Электролиз с диафрагмой протекаемость диафрагмы

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]

Фильтрующую диафрагму выполняют в виде пористой перегородки, разделяющей катодное и анодное пространства. Она препятствует смешению продуктов электролиза. Через нее непрерывно проходит поток анолита из анодного пространства к катоду. Поток анолита движется навстречу ионам гидроксила и как бы оттесняет их. Практически найдены условия, при которых лишь малая часть гидроксильных ионов проникает в анодную зону из катодной через диафрагму. Для этого необходимо, чтобы количество анолита, переходящее через каждый участок диафрагмы (протекаемость диафрагмы), находилось бы в определенном соотношении с плотностью тока на данном ее участке. [c.66]

Химический анализ прикатодного и прианодного слоев двухслойной асбестовой бумаги, работавшей в одном случае 30 суток, а в другом 67 суток, показал, что в основном имеет место разрушение катодного слоя щелочью (рост содержания MgO), т. е. в таких условиях требуется высокая щелочестойкость диафрагмы. Поры диафрагмы по мере ее работы забиваются продуктами распада анодов (графитовая пыль, масло я др.) или загрязнениями из электролита (соединения Mg, Са, Fe и др.). В начальный период, при большой протекаемости кислого анолита, отмечается засорение пор диафрагмы окисью магния, которая выщелачивается из анодного слоя и затем осаждается в катодном слое, на границе щелочной зоны. Пузырьки водорода, выделяющиеся при электролизе на перфорированном катоде, прилегающем вплотную к диафрагме, вначале вызывают падение протекаемости, так как, видимо, они внедряются в поры и частично их закупоривают [107]. По мере увеличения плотности тока наблюдается повышение протекаемости, так как с увеличением количества выделяющегося в единицу времени водорода пузырьки последнего несколько отодвигают диа( агму от сплошных мест катода [113]. Электрическое сопротивление асбестовой диафрагмы при электролизе не поддается расчету по данным, характерным для новой, не )аботавшей диафрагмы, так как последняя в процессе >аботы претерпевает ряд существенных изменений. Для асбестовой диафрагмы из двух слоев бумаги, работавшей 1 месяц в ванне Х-2, Стендер, Животинский и Строганов [115, 116] определили падение напряжения в 0,15 в. [c.80]

В зависимости от условий образования природная соль и подземные рассолы содержат значительное количество примесей, присутствие которых отрицательно влияет на процесс электролиза, снижая протекаемость диафрагмы и увеличивая износ анода. [c.74]

При описываемом способе питания серий постоянным током в цехах электролиза по методу с диафрагмой на режим работы электролизеров благоприятно влияют одновременное снижение протекаемости диафрагмы, вследствие ее старения и забивки пор, и нагрузки на серии во время работы за счет износа графитовых анодов и увеличения электролитического сопротивления диафрагмы. Выключение серии электролизеров для ремонта обычно производится после того, как нагрузка на серии падает ниже определенной величины. [c.244]

Протекаемость диафрагмы и ее сопротивление прохождению электрического тока изменяются в процессе электролиза. При длительной работе электролизера протекаемость диафрагмы уменьшается, что ведет к снижению выхода по току. [c.341]

Наиболее важные для процесса электролиза свойства асбестовых диафрагм — протекаемость и электрическая проводимость зависят от пористости диафрагмы. Однако пористость недостаточна для характеристики диафрагм, так как одинаково пористые диафрагмы могут и.меть различные протекаемость и удельное электрическое сопротивление в зависимости от размеров и характера пор. В связи с тем, что асбестовые диафрагмы не имеют регулярной структуры, раз.меры их пор колеблются в широких пределах, и потому приходится расс.мат-ривать средние диаметр и длину пор. [c.40]

Электролизер снабжен специальным устройством для регулирования давления водорода под диафрагмой. Меняя противодавление под диафрагмой, можно соответственно регулировать ее протекаемость. Новая диафрагма имеет большую протекаемость, это приводит к образованию щелочи низкой концентрации. Через 15—20 суток работы электролизера заканчивается формирование диафрагмы, протекаемость ее снижается и устанавливается стабильный режим электролиза. Для увеличения срока службы диафрагмы в электролизеры следует подавать рассол, очищенный от солей кальция и магния. [c.191]

Практически наиболее вредными для электролиза являются примеси соединений кальция и магния. Они забивают поры и снижают протекаемость диафрагмы, увеличивая ее электрическое сопротивление. При содержании в рассоле 10 мг/дм примесей в течение цикла работы диафрагмы па 1 м её поверхности осаждаются до 600 г осадков [279]. Исследования по влиянию солей жесткости на характеристику электролизера с асбестовой диафрагмой изложены в работе [280]. [c.185]

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]

Диафрагмы. Основными требованиями, предъявляемыми к диафрагмам, являются химическая стойкость в условиях хлорного электролиза, небольшое электрическое сопротивление и дешевизна. Для современных конструкций хлорных электролизеров с проточным электролитом диафрагма должна иметь также определенную протекаемость . Диафрагмы изготовляют из непроводящих ток материалов. Прохождение тока становится возможным лишь после заполнения пор электролитом. Электрическое сопротивление диафрагм характеризуется отношением сопротивления диафрагмы, пропитанной электролитом, к сопротивлению слоя свободного электролита той же толщины. [c.346]

В процессе эксплуатации электролизера протекаемость диафрагмы, а следовательно, и скорость противотока меняются. Этот процесс связан с физико-химическими изменениями, происходящими в диафрагме. За первые несколько суток работы (до 7 сут.), составляющих период формирования диафрагмы, ее толщина увеличивается от 2,5—3,0 до 6—7 мм. Кроме того, происходит постепенное забивание пор диафрагмы примесями, образующимися вследствие перехода ионов кальция и магния в порах диафрагмы в нерастворимые соединения, либо графитовым шламом — в случае применения графитовых анодов. Поэтому в период формирования диафрагмы скорость противотока выше, чем это необходимо для предотвращения проникновения ионов 0Н в анодное пространство и выход по току снижается за счет нейтрализации хлорноватистой кислоты и растворенного в анолите хлора щелочью, присутствующей в катодном пространстве. Затем процесс стабилизируется и в течение 3—4 мес. электролиз проводят в условиях противотока [c.150]

Протекаемость является очень важной функцией диафрагмы в случае работы с проточным электролитом. Совокупность взаимо отношений протекаемости диафрагмы и выхода по току наиболее подробно изучена нами [5 на примере одного из наиболее сложных процессов электролиза, а именно — электролиза водных растворов хлористых солей щелочных металлов. В этом случае выход по току по щелочи в основном зависит от участия ионов QH в переносе тока от катода к аноду (рис. 20). Ионы ОН попадая в анодное пространство, взаимодействуют с от H l и [c.109]

Снижение протекаемости диафрагмы после включения тока, т. е. с началом процесса электролиза, может быть объяснено односторонним воздействием следующих факторов [c.168]

Характерные особенности изменения протекаемости диафрагмы в период ее формирования при различной плотности тока подтверждают, по мнению автора, влияние водорода на этот процесс. Степень насыщения водородом пор диафрагмы в электролизерах с неодинаковой плотностью тока, конечно, резко различна, что и должно соответственно сказаться на протекаемости диафрагмы. Важную роль образования в начале электролиза пленки пузырьков водорода, заполняющих поры диафрагмы, II влияние этой пленки на изменение протекаемости в процессе формирования диафрагмы [c.169]

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]

Экспериментально найдено, что выход хлора и едкого натра при электролизе с фильтрующей диафрагмой снижается по сравнению с нормальным (за счет увеличения выхода кислорода) в том случае, когда >0,5. Исходя из этих данных и из предыдущей формулы, можно сделать вывод для того, чтобы количество гидроксильных ионов, проникающих из катодной зоны в анодную, было ограничено на нормальном уровне, необходимо отношение плотности тока (а/ж ) к протекаемости [c.66]

Непосредственный контроль протекаемости и степени превращения на каждом участке диафрагмы не может быть осуществлен. Однако имеется возможность установить среднюю величину степени превращения при электролизе по составу католита, руководствуясь формулой (3-1). В производстве протекаемость диафрагмы и степень превращения (ориентировочно) контролируют [c.66]

Изготовление диафрагм. Диафрагма на катоде хлорного электролизера должна обладать рядом характеристик однородностью, определенной протекаемостью и электрическим сопротивлением, механической и химической стойкостью. Она должна обеспечить при электролизе низкое напряжение и высокий выход по току гидроксида щелочного металла, исключить смешивание электродных газов. Длительность работы диафрагмы должна быть большой, чтобы сократить затраты труда на раз- [c.78]

Электрический ток теряется в основном за счет следующих двух побочных процессов выделения на аноде кислородсодержащих газов (кислорода и оксида углерода (IV)) растворения хлора в анолите. Оценим величину этих потерь. Так как кислородсодержащих газов содержится в сухой части анодных газов при нормальном ходе электролиза около 1,2%, то потеря выхода по току в соответствии с формулой (15) составит 2,4%. Потерю выхода по току за счет нейтрализации хлора, растворенного в анолите, можно определить исходя из следующего задаваясь плотностью тока, напри-г мер 1000 А/м2, определяем по формуле (9) протекаемость анолита через диафрагму (минимальное значение). При выбранной плотности тока она равна 0,014 м /(м -ч). В анолите при повышенной температуре и парциальном давлении хлора в анодных газах около 0,35-10 Па растворяется около 0,35 кг/мз хлора. Весь он теряется. Таким образом при заданной протекаемости теряется 0,35-0,014 = = 0,005 кг/(м2-ч) хлора. Соответственно будет потеряно 0,0056 кг/(м2-ч) каустика. В то же время при выбранной плотности тока выработка каустика составит 1,49 кг/(м2-ч). Таким образом, потери выхода по току по этой причине приблизительно равны 0,4%. [c.49]

Отрицательным в пропитке электродов является некоторое повышение потенциала анода, составляющее при плотности тока 1 кА/и примерно 50—100 мВ, а также выделение некоторого количества продуктов хлорирования масла в процессе электролиза. Эти продукты, осаждаясь на диафрагме, изменяют протекаемость, уменьшая ее срок службы. Промывка такой диафрагмы, как правило, не дает эффекта и для восстановления нормальной работы электролизера необходима только замена диафрагмы. [c.102]

Погруженные диафрагмы действуют без направленного через них потока электролита и предназначены для предотвращения переноса раствора из одного электродного пространства в другое и смешения продуктов электролиза и исходных веществ. Предотвратить изменение состава раствора вследствие миграции ионов под влиянием электрического поля с помощью таких диафрагм не удается. Погруженные диафрагмы должны имет невысокие пористость и протекаемость, низкое электрическое сопротивление. [c.65]

На рис. 119 показан ход формирования диафрагмы. В процессе электролиза после формирования протекаемость может изменяться от нагрузки на ванну. Уменьшение силы тока сопровождается некоторым увеличением протекаемости, повыщение же силы тока увеличивает протекаемость до некоторого предела. Очень вредны для работы фильтрующей диафрагмы частые перерывы тока или сильные колебания нагрузки. В этих условиях 286 [c.286]

Для нормальной работы диафрагмы и достижения высоких выходов по току необходима тщательная очистка рассола, подаваемого на электролиз (стр. 333), иначе поры диафрагмы быстро засорятся частицами примесей и уменьшится ее протекаемость. [c.341]

Механизм формирования диафрагмы, подробно описанный В. В. Стендером , подтверждается практикой работы цехов электролиза. Однако, по нашему мнению, основную роль в снижении протекаемости диафрагмы в первый период после включения тока играет воздействие пузырьков водорода. Это следует также из данных табл. 35. Сразу после включения тока значительное снижение протекаемости диафрагмы наблюдалось в 14 электролизерах с листовой диафрагмой и в 10 электролизерах с осажденной диафрагмой из 16 ванн каждого типа. Повышение протекаемости диафрагмы в некоторых электролизерах, по-видимому, может быть объяснено дефектами их диафрагм либо неточностью измерений. Снижение протекаемости диафрагм по серии ванн в целом подтверждается также замерами, произведенными при пуске серий электролизеров БГК-13 с осажденной диафрагмой. Протекаемость диафрагм в одной серии снизилась после включения тока с 2300 до 938 m Imuh, в другой — с 683 до 583 см /мин (в средне.м на 1 электролизер). [c.168]

В процессе электролиза большое значение имеет равномерность протекаемости диафрагмы по всей ее площади. В слзп1ае применения диафрагмы с неравномерной плотностью по ее площади, скорость движения электролита будет в разных частях поверхности диафрагмы различна. В местах повышенной плотности диафрагмы протекаемость ее будет ниже средней величины. Если на каком-либо участке диафрагмы скорость движения электролита будет меньше скорости движения ионов ОН " к аноду, в этих местах возникнут условия Для переноса ионов ОН " в анодное пространство. Последнее вызовет снижение выхода по току и ускоренное разрушение графитовых анодов. [c.45]

Влияние содержащихся в рассоле органических примесей на электролиз не изучено. Однако можно предполагать, что выход по хлору 1в присутствии таких примесей, как углеводороды и другие органические соединения, уменьшается вследствие их хлорирования. При этом в результате образования НС1 в процессе хлорирования может происходить дополнительное подкисление анолита. Однако этот фактор вследствие относительно малого содержания органических примесей в рассоле обычно не принимают во внимание. Более существенно влияние органических примесей на работу диафрагмы. Так, при использовании солевых растворов, получаемых е качестве отходов после омыления дихлорэтана, органические примеси, попадающие в электролизеры, способствуют значительному повышению протекаемости диафрагмы и снижению концентрации электролитических щелоков. Органические примеси из рассола могут также попасть в хлоргаз, ухудшая его качество. Кроме того, в зависимости от свойств органических примесей и их поверхностной активности изменяются условия отстаивания шлама, образующегося при очистке рассола. В присутствии органических веществ часто ухудшается степень осветления рассола в аппаратах со взвешенным шламовым фильтром. Поэтому в производственных условиях при использовании хлористого натрия, являющегося отходом хлорорганических производств, предпочи- [c.51]

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]

Как показали результаты эксплуатации алгоритмов в АСУТП цеха электролиза, погрешность прогноза коэффициента, учитывающего протекаемость диафрагмы, не превышает в среднем 5—7%. Повышенная погрешность расчета протекаемости диафрагмы по сравнению с погрешностью адаптивного расчета других параметров [c.53]

Таблица 1-10. Расчет коэффициента, учитывающего протекаемость диафрагмы электролизера БГК-50125 с анодами ОРТА по зависимости ст=йо+Й1Тд с пересчетом коэффициентов bi методом адаптивной экстраполяции при использовании 5 последних измерений параметров процесса электролиза

Важнейшей особенностью работы асбестовых диафрагм является своеобразная зависимость между гидростатическим давлением и протекаемостью диафрагм, наличие резко выраженного фильтрационного эффекта. Стендер и Равич с сотрудниками [34] впервые провели подробное исследование работы асбестовых диафрагм при электролизе растворов ЫаС1. При этом основной характеристикой протекаемости диафрагм был принят аналогично Тарди и Гюи коэффициент протекаемости К = = УМ8Нх. [c.26]

Это выражение и введено в формулу (91). Поправка на неравномерную скорость жидкости в диафрагме выражается в пределе протеканием ее только в тех местах диафрагмы, которые лежат против прорезей катода. Такое рассмотрение вопроса, сопряженное с пределом прохождения электрического тока только против неперфорированных частей катода, приводит к явлению электролиза с непроточной диафрагмой. Однако в действительности, при отсутствии электролиза, протекание жидкости через единицу поверхности диафрагмы из асбестовой букаги, лежащей против металла катода, по нашим определениям, приблизительно только в три раза меньше, чем с поверхности, лежащей против прорезей катода. Прямых соответствующих измерений во время электролиза сделано не было, но повышение протекаемости асбестовой диафрагмы с увеличением плотности тока указывает на то, что протекание жидкости во время электролиза [c.113]

В разделе о влиянии протекаемости через диафрагму на степень использования тока было указано, что последняя зависит от числа переноса иона, причем там было рассмотрено только изменение числа переноса от изменения скорости движения иона в результате протекающей навстречу ему жидкости. Свойство диафрагм влиять в растворах с малой концентрацией электролита на числа переноса ионов, благодаря наличию на диафрагме электрокинетического потенциала, имеет существенное влияние на выход по току при электролизе разбавленных растворов. Наиболее подробно этот воп юс исследован на примере электрохимической очистки воды Г ригоровым, Марковичем, Жуковым и Никольским 160], Жуковым и Юрженко [51, 161], Юрженко [162] и Стендером, Воейковым, Сираком, Евстюхиным и др. [43]. Результаты этих работ при- ведены ниже. [c.127]

Для расчета падения напряжения в диафрагме практическое применение приведенной формулы затруднительно, так как основные входящие в нее величины являются переменными вследствие того, что в процессе электролиза диафрагма загрязняется примесями (вносимыми с рассг Лрм и образующимися при выщелачивании цементных деталей и разрушении анодов) и подвергается некоторым изменениям, например набухает. Однако использование этой формулы для расчетов при конструировании электролизеров и изготовлении диафрагм позволяет определить основные условия создания минимального падения напряжения, а именно возможно большая поверхность диафрагмы при минимальной ее толщине, максимальная объемная пористость и минимальная извилистость пор материала диафрагмы. Следует также отметить, что на выход пю току решающее влияние оказывает протекаемость диафрагмы и размеры пор, которые должны быть такими, чтобы не происходило их быстрой забивки. Следовательно, при выборе диафрагмы должно быть найдено оптимальное решение, позволяющее проводить процесс электролиза с наименьшими производственными расходами. [c.48]

Исследовалось влйяниё полиакриламида при очистке рассола на последующее поведение диафрагмы в условиях электролиза. Установлено, что в отсутствие тока протекаемость диафрагмы резко ухудшается, однако при наложении тока это явление не наблюдалось. Таким образом, применение полиакриламида при очистке не сказывается отрицательно на работе диафрагмы. [c.98]

Производственная проверка пропитывающих материалов,, перечисленных в табл. 33, подтвердила целесообразность пропитки, повышающей стойкость пропитанных анодов в цроизвод-ственных условиях. Одновременно выяснено влияние пропитки анодов на расход электроэнергии (учитывая повышение анодного потенциала пропитанных электродов по сравнению с не-пропитанными) и на протекаемость диафрагмы в связи с выделением пропитывающих материалов из пор электрода и попаданием их в анолит. В свое время при работе с анодами, пропитанными льняным маслом, особенно при недостаточной их выдержке до применения, выделение и последующее хлорирование пропитывающего масла в анолите затрудняло работу цехов электролиза. [c.121]

Однако протекаемость диафрагмы в процессе электролиза постепенно уменьщается вследствие забивки пор примесями, содержащимися в рассоле, и шламом, образующимся из-за износа анодов. Тогда при постоянной подаче одинакового количества рассола будет соответственно повышаться уровень рассола в электролизере. Поскольку протекаемость диафрагмы с увеличением напора до 300 мм столба рассола соответственно растет, такое повышение высоты уровня анолита над католитом при работе с заполненным катодным пространством приведет к восстановлению первоначальной протекаемости диафрагмы или к заданной (расчетной) концентрации NaOH в католите и сохранению высокого выхода по току. [c.179]

Несмотря на все меры, применяемые при эксплуатации электролизеров, пока невозможно избежать необратимых изменений, которые происходят в диафрагме в процессе электролиза и приводят к значительному уменьшению ее протекаемости. Время, в течение которого наступает заметное снижение протекаемости диафрагмы и чрезмерное повышение вследствие этого концентрации. NaOH в католите (при предельном уровне анолита), зависит главным образом от степени очистки рассола и других факторов, приводящих к забивке пор диафрагмы (выщелачивание материала крышки, образование графитового шлама и др.). [c.185]

Крупнопористые диафрагмы имеют высокую протекаемость и не могут предотвратить смешение аиолита и католита. Они используются в основном для разделения газообразных продуктов (например, при электролизе воды) или для улавливания шлама, образующегося при работе с растворимыми анодами в гидрометаллургии и гальванотехнике, а также применяются при изготовлении ХИТ в качестве сепараторов. [c.19]

К проточным диафрагмам предъявляются требования достаточной механической прочности, химической стойкости к продуктам электролиза, равномерности толщины, плотности и протекаемости по всей площади диафрагмы, малого значения электролитического сопротивления, доступности и дешевизны. Необходимо, чтобы проте-каемость диафрагмы сохранялась стабильной или, если это невозможно, менялась незначительно в течение длительного времени работы. [c.43]

Недостатки пропитки электродов заключаются в некотором повышении потенциала анода ( при плотности тока около 1 кА/м на 50—100 мВ) и выделении в процессе электролиза продуктов хлорирования масла, которые, осаждаясь на диафрагме, изменяют ее протекаемость и сокращают срок службы. Промывка такой диафрагмы, как правило, не эффективна, поэтому для восстановления нормальной работы электролизера необходима замена удиафрагмы. [c.63]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология