Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
При данной мощности преобразовательной подстанции падение напряжения на электролизере, выход по току и расход электроэнергии определяют производительность цеха. В свою очередь электрохимические процессы, определяющие величину выхода по току, оказывают решающее влияние на шнос анодов и, следовательно, на падение напряжения на электролизерах. Достижение наименьшего падения напряжения и наиболь-,шего выхода по току при наименьших затратах конструкционных материалов и производственных площадей является основ ной задачей при конструировании электролизеров. Рациональный технологический режим эксплуатации электролизеров и соответствующая организация подготовительных стадий также должны обеспечивать оптимальные условия ведения процесса электролиза.

ПОИСК





Условия достижения высокого выхода по току

из "Производство хлора методом диафрагменного электролиза"

При данной мощности преобразовательной подстанции падение напряжения на электролизере, выход по току и расход электроэнергии определяют производительность цеха. В свою очередь электрохимические процессы, определяющие величину выхода по току, оказывают решающее влияние на шнос анодов и, следовательно, на падение напряжения на электролизерах. Достижение наименьшего падения напряжения и наиболь-,шего выхода по току при наименьших затратах конструкционных материалов и производственных площадей является основ ной задачей при конструировании электролизеров. Рациональный технологический режим эксплуатации электролизеров и соответствующая организация подготовительных стадий также должны обеспечивать оптимальные условия ведения процесса электролиза. [c.15]
Зыход по току в значительной мере зависит от концентрации МаОН в электролитических щелоках (ом, ниже). Оптимальная концентрация щелочи достигается при определенной скорости подачи тщательно очищенного рассола, соблюдении температурного режима процесса электролиза и соответствующем регулировании работы диафрагмы. Падение напряжения на электролизере зависит от совокупности факторов, определяющих баланс напряжения ванны. [c.15]
Благодаря исследованиям и экспериментальным работам, проведенным в последние годы, значительно расширились знз ния закономерностей процесса электролиза водных растворов хлоридов. Некоторые результаты этих исследований приводятся далее при рассмотрении факторов, определяющих выход по току и баланс напряжения электролизеров. [c.15]
Непосредственного разряда ионов Ыа+ на катоде ие происходит, так как нормальный потенциал разряда ионов Н гораздо более электроположителен, чем нормальный поте1 циал разряда ионов Ыа+ (—2,71 в). [c.16]
Таким образом, в процессе электролиза на аноде выделяется хлор, у катода образуются едкий натр и водород. Если продукты реакций (1) и (3) не взаимодействуют между собой и если на аноде и катоде не происходит других побочных реакций, на которые расходуется электрический ток, выход по току целевых продуктов электролиза будет равен 100 /о. Однако идеальных условий процесса в промышленных электролизерах создать не удается, поэтому выход по току всегда меньше 100%. [c.16]
Чтобы предотвратить смешение продуктов электролиза, анодное и катодное пространства в электролизерах разделяют диафрагмой, но фактически побочные продукты образуются всегда. На аноде и катоде протекают также некоторые другие реакции, вызывающие непроизводительный расход электроэнергии. Рассмотрим наиболее важные побочные реакции. [c.16]
Степень протекания этой реакции зависит от соотношения величин перенапряжения хлора и кислорода на графитовом аноде, с одной стороны, и количества ионов ОН , проникающих из катодного пространства в анодное, — с другой стороны. Обратимые электродные потенциалы разряда ионов С1 и ОН при 18° С равны соответственно +1,33 в и +0,82 в, поэтому в первую очередь следовало бы ожидать выделения кислорода. Однако, как видно из рис. 1, с ростом плотности тока перенапряжение выделения кислорода растет несравненно быстрее, 1 ем перенапряжение выделения хлора. [c.16]
На графите при 1000 перенапряжение для кислорода составляет 1,09 в, а для хлора не превышает 0,25 в. Поэтому при электролизе растворов хлорида натрия на аноде выделяется почти чистый хлор, а реакция (4) имеет крайне ограниченное значение. [c.16]
Экспериментальными данными Г. Ангела (рис. 2) показано, что максимальный выход по току (близкий к 100%) возможен при концентрации раствора ЫаОН порядка 3,2—3,8 н. Соответственно этому и подбирают протекаемость диафрагмы. [c.17]
Как будет показано, одновременное повышение температуры электролиза и концентрации ЫаС1 в рассоле положительно сказывается на подавлении побочных реакций и снижении перепада напряжения на электролизерах. [c.18]
выделяющийся на аноде по реакции (1), растворяется в анолите. Растворимость хлора резко снижается при увеличении концентрации поваренной соли в рассоле и повышении температуры (табл. 3). [c.18]
Таким образом, при электролизе раствора хлорида в случае непосредственного взаимодействия гидролизованного хлора и щелочи может образоваться значительное количество хлоратов. Однако в практических условиях благодаря применению диафрагмы и противотоку электролита проникание иоцов ОН- крайне ограничено (pH анолита 3,5—4,0), позтому концентрация ионов ОСГ и, следовательно, ионов IO3 невелика (см. ниже). Соответственно невелико и снижение выхода по току, связанное с протеканием указанных реакций. [c.19]
Значение этих реакций невелико, так как концентрация растворенного хлора и хлорноватистой кислоты в электролите низка, поэтому при нормальном ведении процесса в электролитической щелочи содержится только 0,1 ,2 г/л ЫаСЮз и следы ЫаОС1, образовавшихся по реакциям (6) и (7). [c.20]
Состав примесей в хлоргазе, объемн. [c.20]
При добавлении соляной кислоты (pH анолита 1) потерн выхода по току составили по хлору 1,24% (в том числе 1,05%, из-за побочного образования кислорода и СО2), по щелочи 3,36% (в том числе 2,48% вследствие проникания в католит соединений хлора). [c.20]
Во всех опытах, проведенных в условиях нормального технологического режима (рНя5 3,5), содержание ЫаС1 составило 22—23 г/100 г в анолите и 12—14 г/100 г в католите содержание ЫаОН в католите было равно 10— 12 г/1 00 г. Потери выхода по току составили 3—5% (в том числе не более 1% из-за взаимодействия хлора и щелочи). [c.21]
Из сказанного следует, что снижение выхода по току хлора и щелочи происходит главным образом вследствие проникания гидроксильных ионов в анодное пространство и разряда их на амоде по. реакции (4). Следовательно, для достижения максимального выхода, по току в промышлеиных электролизерах должны быть созданы такие условия, при которых этот процесс сводился бы к минимуму. [c.21]
Проникание щелочи в анодно е пространство определяется в основном миграцией ионов ОН через диафрагму при переносе тока и частично диффузией католита. При возрастании концентрации ЫаОН в катодном пространстве миграция иОнов ОН и диффузия католита увеличиваются. Ограничение этих процессов достигается благодаря движению электролита из анодного пространства в катодное (т. е. навстречу движению ионов ОН ) вследствие разности гидростатического давления в обоих пространствах. [c.21]
Скорость потока рассола через диафрагму в производственных условиях выбирают, исходя из степени разложения хлорида натрия в электролизерах примерно на 50%, что соответствует оптимальной концентрации НаОН, установленной Г. Ангелом . Движение электролита определяется протекаемостью диафрагмы Р (в см ). выражаемой следующей формулой . [c.21]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте