PL160948B1 - Sposób wytwarzania dwutlenku chloru i wodorotlenku sodowego PL PL - Google Patents
Sposób wytwarzania dwutlenku chloru i wodorotlenku sodowego PL PLInfo
- Publication number
- PL160948B1 PL160948B1 PL88276364A PL27636488A PL160948B1 PL 160948 B1 PL160948 B1 PL 160948B1 PL 88276364 A PL88276364 A PL 88276364A PL 27636488 A PL27636488 A PL 27636488A PL 160948 B1 PL160948 B1 PL 160948B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- compartment
- chlorine
- generator
- hydrochloric acid
- cathode
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/24—Halogens or compounds thereof
- C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B11/00—Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
- C01B11/02—Oxides of chlorine
- C01B11/022—Chlorine dioxide (ClO2)
- C01B11/023—Preparation from chlorites or chlorates
- C01B11/025—Preparation from chlorites or chlorates from chlorates without any other reaction reducing agent than chloride ions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/14—Alkali metal compounds
- C25B1/16—Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
1 . Sposób wytwarzania dwutlenku chloru i wodoro- tlenku sodowego na drodze reakcji chloranu sodowego z kwasem solnym w generatorze, z wytwarzaniem dwu- tlenku chloru, który odzyskuje sie z generatora jako pro- dukt i z wytwarzaniem wodnego odcieku zawierajacego chlorek sodowy, z którego wraz z woda wytwarza sie elektrolitycznie wodorotlenek sodowy, znamienny tym, ze wodny odciek z generatora prowadzi sie do strefy reakcji trójprzedzialowej komory elektrolitycznej, po- dzielonej na przedzial anodowy, strefe reakcyjna 1 prze- dzial katodowy dwiema kationo-wymiennymi przepo- nami, umieszczonymi pomiedzy przedzialem anodowym i katodowym komory Jo n y wodorowe niezbedne do uzy- skania kwasu solnego w strefie reakcyjnej wytwarza sie w przedziale anodowym przez elektrolize wodnego roz- tworu kwasu tlenowego i przeprowadza sie do strefy reakcji poprzez przepone kationo-wymienna, a wytwo- rzony w strefie reakcyjnej kwas chlorowodorowy kieruje sie jako odplyw do generatora, jako substrat niezbedny do reakcji z chloranem sodowym, natomiast jony sodowe ze strefy reakcji migruja poprzez przepone kationo- wymienna do przedzialu katodowego kom ory, w którym reagujac z grupami hydroksylowymi tworza wodorotle- nek sodowy odbierany jako produkt reakcji 3. Sposób wytwarzania dwutlenku chloru i wodoro- tlenku sodowego na drodze reakcji chloranu sodowego z kwasem solnym w generatorze, z wytwarzaniem dwu- tlenku chloru, który odzyskuje sie z generatora jako pro- dukt i z wytwarzaniem wodnego odcieku .............. PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku Jest sposób wytwarzania dwutlenku chloru i wodorotlenku sodowłgi
160 948
Owutlenek chloru 1 wodorotlenek sodowy eą szeroko stosowane w bielarnlach celulozo wnl do rozjaśniania 1 oczyszczania Dwuulenek chloru wytwarza sią na miejscu w zakładzie, przez redukowanie chloranu sodowego w kwaśnym środowisku reakcji, zgodnie z równaniem i
C103“ ♦ Cl“ ♦ 2H* —*C102_ ♦ 1/2C12 ♦
Wodorotlenek sodowy również wytwarza elę zwykle na miejscu w zakładzie, drogą elektrolizy wodnego roztworu chlorku sodowego w podziemnym elektrolizerze, zgodnie z równaniami
NaCl ♦ H2O —* NaOH ♦ I/2CI2 ♦ 1/2H2 wodorotlenek sodowy wytwarza 9ią na katodzie, a chlor na anodzie. Wytwarzany równocześnie chlor ma często małą wartość dla zakładu produkującego miazgą.
Proces wytwarzania dwuHenku chloru polega na reakcji chloranu sodowego z kwasem solnym, zgodnie z równaniemt
NadOg ♦ 2HC1 —» CW2 ♦ I/2CI2 ♦ Nad ♦ HgO
Przykładem takiego procesu Jest proces zwany *R5, znany z kanadyjskiego opisu patentowego nr 956 784. W procesie tym reakcją prowadzi sią we wrzącym środowisku reakcyjnym o łącznej kwasowości wynoszącej od około 0,05 do około 0,3 kwasowości normalnej, pod olśnieniem niższym od atmosferycznego. Wytworzony dwutlenek chloru 1 chlorek usuwa sią ze strefy reakcji w mieszaninie z parą wodną. Proces ten moZna prowadzić z wytrącaniem chlorku sodowego Jako produktu ubocznego, albo usuwając odciek wodny zawierający chlorek sodowy·
Inny przykład procssu wytwarzania dwutlenku chloru etanowi proces opisany w kanadyjskim zgłoszeniu patenoowym nr 558 945, złożon<m> w dniu 16 lutego 1988 r. Zgodnie z tym procesem, doprowadzane z zewnętrz Jony chloranowe redukuje sią Jonami wodoru 1 Jonami chloru w przedziale katodowym elektrolize™, mającym katodą o dużej powierzchni, oddzieloną od przedziału anodowego katot^r^o-wyn^e^r^ną przeponą. Prąd elektryczny doprowadzany do komory elektrolizo™ zmniejsza ilość chloru wytwarzanego w przedziale katodowym na korzyść Jonów chloru, a elektrolitycznie wytworzone Jony wodoru, zwykle stanowiące połową wymaganej ilości kwasu, przonlksją przez kotiono-wyslanną przeponą z przedziału anodowego do przedziału katodowego. SI procosie tym otrzymuje sią Jako produkt uboczny strumień wodnego roztworu chlorku sodowego z przedziału katodowego.
Przedmiotom wynalazku Jest procoo, w którym otap wytwarzania dwutlenku ehlo™ w oparciu o kwas oolny jest aintagoowany z etepsa ilrktrolltycnnβgo wydarzenie wodorotlenku sodowego, co poztwala osiągnąć lepszo wykorzystanie chemikaliów 1 uniknąć wytworzenia niepoź¢·danych produktów ubocznych.
Bodcrotlonok sodowy wytwarza clą w komorze iliktrrlityczniJ θająiiJ trzy przedziały, mianowicie przedział anodowy, strefą roakcyjną 1 przedział katodowy. Przedziały te są oddzielone od oloble przoponaai kitiono-’wyGliinnyml.
ORu^^ek chloru wytwarza sią przez reakcją chloranu sodowego z kwasom eolnym w generatorze, a wodny odciek zawierający chlorek sodowy prowadzi sią do strefy reakcji trójprzedzlałowej komory elektrolitycznej.
Sony wodorowe, wytworzone elektroli^^^znie w przedziale anodowym elektroliza™ z elektrolitu, przeprowadzą sią do strefy reakcji poprzez Jedną z katronoowyeienπych przepon, gdzie wytwarza sią kwas solny. Oony hydroksylowa, wytworzone iliktrolitycznle z elektrolitu w przedziale katodowym oraz Jony sodowe są przenoszone ze strefy reakcji do przedziału katodowego poprzez drugą z kat oe^r^ow^i^mi^e^nnych przepon 1 tworzą w tym przedziale wodorotlenek ^d^y.
Odciek zawierający kwas solny kieruje sią ze strefy reakcji komory elektrolitycznej do generatora, gdzie gromadzi elą kwas solny. Owuulenek chloru usuwa sią z generatora. Wodo™tlenek eodowy odzyskuje sią z przedziału katodowego komory elektrolitycznej. Przebiegające tu reakcje można przede^w^ nastąpującymi równaniami.
Generator dwutlenku chloru;
NaCi(03 ♦ 2HC1 -► C102 ♦ 1/2^ ♦ HjO ♦ NaCl
160 948
Komora elektrolitycznaι anodat i/2 H2O —>H* ♦ a + 1/2 02 katoda i HgO ♦ e“ -» 1/2 Hg ♦ OH” strefa reakcjit NaCl ♦ H*-· Na* ♦ HC1
Z równali tych wynika, że chlorek eodowy, będący ubocznym produktem procesu wytwarzania dwutlenku chloru, ulega reakcji w komorze elektrolitycznej, dając połową kwasu niezbędnego w generatorze dwuulenku chloru, podczas gdy w komorze elektrolitycznej wytwarzany Jest wodorotlenek eodowy, bez równoczesnego wytwarzania chloru.
Chlor powetający przy wytwarzaniu dwi/ulenku chloru można gromadzić razem z dwutl<^r^kiM chloru. Jak opisano wyżej dla procesu R5 bez strącania lub też można go redukować elektrolitycznie, wytwarzając resztą wymaganego kwasu solnego Jak w przypadku znanego z podanego wyżej kanadyjskiego zgłoszenia patenoowego nr S58 945.
Wynalazek wyjaśniono niżej w odniesieniu do rysunków, na których (ig,i przedstawia schemat procesu wytwarzania dwutlenku chloru i woddf*otlenku potasowego, a fig.2 przedstawia alteanatway schemat wariantu procesu według wynalazku.
Zgodnie z fig.l, do generatora di^^enku chloru 10 doprowadza sią przewodem 12 wodny roztwór chloranu sodowego i przewodem 14 kwas solny, a zakwaszoną ciecz generatorową zawraca sią przewodem 16. Oo generatora 10 wprowadza sią wodny roztwór chloranu sodowego o stążeniu molarnyo od około 3 do około 7.
W generatorze 10 składniki reakeci tworzą wodne ó^d^is^, w którym mo^rne s tąże nie chloranu sodowego wynosi od około 3 do około 7, a korzystnie od około 5 do około 6,5, zaś kwasowość wynosi od około 0,01 do około 0,3, korzystnie od około 0,05 do około 0,1 kwasowości normalnne, środowisko reakcci utrzymuje sią w stanie wrzenia, w temperaturze od około 50 do 85OC, korzystnie od około 6^° do około 70OC, pod ciśnien^m niższym od atmosferycznego, aby utrzymać środowisko w stanie nrzenia.
□wełenek chloru i chlor wytworzone w generatorze 10 odprowadza sią z generatora przewodom 18 w postaci gozcr.oj aiotzoainy z parą wodną. Ten gazowy struaioó nożna poddawać przeróbce w celu oddzielenia z niogo O'.·Jitlrnku chloru w postaci roztworu wodnogo.
Chlorek ^Ο^^ Jest wytwarzany Jako produkt uboczny w procesie wytwarzanie dwutlenku chloru. Ciecz z generatora w postne! wodnego roztworu produktu ubocznego, wzbogaconego w chlmok sodo/iy, rdρrowt>Ozr oię z gonerotora 10 i przewodem 20 wprowadza sią Oo et rafy rrakcyjaeJ 22 tróJprzsdzi.aSo-oJ k^ory rlektrolitycznoj 24, n^ecoj również przedział anodowy 26 i przedział katodowy 28O Przedział anodowy 26 Joat oddzi^ony cO otrafy reskcyjnej 22 rotiono“^iyaienną przoponą 30, o przedział katodowy 28 i otrefo reakcyjna są również rozdzielone przeponą katrono-wyaloaną 32.
Kationo-wymienne przepony 30 i 32 mogą być wykonane z dowolnego, rOpowiedniego mterlału, który ummollwią seleky^wne przepuszczanie kationów, lepsze niż anionów. Przepony te wytwarze sią korzystnie z polimn^ów perftuorowęglowych, ^^j^ących wiszące grupy kationonp. z polimerów o znaku towarowym NAFION®.
Odprowadzana ze strefy reakcJi 22 przewodem 16 1 kier-owana do generatora dwuu lenku chloru 10 ciecz, stanowi zakwaszoną ciecz generatorową w postaci roztworu wzbogaconego w kwas solny o zmonejszonej zawartości chlorku sodowego.
Po początlcowym doprowadzeniu kwasu tlenowego, zwłaszcza kwasu siarkowego, przewodem 34 wprowadzą sią do przedziału anodowego 26 wodę, które ulega elektrolizie dając tlen odprowadzany na zewnntrz przewodem 35 oraz Jony wodoru, które przenikeją przez kationo-wymienną przeponą 30 do strefy reakeci 22. Anolioowy roztwór kwasu siarkowego zawraca sią pr^r^wrdem 36 a przewodem 38 doprowadza sią wodę- Jony wodorowe przenlkejące do strefy reakcji 22 tworzą z Jonami chloru, doprowadzonymi waz z cleczą generatorową przewodem 20, kwas chlorowodorowy, podczas gdy Jony sodowe migrują ze strefy reakt^ci 22 do przedziału katodowego. Wodą ropt-owedza sią przewodem 40 do przedziału katodowego 28, gdzie ulega one elektro' lizie, dając wodór odprowadzany na zewnnąrz przewodem 42 oraz Jony hydroksylowe. 3ony hydroksylowe wiążą sią z Jonami ^Οπ^ι^, przonikającymi przez przeponą 1 pow^aje nodt^rO160 948 tlenek sodowy. odprowadzany z przedziału katodowego 28 przewodem 44o
W procesie przedstawoonym na fig.l wytwarza alę dwutlenek chloru, chlor 1 wodorotlenek sodowy z chloranu sodowego 1 kwasu solnego, zgodnie z następującym równanie· ogólnym i
NeC103 ♦ HCl -> CIO2 ♦ I/2CI2 ♦ NaOH
Połowę kwasu solnego, niezbędnego w generatorze dwuHenku chloru 10, dostarcza się do układu z zewnątrz, natomiast pozostałą ilość wytwarza się w komarze 24, przy czym chlorek sodowy, będęcy produktem ubocznym powstajęcym w generatorze 10, jest przekształcony w wodoooolenek sodowy.
Figura 2 przedstawia schemat procesu podobnego do przedstawionego na fig.l, przy czym z chloranu sodowego wytwarza się zasadniczo czysty dwuulenek chloru 1 wodoooolsnek sodowy, W tym przypadku, dwuHenek chloru jest wytwarzany w elektrolizerze 100, Elektrolityczne wytwarzanie dwi^^^^nku chloru jest opisane w kanadyjskim zgłoszeniu patenowwm nr 556 945, Trójprzedziaoowa komora elektΓolityczna 24 Jest tu zachowane. Wodny roztwór chloranu sodowego podaje się przewodem 102 do przedziału katodowego 104 elektrolizera 100, zawierającego elektrodę. Do przedziału 104 podaje się rówoneź przewodem 106 zaksaszoną ciecz generatorową, zawi.erajęcę kwas solny.
Wodny roztwór chloranu sodowego doprowadzany przewodem 102 ma stężenie na tyle wysokie, aby w miarę dopływu utrzymane było w przedziale katodowym 104 względnie wysokie stężenie chloranu sodowego, zwykle większe od około pięciomolarnego, a korzystnie wynoszące od około 5 do około 8,5H. Stężenie doprowadzanego roztworu chloranu sodowego wynosi zwykle od około 3 do około 7M.
Komra 100 ma katOoπo-wymlsąną przeponę 108, oddzlslajęcę przedział katodowy 104 od przedziału anodowego 110. Przepona 108 może być wykonane z dowolnego tworzywa, Jek opisane wyżej przepony 30 i 32.
Po wprowadzeniu wyjściowej partii kwasu teanowego, zwykle kwasu siarkowego, do przedziału anodowego 110 wprowadza się przewodem 112 wodę 1 Jony wodorowe, wytworzone przez elektrolizę anodtu, przenikeję przez ketlono·=s.’yaionną przeponę 108 do przedziału katodowego 104.
Przenikanie Jonów wodoru przez przeponę 108 1 doprowadzenie kwasu solnego przo-wodon 106 po^^^duue, żo całkowito noir»calnoóć kwasowo w przedziolo ktotodowya 18 wynosi co naj□niej Ο,ΟΙΜ, a korzyatnle co nejaniaj około O„OSMa Tlen, wytwarzany również ne drodze elektrolizy w przedziela cnodowyra, odprowadza się przewodem 114 z przedziału anodowego HO.
W przsdsialo kotodonya 104, chloran sodowy doprowadzony przewodom 102 reaguje choamcznie z jonami wodoru i chloru w zakwaszonej cioczy generatorowej, doprowadzanej przewodea 106, przy czym alaktrrlitycznie wytwarzano Jony wodorowe, przonikojęce przez przeponę 106 i jony chloru, wytwarzane elaktrolltycząir w przedziale katodowym 104, wytwarzoję dwutlenek chloru i chlor zgodnie z równaniem:
NaClg + 2H* ♦ 2C1 -r C102 ♦ l/2Cl2 ♦ NaCl ♦ H20
Źródłem połowy potrzebnych Jonów wodoru Jest kwas doprowadzany przewodem 106, a resztę stanowię Jony wodoru przepływajęce z przedziału anodowego 110.
Produkowany równocześnie chlor Jest w warunkach aljkΐoochemiclątch, panujęcych w przedziale katodowym 104, redukowany do jonów chloru, selektywnie w odniesieniu do obecnego również dwutlenku chloru. P^^c^oti^łły, zasadniczo czysty dł^w^enek chloru jest odprowadzany z przedziału katodowego 104 przewodem 116,
Wytwotloąa w ten sposób jlaktoochamicląla Jony chloru stanowię połowę Jonów chloru potrzebnych do chemicznej redukcji chloranu w przedziale katodowym 104, a źródeem pozostałej ilości tych jonów Jest zakwaszona ciecz generatorowe w przewodzie 106, elbo też inne, odpowiednie źródło zewnętrzne Jonów chloru, np· chlorek sodowy,
W zależności od eljkirolitylnnych warunków w przedziale katodowym 104, Jony chloru mogę być wytwarzane bezpośrednio przez elektrochemicznę redukcję wytwarzanego równocceśnie chloru, zgodnie z równaniem
160 948
1/2 Cl2 ♦ β -> Cl albo pośrednio, przez redukcję chemiczną za pomocą Jonu chlorynowago, wytwarzanego elektrolitycznie z dwutlenku chloru, zgodnie z równaniem i
CIO. ♦ _
V2 Cl2 e -» CIO.
--1 ♦ C102” -> cio2
Cl.
W tym ostatnio przypadku kontroluje alg powstawanie Jonu chlorynowego tak, aby uniknąć dalszej redukcj elektrolitycznej chlorynu, w wyniku której wytwarzanie chloru Jest niawydajne.
Stężenie chloru w strumieniu gazu odprowadzanego przewodem 116 można śledzić ze pomocą przyrządu kontrolnego. Jak też kontrolować prąd przykładany do komory, dla regulowania stężenia chloru w odprowadzanym strumieniu gazu.
Chloran sodowy doprowadzany przewodem 102 1 Jony chlorkowe doprowadzane przewodem 106, Jak również elektrochemicznie wytwarzane Jony chlorkowe, określają stosunek Jonu chloranowego do Jonu chlorkowego w przedziale katodowym 104, Stosunek ten wynosi zwykle co najmniej około 1 i 1, a korzystnie około 2 t 1 do około 4 t 1.
Naplącle elektryczne, które przykłada alg do katody, Jest bardziej dodatnie niż-1 wolt w porównaniu z nasyconą elektrodę kalomelowe /SCE/ 1 określa sig Je przy zasilaniu prądu do katody, natomiast Jest bardziej ujemne niż naplecie obwodu otwartego w danych warunkach, korzystnie o około -0,2 wolt. Napięcie elektryczne katody odnosi slg do napięcia rozpuszczania, mierzonego przy doprowadzaniu prądu, w sposób analogiczny Jak w przypadku płaskiej elektrody płytowej Elektroda, taka Jak tu stosowania, aa z natury rzeczy rozkład potencjału w strukturze 1 aktualny potencjał zależny od miejsca określania 1 może być on bardziej ujemny niż -1 wolt w porównaniu z SCE.
Przedział katodowy 104 utrzymuje slg korzystnie w podwyższonej tampeaatuΓZθ, aby zwiększyć prędkość wytwarzania dwutlenku chloru. Z^kle temperatura ta wynosi powyżej około 50oC, korz^^He od oltoło 60 do 80°C.
Dwutlenek chloru wytworzony na drodze reakcji chemicznej, zasadniczo wolny od chloru, odprowadza slg razom z parą wodną 2 przedziału 104 przewodsa 116 Jako produkt gazowy.
Ciekły odpływ wodny z gonaretora, zawierający ehlorek sodowy, bądący produktom ubocznym chemicznego wytwarzania dwutlenku chloru, odprowadza sig z przedziału katodowego 104 przewodom 118 Jako wodny roztwór. Roztwór ton kieruje sig do strefy reakcji 22 trójpreadziałontj komory altktrolltycznaj 24, zbudowanej 1 dzi^ającej Jok komora elektrolityczna 24 na flguł. SI obu tych przypadkach oznaczenia icezbowa moje Jodnekowo znaczenia.
Katoda w przedziale katodowym 104 stanowi elektrodą o dużej powierzchni, urnoHl^^ajęcą dobry kontakt z elektrolin, co pozwala na kontaktowanie slg składników reakcji w ciągu długiego czosu.
Określenie *o dużej powierzchni· w odniesieniu do katody oznacza elektrodą taką, której powierzchnia wystawiona na działania elektrolitu Jest duża w porównaniu z fizycznymi, wymiarami alaktrody. Elektroda ma szczeliny, przez które przepite elektrolit, toteż kontakt z elektnlttni odbywa slg w 3 płaszczyznach.
Katoda o dużej powierzchni może być też nazwana elektrodą .“przepływową·, składające sig z upakowanego złoża pojedynczych cząstek przewodzących prąd elektryczny. Elektrolit przepływa przez to uptklwtnt złoże zwykle prostopadle do przepisu prądu 1 ulega elektrolizie, przy czym kontakt ten odbywa sig na dużej powierzchni przewodzących prąd cząstek upakowanego złoża.
Elektroda może być zbudowane z tworzyw mających małe nadnaplgcla lub korzystnie wysokie nadnapigeis, zwłaszcza z grafitu dla reakcji CI2—»Cl. Oak wiadomo, wodosp^de elektrody w odniesieniu do elektrOchemicznej reakcji Clg/Cl oznacza stosunek naplecie przyłożonego do elektrody do οβρί^^ “równowagowego^ niezbędnego dla u trzymania przebiegu elektlochemicentj reakcji z należyte prędkością, Oeżall potencjał elektrody Jest zbliżony do tego potencjału równowagowego, to uważa slg, że elektroda ma nednaplęclt .niekieC, natomiast Jeżeli dla osiągniecie znacznego- zmniejszenia prędkości reakcji trzeba stosować
160 948 napięcie bardziej ujenne, wówczas uważa eię, Ze taka elektroda aa nadnaplęcle “wysokie.
Tworzywa dk wykonywania takich elektrod o nieiin nadnapięciu eę znane i stosowana dk prkdukkjl tak zwanych elektrod o stałych wymiarach. Elektrody takie ^konene sę zwykle z tytanu, cyrkonu, tantalu lub hafnu, z powłokę przewodzęcę pręd elektryczny, np. ze szlachetnych ntall, taUch jak platyna, ze stopów szlachetnych natall, takich Jak stop platyny z albo z powłokę z teanków neeta!, np. z tlenku rutenu, dwutlenku tytanu lub z platynianów, np. z platynianu li^wego lub wapniowego, e nożne też stosować mieszaniny tych środków. Dowolne z tych tworzyw nożna stosować do wyrobu katody o niskim nadnapięciu.
W strefie reakcji 22, odciek o dużej zawartości chlorku sodowego z przedziału katodowego 108, doprowadzany przewoden 118, przekształca się w roztwór o dużyn stężeniu kwasu solnego 1 kieruje się go przewoden 106 Jako ciecz zekwaszajęcę do przedziału anodowego 104, dostarczajęc w ten sposób w przybliżeniu połowę kwesu potrzebnego do reakcji wytwarzania dwuu lenku chloru.
Anolltowy roztwór kwasu siakkowego z przedziału anodowego 110 korncry 100 rnnżna zawracać przewoden 120 do przewodu 34 1 wprowadzać do przedziału anodowego 26, przy czyn do przewodu 34 nożne też wprowadzać wodę przewodu 38, Aczkolwiek przedziały anodowe 110 1 36 na flg.2 eę przedstawione Jako ^jęce wspólnę pętlę zawracajęcę, to Jednak inożne też stosować zawracanie pojedyńcze.
3ek przedstawiono ne fig.l roztwór woddocolenku sodowego stenowi strunie produktu wytwarzanego w przedziale katodowyn 28, odprowadzany przewoden 44. Proces obejnuje ogólnie reakcję chloranu sodowego z wodę 1 wytwarzanie uodototltnik sodowego orez dwutlenku chloru 1 tlenu oraz wodoru Jako produktów ubocznych, zgodnie ze sch^aien:
NaC^ ♦ H20 --> C102 ♦ NaOH ♦ 1/^202 ♦ */2^
Procesy opisane wyżej w odniesieniu do fig.l i 2 obejnuję operacje zintegrowane, w których stosuje się proces wytwarzanie dwukltnik chloru w oparciu o kwas solny i proces eleiirolitycnnβgo wytwarzania wod^oolenku sodowego, w któ^n chlorek sodowy, będęcy ubocznyn produ^on w procesie wytwarzanie dluukltnik chloru, poddaje się przeróbce dle wytworzenie połowy kwasu solnego, niezbędnego w roa^ci wytwarzania d!uukltnik chloru,
Wynnlazek zl^dowano poniżej w przykładzie.
Przykłdj Przygotowano urzędzenie dośrowadczolne oOpowUadajęce przodotawionsnu na fig.2, Przedział katodowy urzędzenio do wytwarzania drogę oloktrolizy Owukltnik chloru olał długość 10 cn, grubość ócionak 0,6 ca 1 był wyppłniony cz$ttia^l grafitu o śródo nlcy częttoi 1,0 - 1,7 on i o nocnnalnej powwsrzchni właściwej 0,01 9 o Przeponę była przegroda iotiono·”Ufynitnna MUFION, K iΓójprzθdzlatowtj koaorza ugoszczono dwie tekia przepony,
Proceo prowadzono Jak opisano w odniesieniu do flg,2 wytwarzając dwu u lenek chloru 2 wodoooolenek sodowy, Do wytwarzonia dwuulenku chloru stosowano pręd o gęstości 1 kĄ/a 2 e w generatorze wadooGolenku sodowego 1 HAa. Wytwarzanie droc^enku chloru prowadzono w ienppfatkrzt 70°C i elektrolizę wodofotleniu sodowego również w ienpθratkrze 70°C.
Prowadzono szereg prób przy różnych prędkościach przepływu cieczy 1 wymkl podano 2 w tabeli. Próby prowadzono ziodoflitwtnę rnetodę R5, przy gęstości prędu 1 kA/a · W ostatniej kolanie tabeli podano wartości w przeliczaniu ne rzeczywistę produkcję C1D_. Złoża stano2 wiły częetH grafitu o grubości 0,6 cn, o długości 10 cn 1 o powUeΓzchli właściwej 0,01 n.
160 948
Tabela
| - “ “ 1 Przepływ | 1 | r | ---T Bilans, | * - - 1 Bilans, | i - r , Wyyda-, | WydeJy | w ClOf | ||||||
| Bilans | Spraw- | Czystość, | Prze- | ||||||||||
| cieczy | 1 | u | cieczy. | h?s°. . | NaOH | ność | ność | ność | CIO2 | •lana | |||
| litry/ | 1 | cm/s | X ' | X t | X | prze- | ' chemi- | prędoA | G «A · | ClOi | |||
| minut* | 1 | pony | • czna 1 | na 0 | |||||||||
| 1 1 | T | 1 ---i | 1 ___J | NaOH X | t 1 • % 1 | 1 % 1 | X | 1 1 | | kwae | Zasada | |||
| O,SO | 1 | 1,3S | - | - | 1*1 | 79.0*0,8 | - | - | |||||
| O,5O | 1 1 | 1,39 | • | 102,0 i | 98,9 i | 93,3 | 80,6 | i 102,8 i | 57,1* | 79,9*0,9 | * | 17,4 | 4,8 |
| 0,50 | 1 | 1,39 | 99.9 J | 1 * 1 | 93,1 | 79,8 | I 79,7 I | 57,? | 81 ♦ 1 | 17,4 | 4,5 | ||
| 0,80 | 1 1 | 2,22 | 102,1 1 I | QQ,7 1 | | 71,5 | - | | 1 | | | 69,6* | 84 ♦ 1 | 1 1 | 15.3 | 4,0 | |
| 0,80 | 1 1 | 2,22 | 103,5 i | 100,5 i | 93,0 | 79,6 | i 85,2 1 | 67,8* | 84,1*0,9 | * | 16,1 | 4,3 | |
| 1,00 | 1 | 2,78 | 101.7 J | 96,5 1 | 94,5 | 84,5 | ; 96·3 ; | 91,8 J | 84,9*0,6 | 1 , | 15,1 | 5,1 | |
| 1,00 | 1 1 | 2,78 | 1OD,1 ' | 97,6 ' | 94,9 | 85,6 | 1 88,9 1 | 81,2' I | 84,3*0,6 | 1 l | 13,6 | 4,0 | |
| 1,00 | 1 l | 2,78 | 99,9 · | 97,0 i | 94,4 | 84,2 | I 87,8 i | 82,8 i | 85,0*0,9 | 13,1 | 3,6 | ||
| 1,25 | 1 | 3,47 | 99.7 J | 97.8 J | 90,5 | 72,3 | l 00.8 1 | 81,0 J | 87,5*0,7 | 1 | 14,3 | 4,0 | |
| 1,25 | 1 1 | 3,47 | 101.6 ' | 98,0 1 | 93,8 | 81,8 | ' 90,1 1 | 78,8' | 87,6*0,7 | 1 | 14,9 | 4,2 | |
| 1,48 | 1 | 4,11 | 101,1 ' | 96,5 , | 93,4 | 60,6 | i 95,2 , | 86.7, | 89 * 1 | 1 | 13,3 | 3,6 | |
| 1 | f | - . . 1. | L | . . . 1 |
Wyniki podane w tabeli wykazują, że dwutlenek chloru o czystości powyżej około 8CX można wytwarzać z wysoką wyddZnością chemiczną przy pewnych stratach przepony w trójprzedzlałowej kowr^ii,
Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 10 000 zł
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania dwutlenku chloru i wodorotlenku sodowego, na drodze reakcji chloranu sodowego z kwasem solnym w generatorze, z wytwarzaniem dwutlenku chloru, który odzyskuje się z generatora Jako produkt i z wytwarzaniem wodnego odcieku zawierającego chlorek sodowy, z którego wraz z wodę wytwarza się elektrollyycznie wodorotlenek sodowy, znamienny tym, ża wodny odciek z generatora prowadzi aię do strefy reakcji trój przedziałowej komory elektrolitycznej, podzielonej na przedział anodowy, strefę reakcyjnę i przedział katodowy dwiema katoono-wymiennymi przeponami, umieszczonymi pomiędzy przedziałem anodowym i katodowym komory, Jony wodorowe niezbędne do uzyskania kwasu solnego w strefie reakcyjnej wytwarza się w przedziale anodowym przez elektrolizę wodnego roztworu kwasu tennowego 1 przeprowadza się dó strefy reakcji poprzez przeponę kationo-wymiennę, a wytworzony w strefie reakcyjnej kwas chlorowodorowy kieruje się Jako odpływ do generatora. Jako substrat niezbędny do reakcji z chloranem sodowym, natomiast Jony sodowe ze strefy reakcji migruję poprzez przeponę kationo-wymiennę do przedziału katodowego komory, w którym reagujęc z grupami hydroksylowymi tworzę wodorotlenek sodowy odbierany Jako produkt reakcji·
- 2. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, że reakcję chloranu sidiołgo z kwasem solnym prowadzi się w kwaśnym środowisku wodnym utrzmrnywanym w etanie wrzenia i pod ciśnieneem ni^s^^m od atmosferycznego, dwu tlenek chloru odzyskuje się z generatora w postaci gazowej mieszaniny z chlorem i parę wodnę, a odciek ze strefy reakcji trój przedziałowej komory elektrolitycznej dostarcza połowę kwasu solnego, wymaganego do reakcji z chloranem sodowym, zaś resztę wymaganego kwasu solnego dostarcza się z zewnętrz.
- 3. Sposób wytwarzania dwutlenku chloru i wodorotlenku sodowego na drodze reakcji chloranu sodoołgi z kwasem solnym w generatorze, z wytwarzaniem dwutlenku chloru, który odzyskuje się z generatora Jako produkt i z wytwarzaniem wodnego odcieku zawierającego chlorek sodowy, z którego wraz z wiodę wytwarza się elektrolir/cznie wodoiotlθnek sodowy, znamienny tym, że reakcję chloranu sodi·wegi z kwasom solnym prowadzi się w przedziale keżodowym d<ouprzθdziαłooiłj komory elekt roli, yycznej e^isowanθj Jako generator, ma^cej przedziel katodowy z katodę o dużej powoθrzJhnl i przedział anodowty oddzielony od przedziału katodowiego kationoowymiθnnę przeponę, przy czym jony chloranowe i chlorkowe wprowadza olę do d^ouurzθdzlałiwθj komory elektrolitycznej, natomast Jony wodorowe wytworzone na drodze elektrilltycznłj w przedziale anodowym przenikaję do przedziału katodowego z przedziału anodowego przez przeponę kationo-wymlłnnę, następnie na drodze reakcji chemicznej redukuje się J ony chloranowe jonami wodoru i jonami chloru w katodowym przedziale dwuprzedziałowej komory elektrolitycznej, wytwarzajęc dwutlenek chloru i chlor, przy czym chlor w przedziale katodowym redukowany jest do Jonów chlorkowych, natomast dwu tlenek chloru odzyskuje się z katodowego przedziału dwuprzθdzllłowej komory elektrolitycznej Jako produkt nie zanieczyszczony chlorem, przy czym odciek ze strefy reakcji trójprzθdzlaioołj komory elektronicznej dostarcza połowę kwasu solnego wymaganego do reakcji z chloranem sidioym· a pozostałę ilość kwasu solnego wytwarza się m situ w katodowym przedziale dwuurzθddlałiwłj komory elektronicznej .
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA000573065A CA1324976C (en) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | Combined process for production of chlorine dioxide and sodium hydroxide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL276364A1 PL276364A1 (en) | 1990-02-05 |
| PL160948B1 true PL160948B1 (pl) | 1993-05-31 |
Family
ID=4138446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL88276364A PL160948B1 (pl) | 1988-07-26 | 1988-12-12 | Sposób wytwarzania dwutlenku chloru i wodorotlenku sodowego PL PL |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0353367B1 (pl) |
| JP (1) | JPH0247283A (pl) |
| KR (1) | KR910001138B1 (pl) |
| AR (1) | AR246987A1 (pl) |
| AT (1) | ATE90310T1 (pl) |
| AU (1) | AU606495B2 (pl) |
| BR (1) | BR8806952A (pl) |
| CA (1) | CA1324976C (pl) |
| DE (1) | DE3881685T2 (pl) |
| ES (1) | ES2054831T3 (pl) |
| FI (1) | FI90790C (pl) |
| IN (1) | IN174701B (pl) |
| NO (1) | NO885411L (pl) |
| NZ (1) | NZ227119A (pl) |
| PL (1) | PL160948B1 (pl) |
| PT (1) | PT89372B (pl) |
| YU (1) | YU46800B (pl) |
| ZA (1) | ZA889284B (pl) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU644179B2 (en) * | 1990-06-07 | 1993-12-02 | Sterling Canada, Inc. | Electrochemical production of acid chlorate solutions |
| WO1993004979A1 (en) * | 1991-09-12 | 1993-03-18 | Eka Nobel Ab | Acidity control in chlorine dioxide manufacture |
| US5423958A (en) * | 1991-09-12 | 1995-06-13 | Eka Nobel Ab | Acidity control in chlorine dioxide manufacture |
| US5487881A (en) * | 1993-02-26 | 1996-01-30 | Eka Nobel Inc. | Process of producing chlorine dioxide |
| US20030042134A1 (en) | 2001-06-22 | 2003-03-06 | The Procter & Gamble Company | High efficiency electrolysis cell for generating oxidants in solutions |
| US7048842B2 (en) | 2001-06-22 | 2006-05-23 | The Procter & Gamble Company | Electrolysis cell for generating chlorine dioxide |
| KR100400179B1 (ko) * | 2001-03-15 | 2003-10-01 | 김명한 | 주문자 디자인이 가능한 청바지 탈색 방법 |
| US7153586B2 (en) | 2003-08-01 | 2006-12-26 | Vapor Technologies, Inc. | Article with scandium compound decorative coating |
| US20070026205A1 (en) | 2005-08-01 | 2007-02-01 | Vapor Technologies Inc. | Article having patterned decorative coating |
| KR100817730B1 (ko) * | 2007-04-26 | 2008-03-31 | 주식회사 대한이엔비 | 이산화염소 발생장치 및 제조방법 |
| US10036094B2 (en) * | 2013-10-23 | 2018-07-31 | Nemaska Lithium Inc. | Processes and systems for preparing lithium hydroxide |
| KR101587577B1 (ko) * | 2014-04-25 | 2016-01-22 | (주) 테크윈 | 3격실 전해조를 이용한 차염발생장치 |
| KR101587578B1 (ko) * | 2014-04-25 | 2016-01-22 | (주) 테크윈 | 3격실로 이루어진 염화물 전기분해용 격막식 전기분해조 |
| CN106517096A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-03-22 | 山东大学 | 一种二氧化氯消毒液制备装置及方法 |
| KR101895525B1 (ko) * | 2017-01-13 | 2018-09-05 | 한국에너지기술연구원 | 역전기투석 장치를 이용한 저 에너지 소비형 수산화나트륨 생산 장치 및 이를 이용한 하이브리드 시스템 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3810969A (en) * | 1971-06-22 | 1974-05-14 | Hooker Chemical Corp | Process for the production of chlorine dioxide |
| JPS5951481B2 (ja) * | 1977-06-08 | 1984-12-14 | クロリン エンジニアズ株式会社 | 二酸化塩素の製造方法 |
| CA1330964C (en) * | 1988-02-16 | 1994-07-26 | Marek Lipsztajn | Production of chlorine dioxide in an electrolytic cell |
-
1988
- 1988-07-26 CA CA000573065A patent/CA1324976C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-29 AT AT88311307T patent/ATE90310T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-11-29 ES ES88311307T patent/ES2054831T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-29 DE DE88311307T patent/DE3881685T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-29 EP EP88311307A patent/EP0353367B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-29 NZ NZ227119A patent/NZ227119A/en unknown
- 1988-11-30 FI FI885557A patent/FI90790C/fi not_active IP Right Cessation
- 1988-12-06 NO NO88885411A patent/NO885411L/no unknown
- 1988-12-07 IN IN1076DE1988 patent/IN174701B/en unknown
- 1988-12-10 KR KR1019880016409A patent/KR910001138B1/ko not_active Expired
- 1988-12-12 ZA ZA889284A patent/ZA889284B/xx unknown
- 1988-12-12 PL PL88276364A patent/PL160948B1/pl unknown
- 1988-12-21 AR AR88312806A patent/AR246987A1/es active
- 1988-12-28 JP JP63329518A patent/JPH0247283A/ja active Granted
- 1988-12-29 YU YU238788A patent/YU46800B/sh unknown
- 1988-12-29 BR BR888806952A patent/BR8806952A/pt not_active Application Discontinuation
- 1988-12-30 PT PT89372A patent/PT89372B/pt not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-01-16 AU AU28524/89A patent/AU606495B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0353367A1 (en) | 1990-02-07 |
| ZA889284B (en) | 1989-09-27 |
| DE3881685D1 (de) | 1993-07-15 |
| PT89372A (pt) | 1990-07-31 |
| PL276364A1 (en) | 1990-02-05 |
| NZ227119A (en) | 1990-06-26 |
| NO885411D0 (no) | 1988-12-06 |
| EP0353367B1 (en) | 1993-06-09 |
| DE3881685T2 (de) | 1993-10-28 |
| FI885557A7 (fi) | 1990-01-27 |
| YU238788A (sh) | 1992-09-07 |
| NO885411L (no) | 1990-01-29 |
| ES2054831T3 (es) | 1994-08-16 |
| JPH0232356B2 (pl) | 1990-07-19 |
| KR900001884A (ko) | 1990-02-28 |
| FI90790B (fi) | 1993-12-15 |
| ATE90310T1 (de) | 1993-06-15 |
| AU606495B2 (en) | 1991-02-07 |
| BR8806952A (pt) | 1990-08-07 |
| AU2852489A (en) | 1990-02-01 |
| PT89372B (pt) | 1995-03-31 |
| YU46800B (sh) | 1994-06-10 |
| IN174701B (pl) | 1995-02-18 |
| JPH0247283A (ja) | 1990-02-16 |
| FI90790C (fi) | 1994-03-25 |
| FI885557A0 (fi) | 1988-11-30 |
| CA1324976C (en) | 1993-12-07 |
| AR246987A1 (es) | 1994-10-31 |
| KR910001138B1 (ko) | 1991-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4806215A (en) | Combined process for production of chlorine dioxide and sodium hydroxide | |
| US6881320B1 (en) | Generator for generating chlorine dioxide under vacuum eduction in a single pass | |
| PL160948B1 (pl) | Sposób wytwarzania dwutlenku chloru i wodorotlenku sodowego PL PL | |
| CA1153982A (en) | Electrolytic production of alkali metal hypohalite and apparatus therefor | |
| US5938916A (en) | Electrolytic treatment of aqueous salt solutions | |
| JPS596915B2 (ja) | 二酸化塩素の電解製造方法 | |
| US5935393A (en) | Apparatus for producing hypochlorite | |
| US5039383A (en) | Halogen generation | |
| JP3818619B2 (ja) | 次亜塩素酸塩の製造装置および製造方法 | |
| JPS5920483A (ja) | 電解セル塩水からのクロレ−トの除去方法 | |
| CN112912544B (zh) | 用于合成氧化剂水溶液的电化学系统 | |
| FI82078C (fi) | Elektrokemiskt avlaegsnande av hypokloriter ur kloratcelloesningar. | |
| JPH05179475A (ja) | 次亜塩素酸塩の製造方法 | |
| JPH0428438B2 (pl) | ||
| WO1998012144A1 (en) | Electrolytic treatment of aqueous salt solutions | |
| JPH028031B2 (pl) | ||
| JPH0494787A (ja) | 電解による次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法 | |
| Girenko et al. | Low concentrated green NaClO: influence of cathode material on kinetic regularities of electrolysis | |
| Al-Areqi et al. | Effects of cathode materials and electrode separation on electrochemical on-site production of sodium hypochlorite using single batch reactor | |
| Fisal et al. | Study of the effects of alkalinity (NaOH) and over potential on the Electrochemical Production of Sodium Hypochlorite (NaOCl) Using a Batch Mode Electrolytic Cell | |
| JPS6363638B2 (pl) | ||
| RU2329335C2 (ru) | Способ получения дезинфицирующего средства и дезинфицирующее средство | |
| EP4700158A2 (en) | Process for the production of chlorates | |
| Hirakata et al. | M. Shibuya and G. Ishi, 1) 2470 Handa, Shibukawa-shi, Gunma-ken 377 Japan | |
| HK40053341A (en) | Electrochemical system for the synthesis of aqueous oxidising agent solutions |