Разделение электродных продукто

Электролитическое производство хлора и щелочей является одним из наиболее сложных примеров промышленного электролиза водных растворов. В связи с высокой химической активностью продуктов электролиза (хлор, щелочь, водород) в практическом осуществлении этого процесса возникают серьезные трудности. Так, например, сложной является задача разделения электродных продуктов, решаемая путем применения диафрагм жесткие требования предъявляются к анодам и т. д. Несмотря на это, современные электролизеры для получения хлора и щелочей являются весьма совершенными агрегатами значительной мощности (до 180 ООО а), надежно работающими с высокими выходами по току (90—98%) и хорошими экономическими показателями. Такая степень совершенства достигнута благодаря тому, что на примере электролиза хлористых солей щелочных металлов были подробно изучены диафрагмы для разделения хлора и щелочи, процессы на графитовых анодах, закономерности изменения состава раствора при электролизе, расчеты выхода по току с проточным электролитом и целый ряд других вопросов, имеющих значение и для других случаев электролиза Ниже эти вопросы подробно рассматриваются. [c.48]

Диафрагмы. В целом ряде электрохимических процессов возникает необходимость разделения электродных продуктов [c.7]

В водных растворах в качестве диафрагмы используют материалы на основе асбеста, пористые полимерные материалы, например на основе поливинилхлорида, ткани. В расплавленных электролитах находят применение диафрагмы из керамики. В отдельных случаях в расплавленных электролитах для разделения электродных продуктов применяют металлические сетки. [c.9]

Различают четыре способа использования принципа противотока электролита для разделения электродных продуктов а) с колоколом б) с газозащитными оболочками на катоде , в) с одной фильтрующей диафрагмой г) с двумя фильтрующими диафрагмами. [c.42]

Разделение электродных продуктов этим способом имеет ряд недостатков. Небольшая нагрузка на один колокол ограничивает возможность увеличения мощности электролизера. Несмотря на применение малой плотности тока (около 0,3 кА/м ) из-за большого расстояния между электродами и низкой рабочей температуры напряжение на электролизере сравнительно велико и составляет [c.42]

Б. Разделение электродных продуктов с помощью колокола [c.42]

Способ с одной фильтрующей диафрагмой. Радикальное решение вопроса о разделении электродных продуктов при электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов на твердом катоде было получено при применении способа с фильтрующей диафрагмой. Этот способ разделения электродных пространств электролизера в настоящее время является практически единственным, применяемым в промышленности. [c.43]

При движении рассола через диафрагму в анодное пространство можно поддерживать концентрацию хлорида щелочного металла в анолите на желаемом уровне. Кроме того, движение потока рассола через анодную диафрагму навстречу электролитическому переносу ионов водорода позволяет предотвратить или уменьшить попадание Н+ в среднее пространство электролизера. Поэтому при применении двух фильтрующих диафрагм можно теоретически получить более высокий выход но току по сравнению с методом с одной фильтрующей диафрагмой. Практически реализация такого способа разделения электродных продуктов связана с усложнением процесса и аппаратуры. [c.57]

Взаимодействие между хлористой медью, образующейся на катоде, и выделяющимся на аноде хлором может быть предотвращено путем применения фильтрующей диафрагмы. Однако подбор материала для диафрагмы затрудняется тяжелыми условиями ее работы. Если использовать пористый полый графитовый катод, то, создавая постоянный проток злектролита через стенки пористого катода, можно обойтись без проточной диафрагмы. Эффективность такого способа разделения электродных продуктов зависит от пористости применяемого графитового катода, скорости протекания электролита через стенки катода и катодной плотности тока. Для катода с определенной пористостью с увеличением скорости протекания электролита через стенку катода выход по току повышается До определенного оптимального значения. При дальнейшем увеличении протекаемости выход по току снижается. Это связано с заметной растворимостью хлора в электролите и попаданием его вместе с электролитом в катодное пространство. Повышение плотности тока приводит к увеличению выхода по току. При плотности тока около 4,3 кА/м и оптимальной протекаемости электролита получен выход по току 90% [71]. [c.299]

Для снижения потерь выходов по току предлагали проводить процесс электролиза с разделением электродных продуктов в электролизере и смешивать их вне электролизера в реакторе, где могут быть созданы оптимальные условия по температуре и pH для протекания реакции образования хлората. Электролит должен циркулировать в системе электролизер — реактор. Насколько нам известно, практического применения такой способ работы электролизера не получил. [c.396]

Электролизеры для получения фтора. Для получения фтора предложено два принципиальных направления в конструировании электролизеров, в которых было бы предусмотрено хорошее разделение электродных продуктов — фтора и водорода, т. е. электролизеры U-образного типа и диафрагменные электролизеры коробчатого типа с плоскопараллельным расположением электродов. Преимущественное распространение получили электролизеры второго типа, которые могли позволить создавать электролизеры большой мощности. [c.269]

При электролизе концентрированного раствора хлорида натрия без разделения электродных продуктов хлорат натрия образуется как в результате химического взаимодействия в растворе первичных, продуктов электролиза, так и благодаря их электрохимическому окислению. [c.357]

Разделение электродных продуктов, конечно, ни в одном из методов не является полным и зависит как от способа разделения, конструктивных особенностей ванн, концентрации щелочи и амальгамы, так и от других условий, которые будут рассмотрены ниже. [c.274]

Образующиеся при электролизе с твердым катодом хлор и щелочь могут вступить друг с другом во взаимодействие с образованием солей хлористоводородной, хлорноватистой и хлорноватой кислот в отдельных случаях задача электролиза и сводится к тому, чтобы получить кислородные соединения хлора тогда необходимо содействовать активному взаимодействию щелочи и хлора. Если задачей электролиза является производство хлора и щелочи отдельно, тогда необходимо принять меры для тщательного разделения электродных продуктов, что обычно достигается при помощи диафрагмы. В способе со ртутным катодом разделение продуктов происходит естественно в том случае, если по накоплении щелочного металла в амальгаме последняя выводится из электролизера. [c.49]

Итак, при электролизе водных растворов хлористого натрия (калия), без разделения электродных продуктов возможны следующие реакции [c.57]

Из рассмотрения этих реакций явствует, что при электролизе без разделения электродных продуктов весь хлор, образующийся на аноде, реагирует со щелочью при этом половина хлора может быть превращена в соль хлорноватистой кислоты, которая затем на /з переходит в соль хлорноватой кислоты путем анодного окисления или химического взаимодействия при повышенной температуре в подкисленных растворах. Итого хлора может быть превращена в хлорат. [c.57]

В основу более детальной классификации методов электролиза и систем применяемых аппаратов могут быть положены способы разделения электродных продуктов и основные конструктивные особенности электролизеров, в частности, расположение электродов в горизонтальной или вертикальной плоскости. [c.59]

В 15 указывалось, что для получения хлора и щелочи как основных продуктов электролиза необходимо в максимальной степени разделить электродные продукты, не допуская их взаимодействия. Практически добиться полного разделения электродных продуктов не удается и поэтому выход хлора и щелочи потоку всегда меньше 100%. Рассмотрим подробнее пути взаимного проникновения электродных продуктов. [c.79]

Приведенные выше соображения справедливы в том случае, если соотношение скоростей протока и переноса во всем сечении электролита одинаково. В наибольшей степени это условие можно соблюсти при колокольном методе электролиза, когда разделение электродных продуктов происходит по причине разности [c.82]

Электролизеры и их установка в настоящее время применяются ванны только с проточным от анода к катоду электролитом. В случае горизонтального расположения электродов диафрагма может отсутствовать на мелких электролизерах, имеющих вспомогательный характер (на бумажных, текстильных и других фабриках), применяют катоды с газозащитной оболочкой для отвода водорода из-под анода на крупных аппаратах как при горизонтальном, так и при вертикальном расположении электродов всегда применяют диафрагмы для разделения электродных продуктов. Подача рассола и отвод католита из электролизеров должны быть устроены так, чтобы предупредить утечки тока через струи хорошо проводящих жидкостей для этого применяют питатели, разрывающие струю рассола, и капельницы, отводящие католит в виде капель, свободно падающих в воронку. [c.83]

Электролиз концентрированного нейтрального раствора хлористого натрия (калия) без разделения электродных продуктов при защите от восстановления на катоде идет с образованием хлората по реакциям [c.137]

Если вести процесс электролиза без разделения катодных и анодных продуктов, то конечным продуктом этого процесса могут быть соли хлорноватой кислоты. Хлорат натрия можно получить в виде раствора высокой концентрации, так как в присутствии ионов С1 при электролизе практически не происходит дальнейшего окисления ионов СЮз в СЮ . Процесс можно вести так, чтобы катодное восстановление хлорат-ионов было ограниченным. Электролиз концентрированных растворов поваренной соли без разделения электродных продуктов используется в промышленности для получения хлората натрия. [c.33]

Различают четыре способа использования принципа противотока электролита для разделения электродных продуктов при помощи колокола, газозащитных оболочек на катоде, путем установки в электролизере одной фильтрующей диафрагмы или двух фильтрующих диафрагм. [c.36]

Разделение электродных продуктов с применением колокола и противотока электролита использовалось в электролизерах нескольких типов, однако перечисленные выше недостатки описанного метода обусловили последующую замену колокола другими приемами разделения. [c.38]

Задача разделения электродных продуктов при электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов на твердом катоде была радикально решена при установке в электролизерах фильтрующей диафрагмы. [c.40]

Поэтому применение двух фильтрующих диафрагм теоретически позволяет достигать более высоких выходов по току, чем при одной фильтрующей диафрагме. Однако практическая реализация такого способа разделения электродных продуктов связана с усложнением процесса и аппаратуры. [c.55]

Для защиты металлов от коррозии в агрессивных жидких средах в технике часто используется метод катодной зашиты. В электролизерах для получения хлоратов щелочных металлов электролит содержит активный хлор. Металлические детали таких электролизеров можно надежно защищать путем катодной поляризации с определенной плотностью тока. Однако такой прием защиты металлических деталей, соприкасающихся с анолитом, в электролизерах для получения хлора и каустической соды совершенно непригоден, так как пришлось бы вести электролиз без разделения электродных продуктов. Затрата хотя бы части тока на выделение катодных продуктов в анодном пространстве привела бы к резкому снижению выхода по току, [c.151]

Если использовать пористый полый графитовый катод, тэ, создавая постоянный проток электролита через стенки такого катода, можно не при менять проточную диафрагму. Эффективность этого приема разделения электродных продуктов зависит от пористости графитового катода, скорости фильтрации электролита через стенки катода и катодной плотности тока . [c.289]

При электролизе концентрированного раствора хлористого натрия без разделения электродных продуктов в конечном итоге образуется хлорат натрия. При смешении анодных и катодных продуктов электролиза в зависимости от pH раствора образуются гипохлориты или хлорноватистая кислота [c.173]

Кислородные соединения хлора. Электроокислением могут быть получены гипохлориты (соли хлорноватистой кислоты НСЮ) и хлориты (соли хлористой кислоты НСЮг), а также высшие кислородные соединения хлора — хлораты, перхлораты и хлорная кислота. Из хлоратов электролизом получают главным образом хлорат натрия — натриевую соль хлорноватистой кислоты ЫаСЮз, которую можно получать электролизом концентрированного раствора хлорида натрия без разделения электродных продуктов. [c.139]

В последние годы в прикладной электрохимии находит применение принципиально новый метод разделения электродных продуктов, дающий возможность в ряде случаев получать продукты [c.28]

В методе с ртутным катодом на катоде происходит разряд ионов натрия при электролизе растворов поваренной соли или калия при электролизе растворов хлорида калия с образованием амальгамы щелочного металла. Амальгаму выводят из электролизера и этим обеспечивают разделение электродных продуктов. Разложением амальгамы получают чистый гидроксид щелочного металла и регенерируют ртуть, возвращаемую вновь в электролизер. [c.160]

Если процесс электролиза проводить без разделения электродных продуктов, то в зависимости от условий его проведения конечным продуктом электролиза может быть соль хлорноватой кислоты или растворы ипохлорита. щелочного металла. Процесс электролиза концШтрированных растворов поваренной соли без разделения электродных продуктов широко используется в промышленности с целью получения хлората на1рия. [c.36]

Способ разделения с двумя фильтрующими диафрагмами использовался в электролизерах Гауса, Циба — Монтей [76], Финлей [77] и др., однако теоретически возможные преимущества этого способа разделения электродных продуктов не удалось получить ни в одном из известных вариантов таких конструкций. [c.57]

На рис. 28 по опытам Ферстера показана диаграмма изменения концентраций и выходов по току во времени, при электролизе нейтрального 5,1 н раствора хлористого натрия без разделения электродных продуктов с анодами из платинированной платины. В начале электролиза быстро растет концентрация хлорноватистокислой соли и образование хлорноватокислого натрия незначительно когда концентрация хлорноватистой соли достигает определенного значег1ия, она больп1е не растет и дальше идет только образование хлорноватокислой соли с одно- [c.58]

А. Методы с твердым катодом получили преимущественное развитие в г ромышленности. Задача разделения электродных продуктов является сложной потому, что щелочные (у катода) и кислые (у анода) растворы стремятся диффундировать один к другому выделяющиеся на электродах газы—водород и хлор — перемешивают электродные продукты ионы гидроксила, освобождающиеся у катода после разряда водородных ионов, участвуют в переносе тока и движутся к аноду, где вступают во взаимодействие с выделенным хлором и продуктами его гидролиза. Мы различаем следующие способы разделения электродных продуктов [c.59]

При использовании этого приема разделения электродных продуктов перенос щелочи в анодное пространство при неподвижном электролите резко возрастает, а выход по току резко снижается с повышением концентрации щелочи в катодном пространстве. При повышении концентрации щелочи в католите до 40—50 г/л NaOH выход по току понижается до 60—70%. [c.34]

Схема разделения электродных продуктов по этохму принципу изображена на рис. 2. Выделяющиеся на электродах газы — водород и хлор — проходят через жидкость, не вызывая перемешивания анолита с католито.м. [c.36]

Преимуществом такой конструкции является отсутствие диафрагмы в электролизере, вследствие этого к чистоте рассола не предъявляется жестких требований и возможна подача на электролиз неочищенного рассола, поскольку не возникает опасений в отношении забивки пор диафрагмы солями кальция, магния и железа или механическими примесями, содержащимися в рассоле. Однако описанный способ разделения электродных продуктов имеет ряд недостатков. Для достижения требуемой полноты разделения продуктов электролиза расстояние между анодом и крае.м колокола должно составлять несколько сантп.метров, что приводит к увеличению расстояний между работающими поверхностя.ми электродов. [c.36]

К непроточным относятся все катоды, применяемые в электролизерах с неподвижным электролитом, а также в электролизерах с проточным электролитом и разделением электродных продуктов при помощи колокола или газозащитных оболочек. Непроточные катоды можно выполнять из стальных листов (как в электролизерах Грисгейм—Электрон или в электролизерах с колоколом), а также изготовлять из поло-совой или угловой стали или же из прутков круглого сечения, как в электрол изерах Биллитера—Лейкама и Песталлоцци. В электролизерах некоторых конструкций стенки корпуса одновременно служат катодами (электролизеры Грисгейм—Электрон ), В таких электролизерах перфорация стальных листовых катодов или применение металлической катодной сетки не вызываются условиями ведения процесса и не являются обязательными. [c.142]

Разделение электродных продуктов в электролизере при помощи диафрагмы нашло широкое применение в промышленности, например электролиа воды, электролитическое получение хлора и щелочей, получение надсернокислых солей, электросинтез органических соединений, рафинирование никеля, гидроэлектрометаллургия меди, марганца и некоторых других металлов и т. д. [c.101]

Электролизеры Хёхст-Уде рассчитаны на нагрузку до 12 кА. Общий вид такого электролизера показан на рис. 3-53. Обычно они составлены из 30—36 последовательно включенных ячеек, их число может быть увеличено. Графитовые аноды закрепляют в пластмассовых рамах разделение электродных продуктов осуществляется с помощью диафрагмы из перхлорированной ткани, срок службы диафрагмы 2—3 года. [c.259]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология