ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диафрагменный метод получения хлора и растворов гидроксидов натрия и калия из "Электрохимическая технология неорганических веществ" Выход по току. Схема диафрагменного электролизера с фильтрующей диафрагмой представлена на рис. 3.2. [c.47] образующиеся на аноде, выводятся из анодного пространства электролизера. В результате побочных анодных реакций анолит подкисляется. [c.48] Гидроксид-ионы, несущие отрицательные заряды, под действием градиента электрического потенциала стремятся к аноду и, проникая в анодную зону, повышают pH анолита, способствуя ускорению побочных реакций и реакций хлора с раствором анолита. [c.48] Для получения величины Втк в процентах необходимо значение в долях единицы умножить на 100. [c.49] Из уравнений (3.10) и (3.11) следует, что плотность тока гидроксид-ионов в диафрагме зависит от градиента электрического потенциала и концентрации гидроксид-ионов в ней и от скорости противотока анолита, т. е. в конечном итоге зависит от толщины диафрагмы и концентрации гидроксида щелочного металла в католите. [c.49] Реакции (3.13) — (3.15) протекают с заметной скоростью в условиях диафрагменного электролиза, т. е. когда температура анолита составляет 90—100°С, а концентрация хлорида щелочного металла превышает 4-10 моль/м только при pH анолита более 4. [c.49] Гипохлорит- и хлорат-ионы, фильтруясь с потоком раствора в католит, загрязняют его, снижая качество получаемых растворов. [c.50] Если нейтрализация гидроксид-ионов осуществляется в диафрагме вблизи ее анодной стороны, толщина диафрагмы минимальна, а ее диффузионное сопротивление будет полностью использовано для уменьшения потока гидроксид-ионов. [c.50] Для расчета по уравнению (3.18) задаются значением выхода по току хлора. [c.50] Минимальная толщина диафрагмы снижается обратно пропорционально росту плотности тока, возрастает с повышением температуры и повышением концентрации гидроксида в католите. [c.51] Если толщина реальной диафрагмы меньше, чем бт1п для данных условий электролиза, то будет иметь место снижение выхода по току хлора и гидроксида металла, снижение концентрации хлора в анодном газе, загрязнение раствора католита хлористыми соединениями. [c.51] При достаточной толщине диафрагмы повышение температуры должно приводить к повышению выхода по току хлора н гидроксида металла, а снижение концентрации питающего раствора хлорида к уменьшению выхода по току за счет повышения растворимости хлора в анолите. [c.51] 3 иллюстрирует влияние толщины диафрагмы и плотности тока электролиза на выход по току гидроксида. Выход по току при, заданной плотности тока с увеличением концентрации гидроксида вначале несколько возрастает, так как уменьшается проток анолита через диафрагму и соответственно попадание в нее растворенного хлора и ионов водорода. Затем, после достижения некоторой критической концентрации гидроксида в католите, толщина диафрагмы оказывается недостаточной, и наступает резкое падение выхода по току гидроксида из-за проникновения гидроксид-ионов в анолит и ускоренного растворения в анолите хлора. [c.52] При увеличении толщины исходной диафрагмы или повышении плотности тока электролиза, что эквивалентно увеличению толщины, в соответствии с теорией происходит возрастание предельной концентрации гидроксида, превышение которой приводит к резкому падению выхода по току. [c.52] Предельные концентрации гидроксида натрия в католите при данной плотности тока и температуре электролиза 95°С приведены в табл. 3.2. [c.52] На рис. 3.4 представлена схема, поясняющая влияние толщины диафрагмы на показатели электролиза. Пока не достигнута предельная концентрация щелочи и толщина диафрагмы превышает бт1п, гидроксид-ионы нейтрализуются внутри диафрагмы на некоторой небольшой толщине — в зоне нейтрализации с образованием воды и хлороксидных продуктов, уносимых потоком раствора в католит. Основная часть ионов гидроксида нейтрализуется ионами водорода, образовавшимися в результате разряда молекул воды на аноде. [c.52] Если толщина диафрагмы для данных условий электролиза отвечает значению бт п, то при увеличении концентрации гидроксида от Скат до С кат (см. рис. 3.4, б) возрастбт градиент концентрации и перенос гидроксид-ионов в анодное пространство, где пройдут реакции образования хлороксидных продуктов и соответствующее снижение анодного выхода по току. [c.53] При более высоких значениях pH протекает реакция по уравнению (3.13) и образуются гипохлорит-ионы, а также реакция (3.15), приводящая к образованию хлорат-ионов. [c.53] Является целесообразным снижать pH питающего рассола введением в него хлорида водорода, заменяя реакции (3.13), (3.14), (3.15) и (3.22) реакцией ионов водорода и гидроксид-ионов с образованием воды, что способствует повышению качества целевых продуктов. [c.53] Вернуться к основной статье