ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Использование восстановительной способности амальгам щелочных металлов из "Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов" В процессе электролиза происходят изменения концентрации злектролита, которые обусловлены участием ионов в переносе тока, химическими процессами, протекающими на злектродах и в объеме злектролита, испарением влаги и уносом ее с газообразными продуктами электролиза — хлором и водородом. [c.108] Ниже приведен расчет концентрации соли в анолите, а также соли и щелочи в католите с учетом испарения и уноса влаги с газами. [c.108] Если процесс электролиза проводить в условиях, исключающих электролитический перенос ионов ОН иэ катодного пространства в анодное, то количество ионов хлора, Перенесенное током в анодное пространство из катодного, составит ИаатПо/т] г-ионов, где щ — число переноса хлор-иона. [c.109] На катоде образуется am о молей гидроокиси натрия и выделяется amJ2 молей газообразного водорода при этом на химическую реакцию расходуется ат молей воды. [c.110] Данных о парциальном давлении водяного пара над электролитическими щелоками в литературе не опубликовано. Для практических расчетов парциальное давление водяного пара над смешанными растворами Na l и NaOH можно определить по принципу аддитивности. Ниже в табл. 2-21 и 2-22 приведено давление водяного пара над растворами Na l и NaOH. [c.111] При таком подсчете парциальное давление паров воды над католитом мало отличается от парциального давления над насыщенным раствором поваренной соли при той ще температуре. [c.112] При парциальном давлении паров воды над электролитом выше 40Q—500 мм рт. ст. унос паров воды резко возрастает. При парциальном давлении паров около 720 мм рт. ст. теоретически с газами должна быть унесена вся вода из раствора. Поэтому при сильном повышении температуры электролиза происходит интенсивное испарение влаги, пересыщение раствора и выделение кристаллов соли, которые забивают поры диафрагмы и приводят к нарушению нормального процесса электролиза. [c.112] Материальный баланс электролизера осложняется наличием примесей, нап )имер соды, щелочи и сульфатов, в питающем электролизер рассоле, протеканием процессов выделения на аноде кислорода и окисления графитовых анодов с образованием в основном двуокиси углерода, а также вторичных процессов растворения и гидролиза хлора в анолите и последующих реакций между растворенным хлором и ионами ОН с образованием гипохлорита и хлората. Однако для практических целей приведенная выше приближенная схема расчета материального баланса обычно дает достаточно точные результаты. [c.112] При электролизе с ртутным катодом выражения для расчета Лахериального баланса электролизера имеют более простую форму. [c.113] Материальный баланс разлагателя должен учитывать расход воды на химическую реакцию, на испарение и унос паров с водородом. В мощных электролизерах с ртутным катодом унос воды в виде паров с водородом составляет значительную величину, поэтому практикуют установку на разлагателе холодильников водорода для конденсации основного количества паров воды и ртути и возвращения конденсата в разлагатель. [c.113] Повышение температуры в электролизере приводит к снижению напряжения и увеличению выхода по току. Поэтому, несмотря на возрастание скорости коррозионных процессов и, в частности, усиление износа графитовых анодов, стараются работать при повышенной температуре. Однако увеличение температуры в электролизере ограничено определенным пределом. При приближении рабочей температуры к температуре кипения электролита резко повышается парциальное давление паров воды, возрастает объем влажных газов, выделяющихся на электродах, что приводит к росту газонаполнения и соответственно увеличению напряжения на ячейке. При чрезмерном повьппении температуры электролит вскипает , увеличивается унос электролита с газами. Такое явление наблюдается при температуре выше 100 105 С. [c.113] В электролизерах с ртутным катодом температуру в электролизере стараются не поднимать выше 80—90 °С из-за отсутствия гум-ВДгровочных материалов, обладающих достаточной стойкостью при более высокой температуре. [c.113] Температура электролизера зависит в основном от напряжения на нем и температуры подаваемого на питание рассола. [c.114] В результате износа графитовых анодов во время работы электролизера изменяется напряжение на нем и повышается его рабочая температура. [c.114] При высоких плотностях тока к концу тура работы анодов температура в электролизере может подняться выше допустимой. Это приобретает особое значение для электролизеров с твердым катодом, где обычно нет возможности регулирования межэлектродного расстояния по мере износа анодов. В таких случаях рабочую температуру электролизера можно снизить питанием электролизера холодным рассолом. Холодильные элементы для охлаждения электролита в современных конструкциях электролизеров не применяются. [c.114] Приход энергии в электролизере составляется из физического тепла, приносимого с питающим электролизер рассолом, и электрической энергии постоянного тока, затрачиваемого на электролиз. [c.114] Некоторое количество тепловой энергии выделяется также при сгорании графитовых анодов до Oj. [c.114] Тепловой эффект образования гипохлорита при реакции хлора со щелочью и последующего восстановления его до хлористого натрия можно не учитывать, так как в сумме последовательных реакций получается исходный продукт — хлористый натрий. Можно учитывать тепловой эффект образования хлората, но его количество, образующееся при электролизе, невелико и поправка незначительна. [c.114] Все побочные процессы, снижающие выход по току в энергетическом балансе, в практических расчетах можно учесть, приравняв их к процессу электролиза воды с выделением кислорода и водорода. [c.114] Вернуться к основной статье