Мембранный электролиз

Мембранный электролиз предъявляет высокие требования к чистоте рассола по содержанию многовалентных катионов Са, Мо, е, сумма которых, по имеющимся данным, не должна превышать 0,5мг/л. Содово-каустический способ очистки рассола при надежной фильтрации позволяет снизить содержание магния и железа до 0,05-0,1мг/л, а кальция, в зависимости от условий осаждения, до 2-4 мг/л. Более глубокая очистка рассола от кальция для мембранного электролиза этим методом не достигается даже при значительных избытках соды. [c.34]

Ионообменные мембраны. Их свойства. Процесс электролиза растворов хлоридов щелочных металлов с использованием ионообменной мембраны основан на способности мембраны пропускать в заданном направлении ионы определенного вида— в данном случае катионы (Na+, К+, Li+ и др.), т. е. в процессе мембранного электролиза электроды (анод и катод) отделены друг от друга мембраной, не проницаемой для газов, почти не проницаемой для жидкостей, пропускающей преимущественно катионы. [c.109]

Наиболее широкое развитие мембранный процесс получил в Японии, где к середине 1986 г. полностью завершена программа перевода производств хлора и гидроксида натрия с ртутного на мембранный метод. Крупными мембранными установками оснащают свои хлорные заводы США, Италия, Великобритания, Нидерланды и другие страны. В нашей стране также уделяется большое внимание разработке и созданию технологии мембранного электролиза. Общая мощность производств хлора и гидроксида натрия (раствора) по мембранному методу в мире достигла к концу 80-х годов около 5 млн. т/год. [c.100]

Рис. 10-16. Принципиальная схема очистки рассола для мембранного электролиза

По мнению многих исследователей, мембранному электролизу будет принадлежать ведущее место в развитии хлорного производства, по мере совершенствования и удешевления мембран он может заменить классические ртутный и диафрагменный методы получения хлора и гидроксида натрия. [c.100]

Как правило, общая схема включает в себя две стадии первичную очистку обычным содово-каустическим способом и вторичную глубокую очистку с применением ионообменных смол. Если на установке используют вакуумную соль (не менее 99,9% Na l), ионитная очистка является единственной стадией процесса. Отработанный анолит донасыщают исходной твердой солью или соединяют с сырым рассолом и подвергают упариванию с целью удаления вводимой с рассолом воды. При кооперировании диафрагменного и мембранного методов электролиза отработанный и обесхлоренный анолит из мембранного электролиза насыщают солью, выделенной при выпаривании [c.225]

Каустическая сода, полученная по методу электролиза с диафрагмой, содержит 3,0-3,8% (масс.) хлоридов, примеси сульфатов, хлоратов и другие загрязнения, поэтому без очистки ее нельзя использовать во многих производствах. Разработаны и освоены различные методы очистки каустической соды. Очищенная каустическая сода отвечает требованиям потребителей гидроксида натрия высокой степени чистоты [11]. Для производства каустической соды высокой степени чистоты получает развитие электролиз растворов хлорида натрия в электролизерах с твердым катодом и ионообменными диафрагмами (мембранами), называемый мембранным электролизом. Процесс осуществляют в компактной аппаратуре и без применения токсичной ртути. [c.7]

Ионообменные мембраны нашли наиболее широкое ирименение в производстве хлора и щелочи. По мнению многих исследователей, мембранному электролизу принадлежит будущее в развитии хлорного производства. Он лишен основного недостатка электролиза с ртутным катодом — загрязнения окружающей среды ртутью. Сейчас мембранный метод становится самым экономичным, так как позволяет получать раствор щелочи высокой концентрации и чистоты. [c.85]

Методы глубокой очистки рассола. Развитие мембранного электролиза стимулировало многочисленные исследования по новым методам очистки насыщенных растворов хлорида натрия от примесных многовалентных катионов. Особые затруднения вызывает очистка рассола от кальция, поскольку допустимое остаточное содержание этих ионов уменьшалось в сто и более раз (от 5 мг/дм до 0,02—0,05 мг/дм ) . [c.222]

Наибольшее распространение получили методы очистки рассола для мембранного электролиза на органических ионообменных смолах, главным образом хелатного типа, способных образовывать внутримолекулярные комплексы с кальцием и магнием. Для этих целей рекомендуются сополимеры стирола и дивинилбензола, стирола и бутадиена, полимер эпихлоргидрина и др. [317], отечественная ионообменная смола полиам-фолит марки ПА-1 [341]. Характеристика используемых хелат-ных смол, а также влияние различных факторов на степень очистки от ионов кальция и магния рассматривается в работе [342], особенности процесса очистки рассола с помощью хе-латных смол отражены в патентах [343—348]. [c.224]

Технология глубокой очистки рассола. Технологическая схема очистки рассола для мембранного электролиза зависит от качества используемой поваренной соли и от конкретных условий данного производства, главным образом от характера кооперирования с другими методами электролиза. [c.225]

Рис. II. 12. Принципиальная схема производства каустической соды, хлора и водорода методом мембранного электролиза

Важную область применения мембранного электролиза представляет электродиализ. С помощью диализа можно разделить высокомолекулярные и низкомолекулярные компоненты раствора. Для этого раствор от- [c.190]

В СССР основное количество каустической соды вырабатывают методом электролиза с твердым катодом и фильтрующей диафрагмой. В 1983 г. этим методом произведено 65,7% каустической соды. В ближайшие годы намечается освоить метод электролиза с ионообменной мембраной. Этот метод принципиально новый и наиболее совершенный. Он позволяет получать непосредственно в электролизерах без значительных затрат пара товарный продукт, соответствующий требованиям, предъявляемым промышленностью искусственного волокна. С внедрением мембранного электролиза почти в [c.26]

С целью получения чистой каустической соды в более компактной аппаратуре и без применения токсичной ртути разрабатывается метод электролиза раствора хлорида натрия с применением ионообменных мембран. Первоначально была предложена схема мембранного электролиза, основанная на представлении об униполярной проводимости ионообменных мембран [1]. [c.235]

Электромембранные процессы. Основные методы электромембранной технологии электродиализ и мембранный электролиз. Перспективы широкого внедрения этих методов для очистки и разделения различных растворов связаны с экологической безопасностью и энергетической эффективностью токовых процессов [18,19]. [c.575]

В 1980 г. во всем мире насчитывалось семь установок мощностью от 2,4 до 80 тыс. т/год каустической соды, работающих по этому методу и в стадии строительства находились еще шесть установок [1]. Общая мощность таких установок в 1982 г. достигла 680 тыс. т/год, что составляет 2% мировой мощности по каустической соде. Мембранный электролиз водных растворов хлорида натрия интенсивно разрабатывается в Советском Союзе и ряде стран мира [12-22]. [c.7]

Технология электролиза с ртутным катодом в настоящее время является наиболее совершенной. Электролизеры с ртутным катодом и анодами ОРТА работают при нагрузках 400—450 кА с плотностью тока до 15 кА/м . Электролиз с ртутным катодом обеспечивает получение непосредственно в электролизерах концентрированной щелочи (до 50% гидроксида натрия) высокой степени чистоты и раствора гидроксида натрия особой чистоты, применяемого в полупроводниковой технике и других отраслях промышленности. Ограниченность ресурсов ртути, введение жестких норм на содержание ртути в отходах производства, сбрасываемых в водоемы и атмосферу, разработка и освоение рациональных методов очистки от примесей диафрагменной каустической соды, а также разработка мембранного электролиза обусловливают замедление развития электролиза с ртутным катодом. В Советском Союзе объем производства каустической соды и хлора электролизом с ртутным катодом по мере промышленного внедрения мембранного электролиза будет сокращаться, что позволит исключить загрязнение ртутью окружающей среды [1]. [c.7]

МЕМБРАННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗ Мембранный метод получения каустической соды и хлора, называемый также мембранным электролизом, основан на электрохимическом разложении растворов хлорида натрия в электролизерах с твердым катодом и ионообменными (катионитовыми) мембранами в качестве диафрагмы. [c.59]

НИЯ в процессе мембранного электролиза стремятся получить раствор NaOH возможно более высокой концентрации. Однако превышение некоторой предельной концентрации щелочи приводит к снижению выхода по току гидроксида натрия. [c.103]

Промышленное внедрение мембранного электролиза, позволяющего непосредственно получать каустическую соду повышенной концентрации (до 40% NaOH) с незначительной примесью хлорида натрия (0,01—0,04% Na l), потребовало разработки специальных методов глубокой очистки рассола. [c.220]

В настоящем сборнике публикуются доклады Оронцио де Нора об опыте работы фирш в области электрохимических разраооток, профессора Г. М. Камарьяна о принципах конструирования э/ вкт-ролизеров, А. . Мазанко о разработке процесса мембранного электролиза и ряд других. [c.3]

По предварительным данным, процесс под давлением целесообразнее в случае мембранного электролиза. При асбестовой диаф-раше показатели электролиза оказываются неустойчивыми,очевидно, в связи с набуханием диафрахш. Предполагается,что при использовании пленочных полимерных диафрагм прох сс может идти нормально. В настоящее врш1я наши усилия концентрируются на процессе под давлением с применением мебран. Пока работает модельная установка и ведутся проработки более широкого масштаба. [c.16]

Уже в 70-е годы XX века в хлорно-щелочном электролизе, важнейшем промышленном процессе, вместо асбестовых диафрагм стали применять перфторированные мембраны. Первый в мире мембранный электролиз для получения хлора и щелочи был освоен в 1975 -1976 гг. фирмой Асахи хемикел индастри кам-пани лимитед (Япония) с применением ионоселективных мембран КаГюп . [c.576]

Мембранный электролиз позволяет получать раствор каустической соды высокой концентрации (20-409 ) с незначительной примесью Na l (0,01—0,04%) непосредственно в электролизерах без применения токсичной ртути и асбеста и дает возможность сократить или совсем исключить затраты на энергию и оборудование для концентрирования каустической соды и ее очистки от примесей. Промышленное внедрение мембранного метода дает возможность уменьшить объем производства каустической соды и хлора электролизом с ртутным катодом и тем самым исключить загрязнение ртутью окружающей среды, а также улучшить санитарно-гигиенические условия труда на производстве. [c.59]

Конструкции мембранных электролизеров. В промышленности используются разнообразные конструкции мембранных электролизеров для разложения водных растворов хлорида натрия с получением каустической соды, хлора и водорода. В начале развития мембранного электролиза применяли электролизеры с трех- и четырехкамерными электролитическими ячейками, проточными (асбестовыми или асбополимерными) диафрагмами, графитовыми анодами и ионообменными мембранами [98]. Электролизеры с трех- и четырехкамерными электролитическими ячейками и графитовыми анодами не получили широкого применения в производстве чистой каустической соды и хлора. [c.66]

Конструкции мембранных электролизеров и технологический процесс мембранного электролиза растворов Na l разрабатьшает ряд фирм США, ФРГ, Италии и других стран. Отметим, что все конструкции мембранных электролизеров для разложения Na l с получением едкого натра, [c.67]

Принципиальная технологическая схема электролиза. При мембранном электролизе, так же как и при электролизе с ртутным катодом, рассольный цикл является замкнутым. В рассольном цикле электролизеры обеспечиваются непрерывным потоком чистого рассола (температура 55— 65 °С, концентрация хлорида натрия 305—310 г/л). Проходя через электролизеры, рассол обедняется. хлоридом натрия (концентрация Na становится равной 150-170 г/л) и насыщается хлором (содержание хлора 0,3-0,6 г/л). Перед подачей снова в электролизеры рассол следует донасытить солью и очистить от загрязнений, вносимых солью. Используют несколько вариантов схемы обесхлоривания, донасыщения и очистки рассола. [c.68]

Те.хнологическая схема мембранного электролиза проста в эксплуа-тахщи и требует небольшого числа обслуживающего персонала. При использовании мембранных электролизеров (по сравнению с диафрагмен-ными электролизерами) отпадает необходимость в отделении приготовления и насасывания проточных диафрагм, резко уменьшается мощность грузоподъемных и транспортных механизмов, значительно сокращается время простоя при ремонте. Колебания токовой нагрузки не влияют на работу. мембранных электролизеров. [c.70]

Мембранный электролиз — процесс получения новых веществ в условиях переноса ионных компонентов через ионообменную мембрану и реализации на электродах электрохимических реакций. Характерными примерами являются получение каустической соды и молекул хлора при электролизе растворов поваренной соли с использованием химически стойких перфториро-ванных сульфкатионитовых мембран, а также мембранный электролиз воды при переносе ионов водорода через мембрану с получением водорода и кислорода. Перенос ионов в мембране описывается уравнениями Нерста-Планка. [c.391]

Используемый в процессе сырой рассол Светлоярского месторождения будет после очистки частично вьшариваться до твердой соли, которая будет донасыщать анолит мембранного электролиза. Укреп-левнай анолит после смешения с другой частью очищенного рассола будет дополнительно очищаться на фильтрах с намывным слоем целлюлозы и ионообменных фильтрах. [c.16]

Движущей силой мембранных процессов является разность электрических потенциалов, транспорт основан на способности ионов и заряженных частиц проводить электрический ток. При наложении разности потенциалов к раствору соли положительные ионы (катионы) движутся к отрицательному электроду (катоду), а отрицательные (анионы) — к положительно заряженному электроду (аноду). Движущая сила не оказывает влияния на незаряженные молекулы, что позволяет отделять их от компонентов, несущих электрический заряд. С помощью заряженных мембран возможно регулировать транспорт ионов. Такие мембраны проводят электрический ток. Различают два вида мембран катионообменные мембраны, позволяющие переносить положительно заряженные ионы, и анионообменные мембраны, обусловливающие перенос анионов. Транспорт ионов через заряженную мембрану основан на эффекте Доннана (см. гл. IV). Для осуществления электромембранных процессов используются разнообразные комбинации электрически заряженных мембран и разности потенциалов. Одним из основных электромембранных процессов является элетродигилиз, который используется для очистки воды от ионов. Имеется множество производных процессов, основанных на использовании заряженных мембран и разности потенциалов (в качестве движущей силы). Некоторые из них, такие, как мембранный электролиз и применение биполярных мембран, будут описаны ниже. [c.370]