Электролиз с диафрагмой концентрация щелочи

Рис. 2-29. Зависимость выхода по току от концентрации щелочи в ка-топите при электролизе 6,45 н. раствора поваренной соли с горизонтальной диафрагмой г — выход по току 2 — содержание гипохлорита 3 — содержание хлората.

Пористая перегородка, погруженная в жидкость, обеспечивает разделение образующихся в процессе электролиза водорода и хлора, предотвращает возможность механического перемешивания като-лита и анолита за счет конвекционных потоков и в сильной степени снижает попадание щелочи в анодное пространство вследствие диффузии. Однако такая диафрагма не может исключить или уменьшить попадание щелочи в анодное пространство за счет участия ионов ОН" в переносе тока. Перенос щелочи в анодное пространство при неподвижном электролите резко возрастает, а выход по току снижается с ростом концентрации щелочи в катодном пространстве. При повышении концентрации щелочи до 45—50 г/л выход по току паДает до 60—70%. [c.42]

Для того чтобы уменьшить роль побочных реакций при электролизе, следует создать условия, препятствующие смешению катодных и анодных продуктов. К ним относятся 1) разделение катодного и анодного пространства диафрагмой, 2) фильтрация электролита через диафрагму в направлении, противоположном движению ионов 0Н к аноду. Такие диафрагмы называются фильтрующими диафрагмами и обычно выполняются из асбеста, 3) поддержание определенной концентрации щелочи в электролите. [c.328]

В способе с неподвижным электролитом разделения продуктов электролиза предполагалось достигнуть путем устранения чисто механического смешения анолита и католита (под влиянием, например, газов, выделяющихся на электродах, и тепловой конвекции в электролите). Для этого ванна (рис. 120) цементной диафрагмой 1 разделялась на два отделения — катодное 2 и анодное 5. Будучи пористой, но достаточно плотной, диафрагма была проницаема для ионов, но не допускала механического смешения анолита и католита. Катодное и анодное пространства ванны заполнялись насыщенным раствором хлористого натрия. При включении тока на катоде выделялся водород и образовывалась щелочь. По мере хода электролиза концентрация щелочи в катодном пространстве увеличивалась, а концентрация хлористого натрия уменьшалась. [c.287]

Экспериментальная проверка влияния ионов магния и кальция на электролиз показала, что при работе диафрагменных электролизеров (при плотности тока 900 а/м и 70 С) нд неочищенном рассоле, приготовленном из баскунчакской соли, уже через 18 суток протекаемость диафрагмы была примерно в 2 раза меньше, а сопротивление в 3 раза больше, чем в электролизерах, питаемых очищенным рассолом. Концентрация щелочи при этом намного превышала нормальную . А. М. Агальцов изучал влияние забивки диафрагмы примесями кальция в промышленных электролизерах. По условиям эксперимента в одну из ванн подавали рассол, содержащий 30 мг/л кальция, в другую — рассол, содержащий 60 мг/л, в контрольные электролизеры подавали очищенный рассол. На ванне, в которую подавали рассол, содержащий 60 мг/л ионов Са +, вскоре по-.высилось напряжение, и она была отключена через 3 месяца. Ванна, для питания которой использовали рассол с концентрацией 30 мг/л Са +, вышла из строя через 5 месяцев. Контрольные электролизеры были отключены через 7 месяцев работы. Было показано также, что в присутствии примесей ухудшается распределение щелочи по высоте катода. [c.48]

При проведении электролиза в течение длительного времени концентрация ионов или Ыа+ в катодном пространстве возрастает, а в анодном понижается вследствие переноса этих катионов из анодного в катодное пространство. Концентрация щелочи в анодном пространстве должна дополнительно снижаться и в связи с образованием воды при разряде ионов ОН на аноде по реакции (П-10). Благодаря участию ионов СГ, 50Г, С01 и других примесей в переносе тока возле анода в ходе процесса электролиза увеличивается концентрация анионов, присутствующих в электролите, за счет снижения концентрации их в католите. Диффузия через диафрагму, разделяющую анодное и катодное иространства ячейки, приводит к уменьшению разности концентраций этих ионов в анолите и католите. [c.34]

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]

Более существенно влияние органических примесей, особенно поверхностно-активных веществ, на работу диафрагмы, на ее протекаемость, а следовательно и на концентрацию электролитических щелоков. В свою очередь от значения pH анолита и /Концентрации щелочи в католите в значительной мере зависит выход по току продуктов электролиза. [c.32]

В ваннах с противотоком, но без диафрагмы максимальные выходы по току и концентрация щелочи еще несколько меньше, особенно при температуре электролиза выше 50°, когда усиливается тепловая конвекция в электролите. [c.304]

Подобно предыдущим рассуждениям можно получить некоторые теоретические положения и для данного процесса. Представим, что процесс электролиза начался, и рассол протекает со скоростью, достаточной для преодоления стремления щелочи пройти через диафрагму по направлению к аноду. Использование тока будет определяться количеством растворенного хлора (плюс кислоты), проходящим через диафрагму в единицу времени. Сохраняя силу тока постоянной, положим, что скорость течения будет постепенно уменьшаться. Концентрация щелочи при этом будет возрастать, а использование тока немного повышаться. Наконец, наступит момент, когда течение рассола будет недостаточно, чтобы помешать щелочи проходить через поры диафрагмы. Тогда нейтральная зона образуется в диафрагме, где условия равновесия не нарушаются выделением хлора и может быть применено равенство (а). Дальнейшее уменьшение скорости течения электролита вызовет перемещение нейтральной зоны, за которой следует щелочная граница, через диафрагму к анодной стороне и, наконец, наружу в анолит. [c.79]

Ванны с горизонтальной фильтрующей диафрагмой по принципу разделения щелочи аналогичны бездиафрагменным и представляют собой промежуточную ступень в переходе от бездиафрагменных ванн к ваннам с вертикальной фильтрующей диафрагмой. Горизонтальная диафрагма, являясь дополнительным средством для разделения щелочи, обеспечивает более устойчивый и равномерный ход электролиза, устраняет влияние тепловой конвекции и дает возможность получать более высокую концентрацию щелочи при больших выходах по току. [c.308]

Преимуществами ванны с горизонтальной фильтрующей диафрагмой являются высокие выходы по току при большей, чем в других ваннах, концентрации щелочи, длительный срок слул бы диафрагмы и анодов и устойчивый спокойный ход электролиза. [c.310]

В ванне электроды разделяются пористой керамической диафрагмой. В диафрагму наливают раствор щелочи концентрацией 100— ПО Пл и помещают в него никелевые катоды. Оловянные аноды располагают вокруг диафрагмы. Начальная концентрация щелочи в анолите такая же— 100—ПО Пл начальная анодная плотность тока — 5 а/дм . Перед началом электролиза аноды пассивируют, постепенно погружая их в электролит под током. По мере растворения олова концентрация щелочи в анолите падает, и анодная плотность тока должна быть понижена. При концентрации 75 Пл КаОН анодную плотность тока понижают до 3,5 а/дм , при концентрации 50 Пл ЫаОН — до 3 Ыдм . Если концентрация щелочи в анолите становится очень низкой, а содержание олова в электролите еще недостаточно, в анолит добавляют щелочь и продолжают электролиз. Таким способом можно приготовить раствор станната с содержанием до 100 Пл 5п. [c.108]

В верхней части диафрагмы ее протекаемость понижена, а концентрация щелочи повышена и скорость фильтрации рассола через диафрагму может быть меньше скорости электролитического переноса ионов ОН . Процесс электролиза на этих частях катодной поверхности может идти с пониженным выходом по току и общий средний выход по току для электролизера в целом также будет понижаться. [c.46]

Влияние на выход по току переноса ионов ОН в анодное пространство при малых скоростях противотока анолита через диафрагму может быть учтено так же, как для случая электролиза с неподвижным электролитом (стр. 67). Если электролиз происходит при скорости противотока о, меньшей, чем скорость t l движения ионов ОН , то при концентрации щелочи с аон и выходе по току г общее количество щелочи, образующейся на единице поверхности катода за единицу времени, составит [c.72]

Применение очищенного рассола в производстве каустической соды электрохимическим методом при диафрагменном способе электролиза предотвращает забивку пор диафрагмы и снижение ее фильтрующей способности, сопровождающееся уменьшением скорости протекания анолита, повышением концентрации щелочи в анодном пространстве и, как следствие, заметным падением выхода по току. При ртутном способе электролиза очистка рассола, поступающего в электролизеры, предупреждает образование нерастворимых амальгам кальция и магния, нарушающих нормальный режим процесса. Технология очистки рассола для ртутного электролиза (в связи с тесной связью отделения очистки со всем производственным процессом, осуществляемом по данному способу электролиза) приведена в главе 16. [c.55]

В цехе электролиза в течение всего квартала работали на номинальной нагрузке 36 электролизеров типа БГК-50/25 с металло-окисными анодами. Длительная эксплуатация большой группы электролизеров БГК-50/25 в цеховых условиях показала, что применение обычной диафрагмы в этих электролизерах обеспечивает режимные показатели лишь в течение трех месяцев работы, а затем показатели резко ухудшаются снижается концентрация щелочи, возрастает Концентрация хлората в католите, падает выход по току. В частности, средний выход по току за квартал на ваннах БГК-50/25 оказался на 2,5% ниже, чем на ваннах БГК-17. Для нормализации электролизеров БГК-50/25 нужны скорейшая доработка и проверка в промышленных условиях новых видов диафрагм, разработанных в ГОСНИИХЛОРПРОЕКТе. [c.15]

Такой принцип питания ванн рассолом имеет существенные недостатки. Основной из них заключается в том, что отсутствует возможность регулировать протекаемость диафрагмы в ванне. Поэтому, если в процессе электролиза значительно уменьшится протекаемость диафрагмы и концентрация щелочи настолько возрастет, что существенно снизится выход по току, приходится выключать ванну и менять в ней диафрагму. [c.128]

Электрохимическая система, состоящая из электролизера с разделенным нефильтрующей пористой перегородкой межэлектродным пространством не дает возможности осуществить производство хлора, каустической соды и водорода со стабильными выходами по току. При неподвижном электролите или при независимой циркуляции анолита и католита через электролизер, снабженный пористой диафрагмой, невозможно предотвратить диффузию и электроперенос гидроксильных ионов, накапливающихся в катодном пространстве, в анодное пространство. По мере электролиза и роста концентрации щелочи проникновение ее в анодное пространство усиливается, что приводит к протеканию рассмотренных выше реакций, связанных с образованием гипохлорита и хлората. [c.148]

Недопустимые концентрации щелочи, как показывают данные табл. 38. создаются в процессе электролиза также в электролизерах с листовой диафрагмой, особенно в период максимальной нагрузки серии. [c.178]

При электролизе с фильтрующей диафрагмой попадание ионов ОН в анодное пространство значительно увеличивается при снижении протекаемости и повышении концентрации щелочи в католите более 140—150 г/л. [c.164]

Рис. 37. Зависимость выхода по току от концентрации щелочи в католите при электролизе 5,45 N раствора Na l с горизонтальной диафрагмой.

Прототипом всех систем ванн с вертикальными диафрагмами служила ванна с цементной диафрагмой, впервые пущенная в эксплоатацию в 1890 г. Эта ванна работала с неподвижным электролитом (с накоплением щелочи). Выделяющийся на аноде хлор частично успевал растворяться в анолите. Анодное про ютранство отделялось от катодного пористой цементной перегородкой — диафрагмой. По мере прохождения электролиза возрастала концентрация щелочи в католите при одновременном падении концентрации хлористого натрия как в катодном, так и в анодном пространствах. [c.129]

На рис. 3.4 представлена схема, поясняющая влияние толщины диафрагмы на показатели электролиза. Пока не достигнута предельная концентрация щелочи и толщина диафрагмы превышает бт1п, гидроксид-ионы нейтрализуются внутри диафрагмы на некоторой небольшой толщине — в зоне нейтрализации с образованием воды и хлороксидных продуктов, уносимых потоком раствора в католит. Основная часть ионов гидроксида нейтрализуется ионами водорода, образовавшимися в результате разряда молекул воды на аноде. [c.52]

В кислых и слабокислых растворах концентрация образующейся хлорноватистой кислоты мала. В щелочных растворах равновесие смещается вправо, в сторону образования гипохлоритов. Так как при хлорном электролизе на каждую молекулу I2 выделяются два иона ОН , то, если проводить электролиз в об-ujeM растворе (без разделительной диафрагмы), эта щелочь полностью сдвинет равновесие (19.29) вправо, и газообразный хлор не будет выделяться. Таким способом можно получить разбавленные растворы гипохлорита натрия или других металлов, При увеличении концентрации ионы СЮ начинают анодно окисляться с образованием хлорат-ионов С Оз [c.373]

Электролиз ведут без диафрагмы, так как она засоряется двуокисью марганца, небольшое количество которой образуется при электролизе. Поэтому выход по току зависит главным образом от степени обратного восстановления перманганата на катоде. Большая щелочность электролита препятствует использованию добавок для образования на катоде защитной пленки. Уменьшению выхода по току способствует также выделение на аноде кислорода и обратный переход КМПО4 в КгМпО из-за высокой концентрации щелочи [c.783]

В режиме постоянного питания на все ванны подается строго одинаковое количество рассола. При этом ванны дают одинаковую концентрацию щелочи, но уровень анолита в них устанавливается различный. Этот режим дает лучшие результаты для ванн с заполненным катодным пространством, протекаемость которых более резко зависит от изменений уровня анолита. В начале работы ванны нормальный уровень анолита над катодом составляет около 50 мм. По мере старения диафрагмы он повьшается до 300— 350 мм, что обеспечивается высотой свободного пространства под крышкой. При дальнейшем повышении уровня анолита производится промывка или смена диафрагмы. Режим постоянного питания труднее осуществим, чем режим постоянного уровня, так как требует установки на каждой ванне расходомера, но зато позволяет получить значительно более высокие показатели работы цеха электролиза как по концентрации щелочи, так и по выходу по току. [c.89]

Вследствие постепенного износа графитовых анодов во время работы электролизера изменяются напряжение и тепловой режим аппарата. По мере износа графитовых анодов повышается рабочая температура электролиза. При высоких плотностях тока температура в электролизере к концу тура работы анодов может подняться выше допустимой. При этом в связи с испарением большого количества воды из электролита и уносом паров воды газами повышается концентрация щелочи и хлорида натрия в католите, что приводит к выделению кристаллов Na l на поверхности диафрагмы и нарушению нормальной работы электролизера. В таких случаях понижение рабочей температуры электролиза может быть достигнуто подачей в электролизер холодного рассола. С повышением применяемой плотности тока, по-видимому, может оказаться целесообразной прокладка двух рассольных трубопроводов — для горячего и холодного рассола. [c.100]

Растворимость хлора в рассоле при температуре электролиза (до 95°С) небольшая, поэтому потери, связанные с переносом растворенного хлора, невелики (1— 3%). По мере уменьшения протекаемости диафрагмы увеличивается концентрация образующейся щелочи и уменьшаются потери, зависящие от переноса растворенного хлора к катоду. Выход по току при этом возрастает с 95—96 до 97—98%, до тех пор пока концентрация щелочи не превысит 150 г/л NaOH. При большей концентрации щелочи скорость протекания анолита через поры диафрагмы уменьшается настолько, что противоток анолита уже не может препятствовать прониканию ионов ОН" в анодное пространство. [c.76]

Протекаемость диафрагмы и ее сопротивление прохождению электрического тока изменяются в процессе электролиза. Сразу после пуска ванны наблюдается высокая протекаемость диафрагмы, концентрация электролитической щелочи в это время еще невелика. Постепенно в течение 15—25 суток волокна диафрагмы набухают, ее -протекаемость (при постоянном напоре) уменьшается и достигает нормальной величины, концентрация же щелочи увеличивается до 100—110 г/л NaOH. Затем следует длительный период нормальной работы диафрагмы (4—5 месяцев), в течение которого протекаемость диафрагмы медленно уменьшается, а концентрация электролитической щелочи возрастает до 120—130 г/л NaOH. В этот период при равномерной фильтрации через диафрагму достигается высокий выход по току. [c.88]

Электролиз по диафрагменному методу проводится в аппаратах, в которых катодное и анодное пространство разделены диафрагмой. В качестве катодного материала используется сталь, на которой происходит разряд водорода в околокатодном пространстве образуется щелочь. Поскольку при электролизе щелочь образуется 13 растворе хлорида, из электролизера отводится смешанный раствор — электролитический щелок. В процессе его упаривания концентрация щелочи в растворе повышается до 650—750 г/л при этом выпадает большая часть поваренной соли, которую отфильтровывают и затем используют для приготовления рассола, вновь подаваемого на электролиз. [c.5]

Так, если при накладывании на катод вполне. качественной листовой диафрагмы останутся незащищенные ею участки катодной поверхности, то при электролизе водород начнет частично выделяться в анодное пространство, образуя взрывоопасную смесь с хлором, при этом увеличатся и потери выхода по току. Неодинаковая толщина диафрагмы на поверхности катода приводит к неравномерной протекаемости осажденной диафрагмы и к изменению концентрации щелочи в различных зонах катодного пространства, а также к уменьшению выхода по току. Наличие на катодной сетке участков, на которых затруднено про-сасывание осаждаемого асбестового волокна, вызывает оголение катода и выделение водорода в анодное пространство. [c.126]

И. Лифатова Н. А. Щукина, Н. С. Шумилова) тщательно изучены технологический режим изготовления диафрагменного асбестового Raproina и основные факторы, определяющие свойства и поведение его в процессе электролиза (протекаемость, электрическое сопротивление и др.). Особо важное значение имеет протекаемость картона и ее изменение под влиянием гидростатического давления столба электролита, концентрации щелочи и рассола и длительности работы диафрагмы в условиях электролиза. [c.127]

Износ графитовых анодов в процессе с проточной диафрагмой возрастает при повышении концентрации щелочи в католите более 140—150 г/л, а в процессе с ртутным катодом — при выделении водорода в электролизере из-за наличия амальгамных ядов или других причин. Повышение температуры электролиза, снижение концентрации Na l и увеличение содержания сульфатов в электролите способствуют быстрому разрушению графитового анода [80, 96]. Повышение плотности тока при увеличении абсолютной скорости износа графитового анода приводит к снижению удельного расхода графита из-за уменьшения доли тока, затрачиваемого на выделение кислорода, и изменения соотношения скоростей химического и электрохимического окисления графита. [c.175]