Диафрагмы в электролизерах

Способ с двумя фильтрующими диафрагмами. На рис. 2-10 приведены схемы электролизера с одной и двумя фильтрующими диафрагмами. В электролизере с двумя фильтрующими диафрагмами рассол подается в среднее пространство между диафрагмами и фильтруется как в катодное, так и в анодное пространство электролизера. При соблюдении необходимой скорости протекания рассола через катодную диафрагму представляется возможность предотвратить попадание щелочи в среднее пространство за счет участия ионов ОН в переносе тока подобно тому, как это имеет место в способе с одной фильтрующей диафрагмой. При этом, в отличие от метода с одной фильтрующей диафрагмой, к катоду поступает раствор хлорида щелочного металла, не содержащий растворенного хлора, что исключает потери выхода по току за счет попадания кислого анолита к катоду. [c.56]

Исследования в лаборатории показали, что при электролизе концентрированных растворов хлорида никеля при температуре не ниже 65 °С и pH—1,3—3,5 не наблюдается выделения водорода на катоде, поэтому диафрагма в электролизере не требуется [75]. [c.300]

Основы процесса. Требования к качеству рассола для электролизеров с ртутным и твердым катодами близки между собой. Отличаются они по содержанию ионов кальция в рассоле (при электролизе с твердым катодом, из-за наличия диафрагмы в электролизерах, строго ограничивается содержание кальция в рассоле), прозрачности рассола и содержанию в нем ионов тяжелых металлов. [c.110]

В промышленных электролизерах разделение электродных пространств осуществляют с помощью фильтрующей диафрагмы. В электролизерах с твердым катодом в основном используют осажденную асбестовую диафрагму. Ее изготовляют из хризотилового асбеста, с высокой щелочестойкостью. Перспективно применение ионообменных мембран, что позволит отказаться от противотока электролита. [c.348]

При проведении электролиза под давлением возникают и другие трудности конструктивного порядка. При этом Наиболее важно исключить возможность, смешения водорода и кислорода, что может привести к образованию гремучей смеси. Опасность взаимного проникновения одного газа в другой и результаты взрыва гремучей смеси при электролизе под давлением значительно больше, чем при электролизе без давления. Следует учитывать, что относительно небольшие колебания в давлениях обоих газов в данном случае могут составить величину в несколько атмосфер это не может не отразиться на прочности и нормальной работе диафрагмы. Ввиду указанного, диафрагмы в электролизерах, работаюш их под давлением, должны быть особо газоплотными и механически прочными. С другой стороны, электролизные установки под давлением должны непременно снабжаться регуляторами, обеспечиваюш ими равенство давлений водорода и кислорода и устройствами для выключения тока при отказе регуляторов и нарушения равенства давлений обоих газов. [c.243]

Проблема закрепления диафрагмы в электролизере с плоскими электродами решается проще. Основная задача в этом случае заключается в стабилизации геометрических размеров в процессе эксплуатации диафрагмы. [c.167]

Современные промышленные электролизеры с фильтрующей диафрагмой работают непрерывно, с проточным электролитом. В зависимости от устройства и расположения диафрагмы в электролизере различают электролизеры с вертикальной или горизонтальной фильтрующей диафрагмой. [c.341]

Пористая диафрагма, используемая при электролизе с противотоком электролита, должна удовлетворять требованиям, которые отличаются от предъявляемых к диафрагмам в электролизерах с неподвижным электролитом. Проточные диафрагмы также должны обладать достаточной механической прочностью, химической стойкостью в среде продуктов электролиза, малым электрическим сопротивлением и быть доступны и дешевы. [c.40]

Скорость протекания электролита через диафрагму зависит от разности давления жидкости по обе стороны диафрагмы. При горизонтальном расположении диафрагмы давление фильтрации жидкости через нее будет одинаково по всей площади диафрагмы. В электролизерах с вертикальным расположением диафрагмы при незаполненном катодном пространстве давление фильтрации от верха к низу почти линейно возрастает с высотой диафрагмы. Некоторое отклонение от линейной зависимости связано с газонаполнением анолита, неодинаковым по высоте жидкости. В электролизерах с заполненным катодным пространством зависимость давления фильтрации от высоты более сложна. [c.43]

Схема распределения давления фильтрации и концентрации щелочи по высоте диафрагмы в электролизерах с заполненным катодным пространством показана на рис. 6,6 и 6, в (стр. 45). Принимается, что вследствие различного газонаполнения жидкостей в катодном и анодном пространстве кажущиеся плотности католита и анолита равны. [c.47]

При вертикальном расположении диафрагмы в электролизерах ее протекаемость изменяется по высоте (в верхней части). [c.74]

В зависимости от способа образования диафрагмы изменяются и требования к материалу катода и к его конструкции. При использовании листовой диафрагмы в электролизерах с вертикальным расположением электродов для конструирования катодов обычно применяются перфорированные стальные листы. Степень перфорации, распределение и форма отверстий определяются необходимостью обеспечения условий для быстрого отвода образующихся щелочи и водорода на обратную сторону катода и для предотвращения возможности сползания диафрагмы. Наличие небольших площадок между отверстиями перфорации не затрудняет отвод катодных продук- [c.142]

Рис. 68. Эффективность промывки диафрагмы в электролизерах БГК-17

Неоднократно предлагалось регулировать протекаемость диафрагмы в электролизерах, работающих с заполненным катодным пространством, путем изменения уровня католита. При этом исходили нз предположения о том, что протекаемость диафрагмы пропорциональна давлению фильтрации и увеличение этого давления при снижении уровня католита вызовет соответствующий рост протекаемости диафрагмы. [c.164]

Цилиндрическая форма электролизеров облегчает их герметизацию, благодаря малой поверхности стенок аппарата у.мень-шаются удельные потери тепла. Края диафрагмы в электролизерах такой конструкции легко уплотняются. Перечисленные выше особенности электролизеров этого типа обусловили их широкое применение в свое время в ряде стран. [c.181]

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]

Горизонтальное расположение диафрагмы в электролизерах Сименса—Биллитера обеспечивает равномерную протекаемость через нее рассола и устойчивый режим работы аппарата. При этом возле анодов постоянно поддерживается кислая среда, что позволяет удлинить срок службы анодов щелочная среда, [c.191]

В табл. 33 показано изменение концентрации щелочи и хлоратов в электролитическом щелоке в период формирования диафрагмы в электролизерах БГК-17, работающих при малых плотностях тока. [c.203]

Благодаря малому объему анолита между стенками анода и диафрагмы в электролизере данной конструкции можно повысить концентрацию тока до 1000 А/л и более. Три анода могут быть заключены и в одну диафрагму прямоугольной формы, но в этом случае электролиз проводится со значительно меньшей концентрацией тока. [c.88]

Падение выхода по току пропиленхлоргидрина не имеет четкого объяснения. Возможно, что применение катионитовой диафрагмы в электролизере создает условия для понижения pH раствора в результате селективного удаления через мембрану катионов щелочного металла. В этих условиях равновесие гидролиза сдвигается влево, что приводит к уменьшению концентрации НСЮ, а следовательно, и скорости взаимодействия ее с пропиленом. Выход по току пропиленхлоргидрина падает, а на аноде, по-видимому, преимущественно получается хлор. Вероятно, поэтому падение выхода [c.357]

Когда мы рассказывали о производстве хлора электрохимическим методом, то указывали на необходимость применения диафрагмы в электролизере с твердым катодом и проведения процесса по методу противотока. Это предотвращает взаимодействие катодных и анодных продуктов, приводящее к образованию вместо хлора и щелочи гипохлорита и хлората натрия. [c.54]

При производстве диафрагм необходимо придерживаться установленных рецептур и режимов (см. стр. 95). Когда протекаемость диафрагмы сильно снижается в результате закрытия пор гидроксидами магния и кальция и осыпавшимися частицами графита, а возможность повышения уровня анолита уже исчерпана, диафрагму приходится либо промывать, либо сменять. Промывают горячей водой. Войтехов указывает [41], что промывание водой диафрагмы в электролизерах БГК-17 снижает падение напряжения на диафрагме на 0,20—0,25 В. Рекомендовано применять для промывания подкисленные растворы [25] либо воду с добавками ПАВ, например изопропилового спирта, диэтиленгликоля, в количестве 0,9—10 г/л [42]. [c.30]

Рис. 8. Эффективность промывки диафрагм в электролизерах БГК-17 [43].

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]

Рис. 61. Формирование диафрагмы в электролизерах БГК-13 с заполненным и незаполненным катодным пространством

Рис. 63. Изменение концентраций щелочи и МаСЮз в период формирования осажденной диафрагмы в электролизерах БГК-17 при плотности тока 910 а/м

На рис. 61 изображена схема подачи кислорода из электролизера в газгольдер. Асбестовые диафрагмы в электролизере 1, отделяющие анодное пространство, в котором выделяется кислород, от катодного, где образуется водород, при нормальном режиме работы полностью погружены в электролит, что препятствует смешиванию обоих газов. При внезапном отключении электроэнергии произошло резкое снижение уровня электролита, что привело к частичному оголению асбестовых диафрагм в ячейках электролизера. Кислородная газодувка 3, не сблокированная с электролизером, продолжала работать, создавая разрежение в кислородном отсеке газосборника 2 и в соединенном с ним катодном пространстве ячеек электролизера, что привело к поступлению из анодного пространства в катодное водорода. Взрывоопасная водородокислородная смесь перекачивалась газодувкой в газгольдер 4. На рис. 62 показаны последствия взрыва в газгольдере. [c.223]

Эффективность промывки диафрагмы в электролизерах БГК-17 характеризуется данными табл. 42 и рис. 68, из которых видно, что промывка приводит не только к длительному [c.186]

Эффективность промывки диафрагм в электролизерах БГК-17 с пропитанными анодами при различной плотности тока [c.187]

Рис. 69. Эффективность замены диафрагмы в электролизерах БГК-17 (плотность тока 910 а м )

Очень хорошие результаты получены при использовании графитовых анодов, пропитанных раствором талловой олифы в летучем растворителе, как в производстве хлора и каустической соды [99], так и в производстве хлората натрия [100]. Стойкость таких графитовых анодов повышается в 1,4—1,5 раза. В отличие от нрониткн льняным маслом в этом случае не происходит выделение хлорированной смолы, сокращающей срок службы диафрагмы в электролизерах для получения хлора и каустической соды. [c.101]

Сернокислый стрептомицин, отвечающий ВТУф № 2020—55, подвергался электролизу с диафрагмой в электролизере, представ ленном на рис. 2. [c.174]

Этот процесс имеет то преимущество перед процессом, основанным на применении одной серной кислоты, что дает более чистый продукт, более высокий выход по току (около 82—84% против 72% при применении пероксодисерной кислоты и около 84% при применении процесса с пероксодисульфатом аммония без участия твердой фазы) и несколько более высокую эффективность гидролиза (85—91% против 85—88% при работе по пероксодисернокислотному методу и 85% при применении процесса с пероксодисульфатом аммония по методу Ё1сЬет1е). Кроме того, при этом процессе по сравнению с другими методами можно применять более крупные ванны. Однако осуществление процесса является несколько более сложным и расходы на рабочую силу значительно выше. В частности, применение катода с обмоткой из асбестовой диафрагмы в электролизере способствует выпадению соли на катоде с постепенным ростом напряжения на зажимах ванны. В связи с этим электролизер необходимо время от времени выключать. Кроме того, более высокое среднее напряжение на электролизере сводит к нулю преимущества высокого выхода по току. Для обеспечения эффективной операции необходим тщательный уход за асбестовой диафрагмой, а именно это покрытие должно быть весьма равномерным и его приходится время от времени заменять свежим. Внутризаводской транспорт твердых веществ и операция гидролиза, как периодический процесс, требуют значительной затраты рабочего времени. [c.125]

Падение выхода по току пропиленхлоргидрина не имеет четкого объяснения. Возможно, что применение катионитовой диафрагмы в электролизере создает условия для понижения pH раствора в результате селективного удаления через мембрану катионов щелочного металла. В этих условиях равновесие гидролиза сдвигается влево, что приводит к уменьшению концентрации НСЮ, а следовательно, и скорости взаимодействия ее с пропиленом. Выход по току пропиленхлоргидрина падает, а на аноде, по- QQ видимому, преимущественно получается хлор. Вероятно, поэтому падение выхода по току пропиленхлоргидрина с увели- чением концентрации хлорида не имеет дО общего характера. В частности, хлор- гидроксилировапие окисей олефинов мо- 0 жет протекать с высокими выходами и при Н электролизе концентрированных раство-ров галогенидов (200—300 г/л) [86, 89, [c.357]

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]

При разработке конструкции катода следует учитывать свойства диафраг-менного материала и способ нанесения диафрагмы. В электролизерах, работающих с бумажной асбестовой диафрагмой, используются катоды сравнительно простой формы, что позволяет обкладывать катодную поверхность асбестовой бумагой. Формы катода будут рассмотрены далее, здесь же необходимо лишь отметить, что катоды, покрываемые листовой асбестовой диафрагмой, обычно имеют цилиндрическую поверхность (электролизеры Х-2, Ворса, БГК-12), или являются плоскими (электролизеры Харгривса—Берда, Аллена—Мура), или же имеют более сложные поверхности (например, U- или W-образные катоды с кривизной в одном направлении в электролизерах Кребса, Нельсона). Подобные поверхности можно обкладывать таким неэластичным материалом, как асбестовая бумага. [c.50]

Распределение концентрации щелочи в католите по высоте диафрагмы в электролизерах с незаиолнен-ным катодным пространством показано на рис. <23. На участке /о концентрация щелочи по высоте диафрагмы постоянна и равна Со (<155 г/л NaOH). На участке Г, [c.75]

Лабораторные исследования показали , что в процессе электролиза концентрированных растворов N1012 при температуре не ниже 65 и pH электролита в интервале 1,3—3,5 выделения водорода на катоде не наблюдается и диафрагма в электролизере не требуется. При межэлектродном расстоянии, равном [c.291]

Процессы, протекающие в диафрагме. В электролизерах диафрагменного типа в настоящее время применяют так называемые насасываемые диафрагмы, которые получают осаждением асбестового волокна [32]. Пористость диафрагмы зависит от качества асбеста и режима насасываиия. В первые 7—10 дней работы диафрагмы происходит ее формирование, затем свойства диафрагмы медленно меняются в течение всего цикла работы. [c.18]

Замену диафрагмы или ее промывку необходимо проводить в том случае, когда исчерпаны возможности поддержания оптимальной степени превращения хлорида натрия в электролизере оптимальной концентрации NaOH в электрощелочи) изменением уровня анолита. Неравенство Na iOs с асюз. max из выражения (111,22), как правило, выполняется для электролизеров с графитовыми анодами и нередко обусловливает причину замены диафрагмы в электролизерах с анодами ОРТА. При определении оптимального срока замены диафрагмы или ее промывки используют алгоритм расчета оптимального уровня (111,12—111,15), дополненный критериальными ограничениями (111,22). [c.110]

Разность уровней анолита и католита не исчерпывает, однако, всех условий, определяющих противоток анолита в вертикальном электролизере с заполненным катодным пространством. Рассмотрим дополяительно основные факторы, определяющие направление фильтрования через диафрагму в электролизерах с заполненным катодным пространством. Плотности католита и анолита в процессе электролиза различны, например нр,и 60 °С они равны соответственно 1,25 и 1,18 г/см . Поэтому в процессе электролиза могут возникнуть такие условия, когда давление оо сто роны католита вследствие его большой плотности будет вызывать фильтрацию католита в анодное пространство, наиболее вероятную для нижних слоев электролита. Чтобы предотвратить эту фильтрацию, при конструировании электролизеров должно быть установлено такое соотношение размеров электролитических ячеек (по высоте и ширине), которое позволило бы компенсировать разницу плотностей католита и анолита их соответствующим газонаполнением. [c.25]

После промывки диафрагм в электролизерах этой группы лротекае-мость стала такой же, как при пуске данной группы, и в дальнейшем при питаиии их чистым ра-осолом эта группа ванн работала нормально. [c.103]

На рис. 63 показано изменение концентраций NaOH и Na lOa в период формирования осажденной диафрагмы в электролизерах БГК-17 при плотности тока 910 а/мР-. Сразу после пуска ванн наблюдается повышение содержания хлората до [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология