ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролизеры с движущимися электродами из "Электрохимические системы в синтезе химических продуктов" Наибольшее распространение электролизеры с вращающимися электродами получили в Индии. Анализ результатов использования вращающихся электродов в электролизерах для получения органических соединений приводится в обзорной статье Удупы [232]. [c.191] В работах индийских авторов использовались электролизеры, двух типов — с вращающимися дисковыми (рис. VH.1) и цилиндрическими (рис. Vn.2) электродами. [c.191] Металлические диски 1 (см. рис. VII.1) насажены на вал, через который подводится ток. От электрода противоположного знака 2 дисковый электрод отделен диафрагмой 3. Распределение тока по поверхности дискового электрода неравномерное. Однако при электролизе хорошо проводящих ток растворов этО различие незначительно. [c.191] Благодаря интенсивному перемешиванию возможно проводить электролиз не только гомогенных растворов, но и суспензий и эмульсий исходного вещества. Высокая скорость массопереноса, достигаемая при переходе в турбулентный режим, обеспечивает быстрый подвод к поверхности исходного вещества даже в тех случаях, когда это вещество не образует гомогенных растворов, а присутствует в виде суспензии или эмульсии, и быстрое удаление из приэлектродного слоя продуктов реакции. Снижение диффузионных ограничений скорости электрохимических реакций позволяет повысить электродную плотность тока, а следовательно, и интенсивность процесса электролиза. [c.192] В цитируемой выше работе Удупы [232] приводятся обобщенные данные о восстановлении и окислении некоторых органических соединений на вращающихся электродах (табл. VII.1). [c.192] Из данных табл. VII. 1 видно, что электролиз органических соединений, если судить по нагрузке на электролизеры, был реализован не только в опытно-промышленных, но и в промышленных масштабах в электролизерах с вращающимися электродами. Отметим при этом, что скорость вращения электродов, при которой обеспечивалось протекание процесса в турбулентном режиме, составляла несколько тысяч оборотов в минуту. [c.192] Отметим, что благодаря высокой турбулентности потока в роторном электролизере можно проводить электрохимическое осаждение металлов из сточных вод, например, гальванических цехов. В частности, с выходом 65% можно получать медь из растворов, содержащих 5-10 моль/л Си +. [c.194] На рис. УП.4 приведены данные об изменении относительной скорости образования пропиленоксида и чисел Рейнольдса в зависимости от скорости вращения роторного электрода. Как видно из данного рисунка, при увеличении скорости вращения возрастает число Рейнольдса в межэлектродном пространстве Rel=(Dro /v за счет увеличения центробежной силы (ю — угловая скорость вращения, об/с го — радиус диска, см V— кинематическая вязкость, см /с). Число Рейнольдса в канале Re2 = Q//Iv остается постоянным (Q — объемная скорость течения, см /с к — диаметр канала, см), относительная скорость образования пропиленоксида (пунктирная кривая) значительно увеличивается с ростом числа оборотов электрода и Ке . [c.194] Предложены конструкции электролизеров с вращающимися электродами, в которых диски, находящиеся в вертикальном положении, укреплены на одном общем валу. Схема одного из таких электролизеров приведена на рис. VH.5 (англ. пат. 1399898). [c.195] Корпус электролизера 2 имеет три отверстия — два для ввода раствора 5 и i) и одно 1 для вывода. Биполярные дисковые электроды 4 помещаются между токоподводящими пластинами 5 и 10, которые жестко с помощью цапфы 6 скреплены с вращающимся валом 9. Раствор, поступающий в электролизер через отверстия 7 и S в токоподводящих пластинах, попадает в межэлектродное пространство, где распределяется радиально по отношению к биполярным дисковым электродам. Благодаря создаваемой вследствие вращения центробежной силе подвергаемый электролизу раствор быстро проходит между дисками и удаляется через отверстие 1. Указанный электролизер может применяться, например, для электросинтеза гииохлорита. [c.195] При получении ряда химических соединений скорость процесса падает вследствие образования на поверхности электрода различных пленок, ингибирующих электрохимическую реакцию. [c.196] Эти пленки обычно состоят из продуктов электрохимических реакций, которые выпадают вследствие недостаточно хорошей растворимости, а также могут коагулировать ввиду различия реакции среды (например, pH) у поверхности электрода и в объеме раствора. Для удаления таких пленок предложена конструкция электролизера, представляющего собой трубу из пластмассы диаметром 16 см. Катионитовая цилиндрическая диафрагма 1 сварена по кромке с сеткой (рис. УП.7). Четыре графитовых анода 3 устанавливаются по периметру электролизера. Катод 6 диаметром и высотой 7,6 см представляет собой металлический цилиндр, насаженный на ось 10, вращающийся со скоростью 10—100 об/мин. Четыре вертикальные резиновые лопасти 8 прижаты к поверхности катода и непрерывно зачищают ее [235]. [c.197] Об эффективности процесса электролиза нри непрерывном зачищении поверхности электрода свидетельствуют данные, на рис. УП.З. Как видно из этих данных, при неподвижном электроде скорость процесса окисления бромида натрия падает (кривая 1). При вращении электрода со скребками скорость реакции сохраняется неизменной во времени (кривая 2) за счет непрерывного удаления пассивирующей пленки из продуктов электролиза. [c.198] Другой электролизер, в котором производится очистка поверхности электродов, представлен на рис. УП.9 [236]. В этом электролизере электроду сообщается возвратно-поступательное движение, в результате которого поверхность зачищается с помощью набивки сальников. [c.198] Электрод 1 с помощью шатунно-кривошипного механизма 15 совершает возвратно-поступательное движение. От электрода противоположного знака 4 электрод 1 отделен диафрагмой 12. За счет контакта с набивками 9 я 13 сальников 8 и 14, состоящими из волокнистых материалов, например асбестовой ваты с примесью порошка корунда (размер зерен 10 мкм), поверхность электрода 1 постоянно зачищается и не пассивируется в результате образования пленки из продуктов электролиза. Выход, например, бензилового спирта при электровосстановлении бензилового альдегида возрастает на 15—20% по сравнению с выходом для этого же процесса, если его проводить в электролизере без зачистки поверхности катода. [c.198] Вернуться к основной статье