие разряда водорода на амальгамном аноде. Непосредственное включение амальгамного электрода (как биполярного), предложенное Кельнером [417], оказалось практически невозможным, так как при недостатке щелочного металла в разлагателе амальгамы ртуть окисляется на аноде, образуя желтую окись ртути. [c.104] Некоторое время полагали, что выход из положения найден Кастнером, который предложил [418] шунтировать часть тока, проходящего через разлагатель амальгамы, для того, чтобы уменьшить силу тока, проходящего через раствор (для прохождения тока требуется присутствие щелочного металла в амальгаме). Однако Леблан показал [419], что схема кастнеровского шунта практически хотя и осуществима, но не имеет отношения к проблеме использования энергии амальгамного элемента. Эти соображения позднее были развиты в ряде работ [348, 383]. [c.104] Действительно, всякое замыкание амальгамного элемента внешним проводником приводит лишь к потере щелочного металла, который и так теряется. Если же электролитическое разложение амальгамы вести с такой плотностью тока, при которой напряжение на клеммах превышает э. д. с. элемента, тогда элемент превращается из источника тока в его потребителя, т. е. в электролизер. Здесь шунт Кастнера будет выполнять свою функцию и отводить часть тока помимо электролизера напряжение на клеммах шунта при этом будет иметь знак, обратный знаку электродвижущей силы амальгамного элемента. [c.104] Для использования электроэнергии амаль1гамного элемента были Предложены различные схемы и устройства, основанные на добавлении недостающего количества амальгамы из других источников, либо на периодическом прерывании тока, проходящего через разлагатель амальгамы, для постоянного накопления щелочного металла в амальгамной фазе, либо на включении в цепь разлагателя только части анодов электролизера [420—428]. Однако использование энергии амальгамного элемента во внешней цепи неизбежно связано с уменьшением скорости разложения амальгамы, поэтому ни одна из этих схем не получила практического применения. Энергия амальгамного элемента в процессе электролиза целиком используется для разложения амальгамы с максимальной скоростью. [c.104] только превращение короткозамкнутого элемента в разомкнутый элемент связано с потерей по меньшей мере 0,1 в величины э. д. с. вследствие раздвижения электродов. Для восполнения такой потери напряжения потребуется увеличить размеры разлагателя примерно вдвое. Кроме того, около 0,1 в расходуется на компенсацию потерь напряжения в контактах и шинах, что также приводит к необходимости дополнительного увеличения размеров разлагателя амальгамы. Наконец, для использования хотя бы 0,1 в величины э. д. с. амальгамного элемента требуется дальнейшее увеличение размеров разлагателя. [c.105] Использование энергии амальгамного элемента во внешней цепи уменьшает отдачу тепла реакции в разлагателе, следовательно, понижает температуру и еще более замедляет скорость реакции. [c.105] Если плотность тока в электролизере понизить примерно на 500 а/л 2, можно получить такой же выигрыш в расходе электроэнергии, но с гораздо меньшими затратами. [c.105] Таким образом, использование электроэнергии амальгамного элемента целесообразно лишь в том случае, если э. д. с. элемента может быть увеличена за счет кислородной деполяризации катода. Однако для этого нужны катоды, способные работать при высокой плотности тока и имеющие простое конструктивное устройство. Идея использования энергии амальгамного элемента в виде электроэнергии путем применения катодов с низким перенапряжением водорода и катодов с кислородной деполяризацией продолжает разрабатываться [429, 430]. Если найдут рациональные конструктивные решения этой идеи, она сможет иметь практическое значение в хлорном производстве. В настоящее время амальгамные элементы с кислородной или воздушной деполяризацией пригодны только для специальных целей. [c.105] Вернуться к основной статье