ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство хлора и щелочи электролизом хлоридов из "Справочник по электрохимии" Получение хлора и щелочи основано на электролизе водных растворов хло ридов щелочных металлов двумя методами с твердым катодом (диафрагмен-ный) и с ртутным катодом [241—243]. На твердом катоде в процессе электролиза происходит образование водорода, а в электролите—щелочи. На ртутном катоде разряжаются ионы натрия, образуется амальгама натрия, которую выводят из электролизера и разлагают водой при этом выделяется водород и образуется щелочь. Освобождающуюся при разложении амальгамы отуть возвращают в электролизер. [c.347] Доля тока, расходуемого на разряд кислорода, зависит от применяемого анодного материала и условий проведения анодного процесса и обычно колеблется от 0.5 до 3,0%. При использовании графитовых анодов происходит окисление материала анода выделяющимся кислородом с образованием диоксида углерода. [c.347] Снижение выхода по току хлора и щелочи происходит главным образом вследствие проникновения ионов 0Н в анодное пррстранство. Предотвращение этих потерь может быть обеспечено движением электролита от анода к катоду со скоростью, равной или больщей скорости электролитического переноса ионов ОН . [c.348] При электролизе с ртутным катодом разделение анодных и катодных продуктов осуществляется благодаря тому, что разложение амальгамы и получение каустической соды и водорода проводится в другом аппарате — разлагателе. При электролизе с твердым катодом, чтобы избежать смешения газов, выделяющихся на электродах, а также смешения анолита с католитом, сочетают применение пористых диафрагм с принципом противотока. [c.348] В промышленных электролизерах разделение электродных пространств осуществляют с помощью фильтрующей диафрагмы. В электролизерах с твердым катодом в основном используют осажденную асбестовую диафрагму. Ее изготовляют из хризотилового асбеста, с высокой щелочестойкостью. Перспективно применение ионообменных мембран, что позволит отказаться от противотока электролита. [c.348] Основным сырьем для производства хлора и каустической соды служит поваренная соль, в небольших масштабах используется также хлорид калия. [c.348] При производстве хлора и каустической соды электролизом с диафрагмой в качестве исходного сырья могут быть использованы твердая соль, естественные или искусственные рассолы, образующиеся в результате подземного растворения соли. При электролизе с ртутным катодом для донасыщения анолита необходима твердая соль. Требования к рассолу для электролиза с твердым и жидким катодом существенно различаются между собой (табл. 10.1). [c.348] Выведение накапливающихся сульфатов из рассольных циклов производится в процессе выпарки электролитических щелоков. [c.349] Иногда для очистки рассолов от сульфатов применяют хлорид бария, а при высоком содержании сульфатов — кальциевый способ. [c.350] Аноды для хлорных электролизеров должны обладать высокой химической стойкостью. Этому требованию в определенной степени удовлетворяют магнетит, диоксид марганца, уголь, графит, платина (табл. 10.2). [c.350] Графит для ртутного электролиза применяется без пропитки, поэтому износ его несколько больше — до 130 г на 1000 А-ч. В этом графите должны отсутствовать примеси, способствующие разложению амальгамы щелочных металлов (амальгамные яды). [c.350] В электролизерах с ртутным катодом перфорированные аноды расположены горизонтально в электролизерах с диафрагмой — преимущественно вертикально. [c.350] Хлор и водород, получаемые в электролизерах, загрязнены парами воды и примесями. Влажный хлор содержит пары воды, диоксид углерода, некоторое количество воздуха, поступающего извне через неплотности аппаратуры и трубопроводов, водорода, окиси углерода, туман и брызги анолита кроме того, он может содержать органические вещества. [c.350] Перед передачей потребителю хлор подвергают осушке, которую проводят в две стадии охлаждение и обработка серной кислотой. Охлаждение хлора до 20—25 °С осуществляют водой в холодильниках смешения. При этом отделяется до 60% содержавшейся в хлоре влаги. Сушка серной кислотой производится в скрубберных колоннах. Для очистки от взвесей газообразный хлор пропускают через аппараты с инертной насадкой, насадкой из железных стружек,- рукавные или волокнистые фильтры. Далее хлор направляется потребителю в газообразном или сжиженном виде. [c.350] Водород из электролизеров с твердым катодом охлаждают в водяных холодильниках смещения и, если необходимо, сушат серной кислотой и удаляют влагу с помощью сорбентов типа цеолита. Водород из отделения электролиза с ртутным катодом очищают также от паров ртути. [c.352] Технологические режимы и расходные нормы в производстве хлора и щелочи электролизом хлоридов приводятся в табл. 10.3—10.5, характеристики электролизеров— в табл. 10.6 и 10.7. [c.352] Без затрат пара на выпарку рассола для получения чистой соли. [c.352] Страна, фирм а-производитель, тип электролизера к = J St X о Расход электроэнергии (постоянный ток), кВт-ч Плотность тока, кА/м2 Тип Габариты электролизера, м я О О. н S н S. [c.356] Вернуться к основной статье