Хлор и щелочи, производство выходы по току

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]

Баланс тока. Баланс тока выявляет, какая часть ампер-часов постоянного тока расходуется на основной процесс. Как уже указывалось, эта величина характеризуется выходом по току. Основной метод контроля выхода по току в производстве хлора и едких щелочей —это прямое измерение весовым методом выхода по току на едкие щелочи. При этом сопоставляется теоретическое количество щелочи, которое может быть получено в результате фактического расхода ампер-часов электрического тока, с количеством фактически выработанной щелочи. Выход по току определяют по формуле [c.48]

При повышении концентрации щелочи в католите до 160 г/л, по данным фирмы, выход по току снижается до 94,6—95,1%, производство хлора и каустической соды электролизером соответственно несколько сокращается, а удельный расход электроэнергии на производство увеличивается по сравнению с данными, приведенными в. табл. 3-11. [c.208]

Состав раствора. Выход щелочи по току зависит от концентрации хлорида натрия в анолите (рис. 2.42). Для питания электролизера с ионообменной мембраной используют рассолы, состав которых такой же, что и состав рассола для производства хлора, щелочи и водорода другими описанными выше методами. Однако степень разложения хлорида натрия составляет 0,7 по сравнению с 0,5 при электролизе с фильтрующей диафрагмой и 0,17 — при электролизе с ртутным катодом. [c.173]

Современные электрохимические предприятия, производящие весьма важные для народного хозяйства продукты например хлор, щелочи, водород и кислород, работают с выходом по току выше 95%, с автоматическим регулированием большие цеха в таких производствах обслуживают двое-трое рабочих в смену. [c.503]

Структурная схема производства хлора и каустической соды приведена на рис. 1-1. Особое место в структуре производства занимает цех электролиза. Работа этого цеха определяет важнейшие технико-экономические показатели всего производства по выпуску готовых продуктов, так как здесь сосредоточены основные процессы и оборудование. Затраты на выпуск продуктов в цехе электролиза составляют 40—65% от общих затрат всего производства. В электролизерах под воздействием постоянного электрического тока происходят электрохимические процессы, приводящие к образованию хлора, водорода и электролитической щелочи. Для питания электролизеров постоянным током цех имеет агрегаты преобразователей переменного тока в постоянный. Преобразователи должны иметь характеристики, допускающие значительные токовые нагрузки на выходе (в зависимости от типов электролизеров токовая нагрузка может составлять от 25 до 150 кА и более при выходном напряжении 450—900 В). [c.9]

Первичные процессы, протекающие на электродах в производстве хлоратов и при получении хлора и каустической соды, аналогичны. Однако в отличие от производства хлора и каустической соды, где одним из основных требований к конструкции электролизеров является возможно более полное разделение выделяющихся на электродах продуктов, в производстве хлоратов необходимо добиваться возможно более полного взаимодействия выделяющегося на аноде хлора со щелочью, образующейся у катода. Наблюдаемое некоторое выделение элементарного хлора, уносимого в виде примеси с газами электролиза, приводит к потерям выхода по току и к необходимости соответственно подкислять электролит. [c.395]

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]

Для определения влияния диффузии в случае встречного протекания жидкости через диафрагму на выход по току при электролизе Животинский, и Андреева (157) воспользовались формулой (115) и приведенными нами ранее данными для ванны при производстве хлора и щелочи системы Ворс-Хз. [c.125]

При электролизе насыщенного раствора поваренной соли на ртутном катоде в производстве хлора и щелочи микропримеси некоторых элементов оказывают вредное влияние на течение технологического процесса. Известно, в частности [Ч, что к наиболее нежелательным примесям относятся ванадий, молибден и хром, которые в хлорной промышленности называют ядами ртутного электролиза. Эти элементы в концентрациях 10" —10" г/л и выше разряжаются на амальгамном катоде и за счет снижения перенапряжения водорода приводят к разложению амальгамы натрия и к понижению выхода целевого продукта по току. [c.222]

Проводились многочисленные исследования процесса электролиза хлоридов щелочных металлов с ионообменными мембранами с целью получения чистой каустической соды без применения ртути [200—204]. Основной трудностью, возникавшей при практической реализации этих предложений, была недостаточная селективность ионообменных мембран, что приводило к загрязнению получаемой щелочи ионом хлора и снижению выхода щелочи по току с повышением ее концентрации. Помимо этого, ионообменные мембраны обладали недостаточной химической и температурной стойкостью в условиях электролиза. Эти трудности обусловили появление скептического отношения к перспективе применения ИОМ в производстве хлора и каустической соды [205], что сильно тормозило разработку промышле1Нной технологии. Тем не менее интерес к этому процессу не пропал и исследования в этой области продолжались. [c.221]

Свинцово-щелочные сплавы и ртутные амальгамы могут быть использованы как биполярные электроды, у которых иа катодной стороне идет разряд щелочного металла из расплавов или водных растворов солей, а на анодной стороне — ионизация этого металла с последующим получением чистой щелочи в водных растворах или чистого металла в неводном электролите. На таком включении амальгамного электрода основывается большинство предложений по полезному использованию энергии разложения амальгамы в производстве хлора и каустической соды по методу с ртутным катодом. Возможно сочетание амальгамного электрода с катионообменной мембраной для осуществления непрерывного процесса электролиза с неподвижным ртутным катодом [14]. При использовании неподвижных жидких катодов такого типа обычно наблюдается высокий градиент концентрации щелочного металла в слое жидкого катода, и чтобы повысить выход по току, необходимо перемешивать яшдкий электрод или работать с движущимся жидким электродом. [c.38]

Глава II. Электролиз хлористых солей щелочных металлов. (Производство хлора и щелочей)— 48—113. 14. Продукты электролиза. Применение хлора и щелочей. Сырье — 49. 15. Процессы на электродах. Взаимодействие хлора со щелочью — 54. 16. Классификация и обзор способов электролиза — 58. 17 — Электроды и контакты — 63. 18. Диафрагмы — 72. 19. Состав растворов при электролизе с проточным электролитом 76. 20. Выход по току при электролизе растворов хлористого натрия с твердым кьто-дом — 79. 21. Основные элементы промышленных методов электролиза с твердым катодом — 83. 22, Электролиз с ртутным катодом — 90. 23. Энергетический и материальный баланс ванн для электролиза растворов хлористого натрия — 100. 24. Техноло-гаческие схемы хлорных заводов и производства, непосредственно связанные с электролитическим производством хлора —- 107. [c.539]

В последнее время предлагаются различные варианты комбинирования производств хлората и хлора. Например, описан процесс получения хяора и хлората в двух электролизерах, один из которых. снабжен катионообменной мембраной (пат. США 3897320). Анолит содержит 250—300 г/л Na l. Процесс проводится с применением ОРТА. На аноде образуется хлор, а на. катоде — водород. Из анодного пространства отводится раствор хлорида, содержащий хлорат, из катодного пространства— раствор щелочи. Анолит из первого электролизера поступает во второй — хлоратный, не имеющий диафрагмы в нем поддерживается температура 90° С. Для электролиза используют ПИА и стальные катоды. Выход по току хлората составляет 94% при концентрации Na lOa 430 г/л. После электролиза из раствора хлората выделяют хлорид, который идет на приготовление исходного раствора, подаваемого в анодное пространство первого электролизера. [c.93]

На первом этапе развития электрохимического производства хлора и каустической соды получили распространение электролизеры с непроточной диафрагмой и бездиафрагменные электролизеры колокольного типа. В этот период в Германии, Франции, Испании, России и других странах применялись электролизеры фирмы Грисгейм — Электрон с вертикальными диафрагмами, которые изготовляли из выщелоченных в воде бетонных плит, причем цемент за.мешивали на рассоле. Электролизеры работали с нагрузкой 2,4—3,0 ка и непроточным электролитом, выход по току составлял 75—80%, концентрация получаемой щелочи достигала всего 40—50 г л NaOH. [c.18]

Мембрана. В производстве хлора, каустической соды и водорода используют исключительно катионообменные мембраны из перфторированных полимеров. Предложены модифицированные катионообменные мембраны из перфторированного полимера (стр. 121). В качестве модифицирующих агентов используют аммиак или амины. При модификации ионо-генные сульфогруп-пы превращаются в сульфамидные. Выход по току при использовании модифицированных мембран выше, чем на немодифи-цнрованных за счет резкого уменьшения диффузии щелочи. Выход щелочи по току существенно зависит от эквивалентной массы полимера (рис. 2.43). [c.174]

По второму варианту электролит протекает через диафрагму или от анода к катоду, как в слу- чае современных электролизеров для производства хлора и щелочи [5], или от катода к аноду, как в случае электролитической рафинировки никеля по способу Хебинетта [4,151]. В этом последнем варианте диафрагма является фильтрующей и таким образом юна оказывает еще одно специфическое влияние на выход по току. [c.107]

H iO и дают соответствующие соли, а при высокой температуре — и хлораты. Таким образом, снижается выход по току по щелочи. Гаргривс и Бэрд (герм. пат. 113055, 1899 114193, 1899) предложили устранить проникновение ионов ОН в анодное пространство путем противотока анодной жидкости. По этому принципу работают все современные электролизеры с диафрагмой для производства хлора и щелочи. [c.109]

Выход по току по щелочи В = 1 —хп = 1—п . Если сравнить расчет выхода по току по щелочи, сделанный по формуле (110), с расчетом по формуле Джиордани (90) для одинаковых температур и концентраций щелочи в католите, то получаем заметное расхождение. Например, для условий нормальной работы ванны системы Bop -Xg [60J при производстве хлора и щелочи сила тока 1000 а, протекаемость 12 aJhu , [c.117]

Промышленный электролиз водных растворов хлористых солей тяжелых металлов известен по литературным данным на примере процесса Генфнера — электролиза растворов пС12 [4]. Основными недостатками этого производства, установленными после нескольких лет практики на заводах в Германии и Англии, были следующие применение низких катодных плотностей тока и малый выход цинка по току, недостаточная стойкость угольных анодов, взятых без переработки в виде выломок из реторт газовых заводов применение диафрагм, усложнявших аппаратуру и быстро разрушавшихся отсутствие спроса на чистый цинк. В настоящее время положение изменилось. Есть хорошие графитированные аноды, опыт нрименения очень высоких плотностей тока [1], большой спрос на чистый циик что же касается диафрагм, то для их изготовления есть много стойких новых материалов однако лучше работать без диафрагм. Для этой цели можно применить принцип отсоса хлора, выделяющегося на аноде, через его тело вместе с электролитом, если графитовый анод сделать высокопористым [5]. Серия предварительных опытов и расчетов [6] 1Ш примере электролиза растворов Zn l2 подтвердила возможность применения электролиза без диафрагмы. Для электролиза растворов хлоридов н елочных металлов, т. е. для обычного электролитического производства хлора и щелочей, также, в известных условиях, оказывается целесообразным применять более пористые графитовые аноды, через тело которых можно питать электролизер рассолом [7] и т. д. [c.698]