Графитовые аноды перенапряжение выделения хлор

Широкое использование в производстве хлора получили оксидно-рутениевые титановые аноды (ОРТА). На оксидно-рутениевых анодах перенапряжение выделения хлора невелико, и напряжение на электролизере и удельный, расход электроэнергии снижаются по сравнению с соответствующими показателями на графитовых анодах [80, 161]. [c.203]

Перенапряжение выделения хлора на графитовых анодах сравнил тельно невелико. Б условиях работы промышленных хлорных электролизеров оно практически мало отличается от перенапряжения выделения хлора на платиновых анодах (если процесс на платиновых анодах вести при низких значениях pH) и существенно ниже (на 0,3—0,5 Б), чем на магнетитовых анодах. [c.59]

Перенапряжение выделения хлора в различных условиях изучено менее подробно. Однако определению значения потенциала выделения хлора на графитовых анодах в условиях работы промышленных электролизеров посвящено значительное количество работ как в нашей стране [183—1851, так и за рубежом [186—190]. [c.87]

Разработка способов изготовления МИА с использованием в качестве активного слоя вместо платины или сплава ее с родием более дешевого и менее дефицитного рутения создало дополнительные стимулы для применения МИА в хлорной промышленности. На окиснорутениевых аиодах перенапряжение выделения хлора невелико, напряжение на электролизере и удельный расход электроэнергии снижается по сравнению с этими же показателями на графитовых анодах [53, 54]. [c.154]

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ ВЫДЕЛЕНИЯ ХЛОРА НА ГРАФИТОВОМ АНОДЕ [c.84]

Перенапряжение выделения хлора зависит также от сорта графитового материала. Потенциал выделения хлора на графите одного и того же сорта может существенно изменяться в зависимости от предварительной проработки анода. [c.87]

На рис. П1-7 для тех же условий приведена зависимость перенапряжения выделения хлора на графитовом аноде от pH. [c.94]

Однако на графитовых анодах перенапряжение кислорода много выше перенапряжения хлора и поэтому на них будет происходить в основном разряд ионов С1 с выделением газообразного хлора по реакции (б). [c.327]

Материал анодов существенно влияет на анодный процесс. Все указанные выше закономерности действительны для графитовых анодов. Делались попытки применять в качестве анодов платину, сплав платины с иридием, уголь, магнетит, титан с нанесенным на него слоем платины. Однако все эти материалы по разным причинам оказались менее пригодными, чем графитовые аноды. Несмотря на это исследования в данной области продолжаются и в настоящее время уже применяются титановые аноды, на которые нанесен слой окиси редких металлов (рутения). Такие металлические аноды имеют большое преимущество перед графитовыми, так как на них снижается перенапряжение выделения хлора, уменьшается доля тока на разряд гидроксильных ионов, не происходит разрушения анодов и загрязнения хлоргаза двуокисью углерода. Кроме того, отпадает необходимость в регулировании межэлектродного расстояния и уменьшается расход электроэнергии на электролиз. [c.232]

Перенапряжение выделения хлора на графитовом аноде при плотностях тока до 10 ка равно 0,1—0,15 в. На рис. 16-3 показана зависимость потенциала выделения хлора на графитовом аноде от плотности тока при различных температурах. Увеличение плотности тока от 1 до 10 т м при 85° С приводит к росту анодного потенциала на 0,12 ( . Перенапряжение на амальгамном катоде составляет около 0,05 в. [c.233]

Так, фирма "Хукер", создав конструкцию электролизера типа "Н" с МЙА и синтетической диафрагмой, увеличила анодную плотность тока с 1,5 до 2,3 кА/м , снизила напряжение на электролизере с 5,98 до 3,41 В за счет уменьшения перенапряжения выделения хлора с 0,12 до 0,03 В и уменьшения потерь напряжения в диафрагме с 0,32 до 0,20 В, в аноде - с 0,45 до 0,12 В, при этой коэффициент напряжения был снижен с 0,89 до 0,36 Вм /кА, а расход электроэнергии сократился в среднем с 2765 до 2524 кВт.ч./т йаОН (в сравнении с электролизером на графитовых анодах и асбестовой диафрагмой). [c.29]

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]

Замена одного сорта графитовых анодов на другой заметно влияет на перенапряжение выделения хлора [6, 74]. [c.169]

Из всех материалов, которые могут быть использованы для изготовления анодов, наиболее низкий потенциал и перенапряжение выделения хлора имеет смесь оксидов рутения и титана. Значения перенапряжения несколько изменяются в зависимости от соотношения этих оксидов в активном слое электрода. Низкий потенциал выделения хлора и малый угол наклона поляризационной кривой позволяют интенсифицировать процесс электролиза при использовании этих анодов, сохранить низкое напряжение на ячейке и невысокий удельный расход электроэнергии на единицу вырабатываемой продукции. Несколько больше потенциал выделения хлора на графитовых, платиновых и платино-титановых анодах (ПТА) и самым высоким значением потенциала характеризуются магнетитовые аноды. [c.170]

Равновесные потенциалы выделения хлора на аноде и образования амальгамы натрия на катоде зависят от условий электролиза и равны соответственно 1,326 В на аноде, а на катоде приблизительно 1,80 В. Перенапряжение на аноде в зависимости от плотности тока изменяется в пределах 0,12—0,14 В. Перенапряжение на катоде составляет около 0,04 В. Падение напряжения в электролите определяется расстоянием между электродами, электропроводностью электролита, плотностью тока и газонаполнением электролита. Чтобы его снизить, устанавливают минимально-возможный промежуток между анодом и катодом, который практически составляет 3-10 —5-10 з м. Из-за горизонтального расположения анодов й трудности отвода пузырьков хлора с их нижней поверхности значительное влияние на падение напряжения в электролите у электролизеров с графитовыми анодами оказывает газонаполнение электролита. У электролитов с ОРТА, имеющих решетчатую конструкцию, газонаполнение анолита влияет на падение напряжения в меньшей мере. В табл. 17 дан примерный баланс напряжения ртутных электролизеров при различных плотностях тока. Общее напряжение на клеммах ртутных электролизеров отечественных конструкций с графитовыми анодами с удовлетворительной точностью можно определить по следующей эмпирической формуле [c.100]

Были использованы графитовые аноды как наиболее дешевые, хотя перенапряжение кислорода на них ниже, а для хлора выше. Имеется ряд предложений об использовании в качестве анодов магнетита, диоксида свинца или титана, покрытого платиной или активным слоем из оксидов мета.ялов платиновой группы, Повышение анодной плотности тока увеличивает выход гипохлорита вследствие повышения перенапряжения выделения кислорода и уменьшения процесса разряда ионов С10 на аноде. [c.141]

Перенапряжение выделения продуктов электролиза на аноде и катоде подробно рассмотрено в 27, Оно может быть весьма значительным и составляет 0,2—0,3 в для хлора на графитовом аноде и около 0,15—0,2 в для водорода на стальном катоде при плотностях тока, обычно применяемых в промышленных электролизерах. [c.77]

Перенапряжение при выделении хлора меньше, чем при выделении кислорода, как это видно из данных, приведенных в таблице 12. В результате при электролизе концентрированных растворов хлоридов с платиновыми анодами на них выделяется практически только хлор на графитовых анодах хлора выделяется 96—99%, остальное — кислород. [c.55]

Получение практически чистого хлора при электролизе водных эастворов хлоридов щелочных металлов на графитовых, платиновых я окиснорутениевых анодах возможно только в результате более высокого перенапряжения выделения кислорода на этих анодах по сравнению с перенапряжением выделения хлора. [c.13]

Рис. III-7. Зависимость перенапряжения выделения хлора иа графитовом аноде от pH (концентрация Na l — 4,4 н., температура 40 °С, плотность тока 2000 А/м ).

Мояшо сделать вывод, что при увеличении pH анолита происходит труднообратимое окисление платинового слоя ПТА, которое влечет за собой увеличение перенапряжения выделения хлора на 0,4—0,5 В и относительной скорости побочного процесса выделения кислорода. По сравнению с графитовыми анодами скорость выделения кислорода на ПТА в 3—4 раза меньше, и при прочих равных условиях в процессе электролиза растворов Na l в электролизерах с диафраг.мой устанавливается более высокое значение pH анолита [111]. [c.155]

Перенапряжение выделения хлора на графитовом аноде в насыщенном нейтральном рассоле значительно ниже перенапряжения выделения кислорода. Поэтому ионы 0Н разряжаются на аноде в незначительной степени. Количество ионов хлора и гидроксила, разряжающихся на аноде, зависит от их концентрации в анолите. Доля тока, затрачиваемого на разряд иона 0Н , будет тем меньше, чем выше концентрация Na l в рассоле и ниже концентрация гидроксильных ионов. [c.114]

Рис. 1.8. Зависимость перенапряжения выделения хлора (/) и износа графитовых анодов с/ (2) от pH ано-лита, содержащего 4,4 М КаС1 [46].

Рис. I.I6. Зависимость перенапряжения выделения хлора (1) и износа графитовых анодов (2) от pH анолита, содержащего 4,4 н. раствор Na l.

Следовательно, на аноде с малым перенапряжением должен в первую очередь разряжаться кислород. Однако на графитовых анодах перенапряжение кислорода много выше перенапряжения хлора и поэтому на них будет происходить в основном разряд ионов С1" с выделением газообразного хлора по реакции (а). Выделение хлора облегчается при увеличении концентрации Na l в растворе вследствие уменьшения при этом равновесного потенциала. Это является одной из причин использования при электролизе концентрированных растворов хлорида натрия, содержащих 310 — 315 г/л. На катоде в щелочном растворе происходит разряд молекул воды по уравнению [c.133]

Однако перенапряжение разряда ионов кислорода на обычных анодных материалах выше, чем для ионов хлора. Поэтому потенциал выделения хлора в условиях электролиза нейтральных или кислых концентрированных растворов хлоридов щелочных металлов ниже потенциала выделения кислорода, вследствие чего происходит преимуществеиное выделение хлора. При электролизе на платиновых анодах соотношение потенциалов выделения хлора и кислорода таково, что можно получать практически чистый хлор. В процессе электролиза с графитовыми анодами одновременно с хлором выделяется кислород. Количество кислорода в хлоргазе зависит от условий ведения анодного процесса и обычно колеблется от 0,5 до 3,0%. При малой анодной плотности тока, когда перенапряжение невелико, доля тока, расходуемого на выделение кислорода, возрастает. [c.30]

По своей селективности к реакции выделения хлора ОРТА превосходит все известные электродные материалы. Выделение хлора на нем идет с наиболее низким перенапряжением (рис. 1.21, кривая 4). Даже при высоких плотностях тока потенциал на нем превышает потенциал равновесного хлорного электрода всего на несколько десятков милливольт [26]. Применение ОРТА по сравнению с применением графитовых анодов сокращает расход электроэнергии при получении хлора и щелочи на 10—20%. Начиная с 70-х годов они широко внедряются в хлорное производство, вытесняя графитовые аноды. Более 50% хлорных электролизеров в мире оснащены малоизнашиваемыми анодами, в основном ОРТА [97]. [c.55]

Графит легко поддается механической обработке и устойчив к действию влажного хлора при анодной поляризации. Для электролитических ванн со стальным и ртутным катодом промышленность выпускает графитовые (графитированные) аноды из малозольных углеродистых материалов, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 11256—65. Образцы некоторых графитовых анодов показаны на рис. 15-6. В зависимости от качества графита и условий электролиза изменяются перенапряжение выделения хлора и потенциал анода. Ниже приведены значения потенциала анода в рассоле концентрацией 270 г л Na l при 70—80° С и различной плотности тока на аноде (аноды Днепровского электродного завода) [c.214]

В табЛо 5 приведено сравнение составляющих напряжения при замене графитовых анодов на МИА в электролизерах с ртутным катодом, работающих в условиях Северной Америки и Франции. При работе на плотности тока 10 кА/и достигается снижение напряжения на 1,07 В в первом плучае и на 0,76 В — во втором, что определяется более низким перенапряжением выделении хлора на аноде, уменьшением пузырькового эффекта (потерь напряжения, вызванных экранированием поверхности анода выделяющимся газом) и возможностью уменьшения межзлектродного расстояния с 3 до 2 мм. Экономия электроэнергии на I т хлора в первом случае составляет 840 кВт.ч, во втором - 700 кВт.ч, что представляет значительный энергетичес- [c.21]

Поляризационные кривые, полученные на ТДМА, поверхностный слой которых содержит диоксид марганца в качестве основного компонента, и на анодах с активным покрытием из смеси оксидов марганца и кобальта, значительно сдвинуты в сторону положительных потенциалов по сравнению с соответствующими для ОРТА и ОКТА углы наклона зависимости Ф — Igi для них близки к наблюдаемым на графитовом аноде и колеблются от 80 до П5 мВ, что говорит о преимущественном выделении кислорода. Этого и следовало ожидать, учитывая то, что перенапряжение выделения хлора на диоксиде марганца выше, чем на диоксиде рутения и кобальта, и близко к перенапряжению на графите. Несмотря на это, при использовании ТДМА наблюдается в некоторых случаях повышение эффекта очистки сточных вод, содержащих органические загрязнения, [c.93]

Равновесный нотеициал разряда па графитовом аноде молекул воды с выделением газообразного кислорода нии е равновесного потенциала выделения хлора, и получение практически чистого хлора при электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов становится возможным вследствие большей, по сравнению с хлором, величины перенапряжения кислорода на графите. То же самое происходит и на других применяемых анодных материалах — платине, окислах рутения или магнетите. [c.84]

На рис. 3.15 представлены также поляризационные кривые, полученные на анодах ТДМА, поверхностный слой которых содержит двуокись марганца в качестве основного компонента. Поляризационные кривые, соответствующие этим анодам, значительно сдвинуты в сторону положительных потенциалов, и их углы наклона близки к наблюдаемым на графитовом аноде, что говорит о преимущественном выделении кислорода. Этого и следовало ожидать, учитывая то, что перенапряжение выделения хлора на двуокиси марганца значительно выше, чем на двуокиси рутения, и близко к перенапряжению на графите. Несмотря на это, ири исиользовании ТДМА наблюдалось повышение эффекта очистки сточных вод, содержащих органические загрязнения при одновременном уменьшении концентрации а. х., что объясняется каталитической активностью двуокиси марганца по отношению к процессам окисления. [c.147]

Электролитическое получение раствора гипохлорита натрия осуществляют электролизом раствора поваренной соли в ваннах без диафрагмы. При этом хлор, выделяющийся на аноде, реагирует с едким натром, образующимся иа катоде. Во избежание образования хлората натрия вследствие окисления на аноде ионов СЮ по мере их накопления, электролиз ведут в условиях минимального перенапряжения при выделении хлора и низкой концентрации ионов СЮ в прианодном электролите. Для уменьшения скорости разложения гипохлорита натрия процесс ведут при 20—25°, охлаждая циркулирующий раствор электролита. Электродами служат платино-иридиевые сетки Можно также применять графитовые аноды и катоды. Электролиз проводят при плотности тока до 1400 aj M и напряжении между электродами 3,7—4,2 в. В рассол добавляют хлорид кальция и ализариновое или канифольное масло ( 0,1%) для предотвращения катодного восстановления. Выход по току по мере накопления активного хлора до 10—12% г/л уменьшается от 95% в начале процесса до 50—55%. При начальной концентрации раствора 100—120 г/л Na l и содержании в конечном растворе 15—20 г/л активного хлора расход энергии составляет 5,5—6 кет ч на кг активного хлора. При увеличении конечной концентрации активного хлора расход энергии возрастает за счет снижения выходов по току. [c.701]

На графитовых анодах могут протекать процессы окисления водных растворов хлоридов ш,елочных металлов до элементарного хлора, гипохлоритов и хлоратов, однако невозможно осуществить окисление хлоратов до перхлоратов. На платинових анодах с высоким перенапряжением выделения кислорода электрохимический синтез перхлоратов протекает с хорошим выходом по току, по на платиновых анодах невозможно достичь высокой степени окисления хлорида до хлората без параллельно протекающего при этом процесса синтеза перхлората в той или иной степени. При проведении на аноде электрохимического синтеза органических соединений в качестве анода необходимо также применять материалы с высоким перенапряжением для выделения кислорода. [c.11]

В работах [102, 112] было убедительно показано, что реакция выделения хлора иа пористых графитовых анодах осуществляется в неравнодоступных условиях. Поэтому при рассмотрении механизма хлорной реакции необходимо, как указано выше, учитывать влияние пористости графитовых анодов на их кинетические характеристики. Это обстоятельство не было учтено в работах 99—101], что привело к заключению о диффузионном характере перенапряжения хлорной реакции. Анализируя кинетику хлорной реакции на пористых анодах, авторы работы [100] приходят к выводу о том, что механизм реакции описывается следующей последовательностью элементарных стадий [c.126]

Графитовые аноды, обладающие не сколько большим перенапряжением для выделения хлора, чем илатиновые, имеют один крупный недостаток— порпстость. В порах, благодаря пониженной плотности тока и отсутствию диффузионных течений, интенсивно протекает процесс разряда ОН и СЮ с образованием кислорода. Газообразный кис.лород реагирует с материалом электрода, давая СО2, что приводит к химическому и механическому разрушению анода. Разрушению графитовых анодов способствует также наличие в рассоле иона 80" . [c.296]

Плотность тока в большой мере влияет на перенапряжение выделения кислорода. С повышением плотности тока перенапряжение выделения кислорода возрастает значительно быстрее, чем перенапряжение разряда хлора. Так, на графитовом аноде в 0,1 н. растворе НС1, насыщенном Na l, доля тока, расходуемого на разряд кислорода, составляет 4,39% при 25° С и плотности тока 50 Ым и 0,29% при той же температуре и плотности тока 1000 а м . В таких же условиях при 50° С эти доли соответственно равны 16,8 и 0,75%. Современные электролизеры с ртутным катодо1Л работают при плотностях тока от 5000 а м и выше, вследствие чего доля тока, расходуемого на разряд кислорода, незначительна. [c.231]