RU2516150C2

RU2516150C2 - Installation for obtaining products of anode oxidation of solutions of alkali or alkali-earth metal chlorides

Info

Publication number: RU2516150C2
Application number: RU2012125373/05A
Authority: RU
Inventors: Витольд Михайлович Бахир
Original assignee: Витольд Михайлович Бахир
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2014-05-20
Also published as: RU2012125373A; WO2013191588A2; WO2013191588A3

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to installations for electrochemical processing of water solutions. Plant contains electrochemical reactor, made from flow electrochemical modular cells provided with case, each of which contains one or several vertical cathodes and three or more anodes. Coaxially to each cathode placed is diaphragm, anodes are placed in case between external surfaces of diaphragms and internal walls of case, with one regular polygon with quantity of apexes 3-12 being conditionally inscribed into the plane of transverse section of case, or several tightly packed regular polygons being conditionally inscribed into the plane of transverse section, each of which is either equilateral triangle, or square, or hexagon, and coaxially placed cathodes and diaphragms are placed in the centre of polygon or polygons, and anodes - in apexes of polygon or polygons. Each cell of reactor is provided with cathode circulation contour with capacity in form of heat-exchanger.

EFFECT: simplification of installation with high productivity, reduction of energy consumption, increased output of target products - mixture of oxidants with simultaneous increase of reliability.

14 cl, 4 dwg, 2 ex

Description

Область примененияApplication area

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к устройствам для электрохимической обработки растворов, и может быть использовано в процессах электрохимического получения химических продуктов путем электролиза водных растворов, в частности, смеси оксидантов при электролизе водного раствора хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов.The invention relates to the field of chemical technology, in particular to devices for electrochemical processing of solutions, and can be used in the processes of electrochemical production of chemical products by electrolysis of aqueous solutions, in particular, a mixture of oxidants in the electrolysis of an aqueous solution of alkali or alkaline earth metal chlorides.

Предшествующий уровень техникиState of the art

В прикладной электрохимии используются электролизеры различных конструкций как для обработки воды и/или водных растворов, так и для электролитического получения различных продуктов, в частности проточные электролизеры с плоскими электродами или электролизеры с коаксиально расположенными цилиндрическими электродами и диафрагмой между ними.In applied electrochemistry, electrolyzers of various designs are used both for the treatment of water and / or aqueous solutions, and for the electrolytic production of various products, in particular flow electrolyzers with flat electrodes or electrolyzers with coaxially arranged cylindrical electrodes and a diaphragm between them.

Наиболее перспективными являются модульные электролизеры, обеспечивающие достижение требуемой производительности путем соединения необходимого числа электрохимических модульных ячеек, что позволяет сократить затраты на проектирование и производство электролизеров, так как проектирование не связано с фиксированной производительностью электролизера. Это также позволяет унифицировать детали и узлы, сократить время монтажа и ремонта таких электролизеров.The most promising are modular electrolyzers, ensuring the achievement of the required performance by connecting the required number of electrochemical modular cells, which reduces the cost of designing and manufacturing electrolyzers, since the design is not related to the fixed capacity of the electrolyzer. It also allows you to unify parts and assemblies, reduce the time of installation and repair of such electrolyzers.

Известна, например, установка для получения продуктов анодного окисления растворов хлорида щелочного металла, содержащая как минимум одну ячейку, содержащую коаксиально размещенные цилиндрические внешний и внутренний полый электроды и установленную между ними коаксиально ультрафильтрационную диафрагму из керамики на основе оксидов циркония, алюминия и иттрия, катодный и анодный циркуляционные контуры, каждый из которых снабжен газоотделительной емкостью, линию подачи раствора хлорида щелочного металла, соединенную через приспособление для повышения давления, с анодным циркуляционным контуром. Газовый вывод газоотделительной емкости анодного контура может быть соединен со смесителем, что позволяет получить продукты окисления не только в газообразном виде, но и в виде водного раствора (см. патент РФ N 2088693, C25B 9/00, 1997).For example, there is a known installation for producing products of anodic oxidation of alkali metal chloride solutions containing at least one cell containing coaxially placed cylindrical external and internal hollow electrodes and a coaxially ultrafiltration diaphragm made of ceramic based on zirconium, aluminum and yttrium oxides, a cathode and anode circulation circuits, each of which is equipped with a gas separation vessel, an alkali metal chloride solution feed line connected through a device pressure boosting, with anode circulation circuit. The gas outlet of the gas separation capacity of the anode circuit can be connected to a mixer, which allows to obtain oxidation products not only in gaseous form, but also in the form of an aqueous solution (see RF patent N 2088693, C25B 9/00, 1997).

Недостатки известного решения связаны как с конструкцией модульной ячейки, так и конструкции установки в целом. При обработке в ячейке водных растворов электролитов с концентрацией 10 г/л и более, возникает необходимость применения внешнего циркуляционного контура, с помощью которого осуществляется отделение электролизных газов и возврат раствора электролита в электродную камеру. При этом из-за размеров ячейки возникают трудности с обеспечением равномерного распределения потока возвращаемого раствора электролита в электродные камеры электрохимических модульных ячеек, объединенных в блок, т.е. в электрохимический реактор большой мощности. Это обусловлено влиянием капиллярных сил и различиями гидравлического сопротивления узких концентрически расположенных электродных камер ячеек при интенсивном газовыделении на электродах. Хотя известная установка, выполненная по модульному принципу, позволяет сравнительно легко собирать установки различной производительности, в зависимости от требований получать продукты в виде газа или раствора, установка сравнительно громоздка, имеет два циркуляционных контура, причем к газоотделительным емкостям, которыми снабжены эти контуры, предъявляются дополнительные требования по объему и высоте их размещения относительно ячеек, что приводит к увеличению габаритов установки. Специальные требования предъявляются к материалам трубопроводов и узлов, образующих анодный циркуляционный контур, поскольку во время работы они подвергаются непрерывному воздействию движущейся со значительной скоростью крайне химически агрессивной газо-жидкостной среды. Наличие двух циркуляционных контуров со многими сопряжениями также создает дополнительную опасность разгерметизации. То, что анодный контур работает под давлением, предъявляет дополнительные требования к материалам.The disadvantages of the known solutions are associated with both the design of the modular cell and the design of the installation as a whole. When processing in the cell aqueous solutions of electrolytes with a concentration of 10 g / l or more, it becomes necessary to use an external circulation circuit, with the help of which electrolysis gases are separated and the electrolyte solution is returned to the electrode chamber. Moreover, due to the size of the cell, difficulties arise in ensuring a uniform distribution of the flow of the returned electrolyte solution into the electrode chambers of the electrochemical modular cells combined into a block, i.e. into an electrochemical reactor of high power. This is due to the influence of capillary forces and differences in hydraulic resistance of narrow concentrically located electrode chambers of the cells during intense gas evolution at the electrodes. Although the known installation, made by the modular principle, makes it relatively easy to assemble plants of various capacities, depending on the requirements to obtain products in the form of a gas or a solution, the installation is relatively bulky, has two circulation circuits, and additional ones are presented to the gas separation tanks that are equipped with these circuits requirements for the volume and height of their placement relative to the cells, which leads to an increase in the dimensions of the installation. Special requirements are imposed on the materials of pipelines and assemblies that form the anode circulation circuit, since during operation they are subjected to continuous exposure to an extremely chemically aggressive gas-liquid medium moving at a considerable speed. The presence of two circulation circuits with many interfaces also creates an additional risk of depressurization. The fact that the anode circuit operates under pressure places additional demands on the materials.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является установка для получения продуктов анодного окисления раствора хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов, содержащая как минимум один электрохимический реактор, выполненный из одной или более проточных электрохимических модульных ячеек, каждая из которых содержит вертикальный основной электрод, противоэлектрод, также выполненный вертикальным, керамическую диафрагму, установленную коаксиально основному электроду и разделяющую межэлектродное пространство на герметичные анодную и катодную камеры, и установка также содержит приспособления для подачи обрабатываемого раствора в катодные и анодные камеры реактора или реакторов, приспособления для отвода продуктов электролиза из анодной и катодной камер реактора или реакторов, приспособление для повышения давления обрабатываемого раствора в анодных камерах реактора или реакторов, узел приготовления исходного раствора, соединенный с приспособлениями подачи обрабатываемого раствора в анодные камеры реактора или реакторов, циркуляционный контур катодной камеры ячеек реактора или реакторов, газоотделительную емкость с патрубком ввода и патрубками вывода газообразного водорода и католита, линию отвода газообразных продуктов анодной камеры, соединенную с приспособлениями для отвода продуктов электролиза из анодных камер реактора или реакторов (см. патент РФ №2176989, C25B 1/46, 2000).The closest in technical essence and the achieved result is the installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals, containing at least one electrochemical reactor made of one or more flow-through electrochemical modular cells, each of which contains a vertical main electrode, a counter electrode, made vertical, ceramic diaphragm mounted coaxially to the main electrode and separating the interelectrode space about the sealed anode and cathode chambers, and the installation also contains devices for supplying the treated solution to the cathode and anode chambers of the reactor or reactors, devices for removing electrolysis products from the anode and cathode chambers of the reactor or reactors, a device for increasing the pressure of the solution to be treated in the anode chambers of the reactor or reactors, the unit for preparing the initial solution, connected to the devices for supplying the treated solution to the anode chambers of the reactor or reactors, is circulating ith circuit of the cathode chamber of the cells of the reactor or reactors, a gas separation vessel with an inlet pipe and outlet pipes for gaseous hydrogen and catholyte, a discharge line for gaseous products of the anode chamber connected to devices for removing electrolysis products from the anode chambers of the reactor or reactors (see RF patent No. 2176989, C25B 1/46, 2000).

Это техническое решение выбрано в качестве прототипа.This technical solution is selected as a prototype.

В известной установке для получения продуктов анодного окисления достигнуто ее удешевление, уменьшение габаритов и повышение надежности за счет уменьшения степени отрицательного взаимовлияния ячеек, объединенных в электрохимический реактор большой мощности.In the known installation for producing anodic oxidation products, its cost reduction, reduction in size and increased reliability by reducing the degree of negative interference of the cells combined in a high-power electrochemical reactor are achieved.

Однако известная установка обладает рядом недостатков. Ее ячейки обладают сравнительно низкой производительностью, они сложны в изготовлении. Эксплуатация установки требует повышенных расходов энергии. Кроме того в известной установке вырабатывается сравнительно большое количество католита, значительная часть которого не используется и требует утилизации, что повышает материалоемкость процесса.However, the known installation has several disadvantages. Its cells have a relatively low productivity, they are difficult to manufacture. Operation of the installation requires increased energy consumption. In addition, a relatively large amount of catholyte is produced in the known plant, a significant part of which is not used and requires disposal, which increases the material consumption of the process.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Техническим результатом использования изобретения является упрощение установок большой производительности за счет изменения конструкции ячейки, снижение расхода энергии на проведение процесса, увеличение выхода целевых продуктов при одновременном повышении надежности.The technical result of using the invention is to simplify large-capacity installations by changing the design of the cell, reducing energy consumption for the process, increasing the yield of target products while improving reliability.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке для получения продуктов анодного окисления раствора хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов, содержащей как минимум один электрохимический реактор, выполненный из одной или более проточных электрохимических модульных ячеек, каждая из которых содержит вертикальный основной электрод, противоэлектрод, также выполненный вертикальным, керамическую диафрагму, установленную коаксиально основному электроду и разделяющую межэлектродное пространство на герметичные анодную и катодную камеры, также содержащей приспособления для подачи обрабатываемого раствора в катодные и анодные камеры реактора или реакторов, приспособления для отвода продуктов электролиза из анодной и катодной камер реактора или реакторов, приспособление для повышения давления обрабатываемого раствора в анодных камерах реактора или реакторов, узел приготовления исходного раствора, соединенный с приспособлениями подачи обрабатываемого раствора в анодные камеры реактора или реакторов, циркуляционный контур катодной камеры ячеек реактора или реакторов, снабженный емкостью, линию отвода газообразных продуктов анодной камеры, соединенную с приспособлениями для отвода продуктов электролиза из анодных камер реактора или реакторов, линию отвода газообразных продуктов из катодных камер реактора или реакторов и линию отвода католита, каждая проточная электрохимическая модульная ячейка содержит один или несколько основных вертикальных электродов и три или более противоэлектрода, причем основные электроды являются катодами, а противоэлектроды - анодами, ячейка снабжена корпусом, коаксиально каждому катоду установлена диафрагма, а аноды установлены в корпусе между наружными поверхностями диафрагм и внутренними стенками корпуса, при этом в плоскость поперечного сечения корпуса условно вписан один правильный многоугольник с числом вершин 3-12, или в плоскость поперечного сечения корпуса условно вписаны несколько плотноупакованных правильных многоугольников, каждый из которых является или равносторонним треугольником или квадратом или шестиугольником, при этом коаксиально размещенные катоды и диафрагмы установлены в центре многоугольника или многоугольников, а аноды - в вершинах многоугольника или многоугольников, отдельным катодным циркуляционным контуром снабжена каждая ячейка реактора, и каждый циркуляционный контур соединен с приспособлениями для подачи обрабатываемых растворов в катодную камеру и с приспособлениями для вывода из катодной камеры. Емкость каждого циркуляционного контура выполнена в виде теплообменника. Установка дополнительно содержит линии подвода и отвода теплоносителя, соединенные с приспособлениями для подачи и отвода теплоносителя теплообменников, сепаратор для разделения газообразного водорода и католита, линию вывода газожидкостной смеси продуктов катодной камеры, соединяющую емкость циркуляционного контура с сепаратором для разделения, причем линия отвода католита и линия отвода водорода соединены с сепаратором, а ячейки реактора или реакторов выполнены однотипными.The specified technical result is achieved by the fact that in the installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals, containing at least one electrochemical reactor made of one or more flowing electrochemical modular cells, each of which contains a vertical main electrode, a counter electrode, also made vertical, ceramic diaphragm mounted coaxially with the main electrode and dividing the interelectrode space into sealed the anode and cathode chambers, also containing devices for supplying the treated solution to the cathode and anode chambers of the reactor or reactors, devices for removing electrolysis products from the anode and cathode chambers of the reactor or reactors, a device for increasing the pressure of the solution to be treated in the anode chambers of the reactor or reactors, a preparation unit the initial solution connected to the devices for supplying the treated solution to the anode chambers of the reactor or reactors, the circulation circuit of the cell cathode chamber a reactor or reactor cage, equipped with a container, an anode chamber gas outlet line connected to devices for removing electrolysis products from the anode chambers of the reactor or reactors, a gaseous channel outlet from the cathode chambers of the reactor or reactors, and a catholyte discharge line, each flow-through electrochemical module cell contains one or more main vertical electrodes and three or more counter electrodes, the main electrodes being cathodes and the counter electrodes as anodes, a cell with fitted with a casing, a diaphragm is installed coaxially to each cathode, and anodes are installed in the casing between the outer surfaces of the diaphragms and the inner walls of the casing, while one regular polygon with the number of vertices 3-12 is conventionally inscribed in the plane of the cross-section of the casing, or conditionally inscribed in the plane of the cross-section of the casing several closely packed regular polygons, each of which is either an equilateral triangle or a square or a hexagon, while the cathodes are coaxially placed and the diaphragms are installed in the center of the polygon or polygons, and the anodes are at the vertices of the polygon or polygons, each cell of the reactor is equipped with a separate cathode circulation loop, and each circulation loop is connected to devices for supplying the processed solutions to the cathode chamber and to devices for outputting from the cathode chamber. The capacity of each circulation circuit is made in the form of a heat exchanger. The installation additionally contains lines for supplying and discharging a heat carrier connected to devices for supplying and discharging a heat carrier for heat exchangers, a separator for separating gaseous hydrogen and catholyte, a line for outputting a gas-liquid mixture of products of the cathode chamber connecting a tank of the circulation circuit with a separator for separating, and the line for removing catholyte and a line the hydrogen outlet is connected to the separator, and the cells of the reactor or reactors are made of the same type.

Аноды ячейки или ячеек реактора установки могут быть выполнены полыми, и в этом случае целесообразно снабдить их приспособлениями для подачи и отвода теплоносителя, которые соединены с торцами анодов.The anodes of the cell or cells of the reactor of the installation can be made hollow, and in this case it is advisable to provide them with devices for supplying and discharging coolant, which are connected to the ends of the anodes.

В установке ячейки реактора могут быть установлены на одном уровне.In the installation, the reactor cells can be installed at the same level.

В установке для получения продуктов анодного окисления раствора хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов приспособление для повышения давления в анодных камерах ячеек реактора или реакторов выполнено в виде насоса и клапана регулирования давления «до себя», причем насос установлен на линии подачи исходного раствора перед приспособлениями для подачи раствора в анодную камеру, а клапан регулирования давления «до себя» установлен на линии отвода газообразных продуктов из анодной камеры.In the installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals, the device for increasing the pressure in the anode chambers of the cells of the reactor or reactors is made in the form of a pump and a pressure control valve "to yourself", and the pump is installed on the supply line of the initial solution before the devices for supplying the solution into the anode chamber, and the pressure control valve “to oneself” is installed on the line for withdrawing gaseous products from the anode chamber.

Ячейки реактора могут быть установлены одна над другой, при этом установка дополнительно содержит емкость для исходного раствора, установленную на линии подачи исходного раствора между перед приспособлениями для подачи обрабатываемого раствора в анодные камеры ячеек, и приспособление для предотвращения проскока анолита, выполненное в виде разделительной емкости, расположенной на уровне, превышающем уровень расположения верхней ячейки, причем разделительная емкость соединена с линией вывода газообразных продуктов электролиза из анодной камеры или камер и с емкостью для исходного раствора. В случае если приспособление для повышения давления в анодных камерах ячеек реактора или реакторов выполнено в виде насоса и клапана регулирования давления «до себя», то емкость для исходного раствора, устанавливают на линии подачи исходного раствора между приспособлениями для подачи обрабатываемого раствора в анодные камеры ячеек и насосом, а приспособление для предотвращения проскока анолита, выполненное в виде разделительной емкости, устанавливают на линии вывода газообразных продуктов электролиза из анодной камеры или камер перед регулятором давления «до себя».The reactor cells can be installed one above the other, while the installation additionally contains a container for the initial solution installed on the supply line of the initial solution between the devices for supplying the treated solution to the anode chambers of the cells, and the device for preventing anolyte leakage, made in the form of a separation tank, located at a level exceeding the level of the location of the upper cell, and the separation capacity is connected to the output line of gaseous products of electrolysis from discharge chamber or chambers and with a container for the initial solution. If the device for increasing the pressure in the anode chambers of the cells of the reactor or reactors is made in the form of a pump and a pressure control valve "to yourself", then the capacity for the initial solution is installed on the supply line of the initial solution between the devices for supplying the processed solution to the anode chambers of the cells and a pump, and the device for preventing anolyte leakage, made in the form of a separation tank, is installed on the output line of gaseous electrolysis products from the anode chamber or chambers d "prior" pressure regulator.

Катоды в ячейке или в ячейках реактора могут быть выполнены стержневыми из металла или графита, или трубчатыми, при этом установка может дополнительно содержать приспособления для подачи и отвода теплоносителя, соединенные соответственно с нижним и верхним торцами катода.The cathodes in the cell or in the cells of the reactor can be made of rod made of metal or graphite, or tubular, while the installation may additionally contain devices for supplying and removing coolant connected respectively to the lower and upper ends of the cathode.

Также при выполнении катода металлическим трубчатым, и при отсутствии необходимости подачи теплоносителя, на поверхности катода могут быть выполнены перфорационные отверстия, и приспособления для подачи и отвода обрабатываемого раствора в этом случае могут быть соединены соответственно с нижним и верхним торцами катода.Also, when performing the cathode with a metal tubular, and in the absence of the need to supply coolant, perforations can be made on the surface of the cathode, and devices for supplying and discharging the treated solution in this case can be connected to the lower and upper ends of the cathode, respectively.

Корпус ячейки или ячеек реактора может быть выполнен или из диэлектрического материала или из металла. Однако в последнем случае внутренняя поверхность металлического корпуса должна быть покрыта слоем диэлектрического материала. Корпус ячеек может быть снабжен приспособлениями, обеспечивающими последовательное или параллельное соединение корпусов.The housing of the cell or cells of the reactor may be made of either dielectric material or metal. However, in the latter case, the inner surface of the metal casing must be covered with a layer of dielectric material. The cell housing can be equipped with devices that provide a serial or parallel connection of the housings.

Диафрагмы в ячейке должны быть выполнены из кислотощелочестойкой наноструктурированной ультрафильтрационной керамики.The diaphragms in the cell should be made of acid-alkali-resistant nanostructured ultrafiltration ceramics.

Установка также может дополнительно содержать смеситель, снабженный двумя вводами и одним выводом, линию подачи воды и линию отвода водного раствора оксидантов, при этом вводы смесителя соединены с линией отвода газообразных продуктов из анодной камеры или камер и с линией подачи воды, а вывод смесителя соединен с линией отвода водного раствора оксидантов.The installation may also further comprise a mixer equipped with two inputs and one output, a water supply line and a line for the removal of an aqueous solution of oxidants, while the inputs of the mixer are connected to a line for withdrawing gaseous products from the anode chamber or chambers and to a water supply line, and the output of the mixer is connected to a line of drainage of an aqueous solution of oxidants.

Узел приготовления исходного раствора в установке может быть выполнен в виде емкости для растворения твердой соли в воде или в виде емкости для смешения концентрированного раствора хлорида с водой. Целесообразно снабдить такие емкости приспособлениями для ввода щелочного реагента для удаления осадка и приспособлением для подачи кислоты.The unit for preparing the initial solution in the installation can be made in the form of a container for dissolving solid salt in water or in the form of a container for mixing a concentrated solution of chloride with water. It is advisable to provide such containers with devices for introducing an alkaline reagent to remove sludge and a device for supplying acid.

Установка дополнительно может содержать узел приготовления газообразного хлористого водорода, включающий приспособления для подачи реагентов и приспособление для вывода газообразного хлористого водорода, причем приспособления для подачи реагентов соединены с линиями отвода газообразных продуктов из анодной камеры и с линией отвода водорода из газоотделительной емкости катодного контура. При таком выполнении установка может содержать узел для растворения газообразного хлористого водорода в воде, выполненный в виде смесителя с двумя входами и одним выводом, и накопительную емкость для раствора соляной кислоты, при этом входы смесителя соединены с линией подачи воды и с приспособлениями для вывода газообразного хлористого водорода, а вывод смесителя соединен с накопительной емкостью.The installation may further comprise a unit for the preparation of gaseous hydrogen chloride, including devices for supplying reagents and a device for outputting gaseous hydrogen chloride, the devices for supplying reagents connected to the lines for removing gaseous products from the anode chamber and to the line for removing hydrogen from the gas-separating capacity of the cathode circuit. In this embodiment, the installation may include a node for dissolving gaseous hydrogen chloride in water, made in the form of a mixer with two inputs and one output, and a storage tank for a solution of hydrochloric acid, while the inputs of the mixer are connected to the water supply line and to devices for outputting gaseous chloride hydrogen, and the output of the mixer is connected to the storage tank.

Такое выполнение установки обеспечивает достижение заявленного результат.This installation ensures the achievement of the claimed result.

Установка для получения продуктов анодного окисления раствора хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов выполнена модульной, содержит как минимум один электрохимический реактор, состоящий из одной или более проточных однотипных электрохимических модульных ячеек, каждая из которых содержит вертикальный основной электрод, противоэлектрод, также выполненный вертикальным, керамическую диафрагму, установленную коаксиально основному электроду и разделяющую межэлектродное пространство на герметичные анодную и катодную камеры.The apparatus for producing products of anodic oxidation of a solution of alkali or alkaline earth metal chlorides is modular, contains at least one electrochemical reactor, consisting of one or more flow-through electrochemical modules of the same type, each of which contains a vertical main electrode, a counter electrode also made vertical, a ceramic diaphragm, mounted coaxially with the main electrode and dividing the interelectrode space into a sealed anode and cathode chamber.

Выполнение установки модульной из однотипных ячеек позволяет без лишних трудозатрат регулировать производительность установки и проводить обследование или ремонт.The installation of a module of the same type of cells allows you to regulate the performance of the installation and carry out inspection or repair without unnecessary labor.

Установка также содержит приспособления для подачи обрабатываемого раствора в катодные и анодные камеры реактора или реакторов, приспособления для отвода продуктов электролиза из анодной и катодной камер реактора или реакторов.The installation also contains devices for supplying the treated solution to the cathode and anode chambers of the reactor or reactors, devices for removing electrolysis products from the anode and cathode chambers of the reactor or reactors.

Выбор конструктивного выполнения приспособлений для подачи обрабатываемого раствора в катодные и анодные камеры реактора или реакторов и приспособлений для отвода продуктов электролиза из анодной и катодной камер реактора или реакторов, определяется конструктивным выполнением самих ячеек. Они должны выполнять определенную функцию - соединять пространство электродных камер с линиями подачи и отвода растворов. Это могут быть штуцера, коллекторы, герметичные каналы, выполненные в конструктивных элементах ячеек.The choice of the design of the devices for supplying the treated solution to the cathode and anode chambers of the reactor or reactors and devices for the removal of electrolysis products from the anode and cathode chambers of the reactor or reactors is determined by the design of the cells themselves. They must perform a certain function - to connect the space of the electrode chambers with the lines of supply and removal of solutions. This may be a fitting, collectors, sealed channels made in the structural elements of the cells.

Установка содержит приспособление для повышения давления обрабатываемого раствора в анодных камерах реактора или реакторов, узел приготовления исходного раствора, соединенный с приспособлениями подачи обрабатываемого раствора в анодные камеры реактора или реакторов.The installation comprises a device for increasing the pressure of the solution to be treated in the anode chambers of the reactor or reactors, a unit for preparing the initial solution, connected to devices for supplying the solution to be processed into the anode chambers of the reactor or reactors.

Приспособление для повышения давления в анодных камерах ячеек реактора или реакторов целесообразно выполнять в виде двух независимых узлов, например, насоса и клапана регулирования давления «до себя». При этом насос устанавливают на линии подачи исходного раствора перед приспособлениями для подачи раствора в анодную камеру, а клапан регулирования давления «до себя» - на линии отвода газообразных продуктов из анодной камеры. Насос обеспечивает повышение давления в анодной камере, что позволяет направленно влиять на процесс электролиза, а регулятор давления» до себя» предотвращает проскок анолита в коммуникации установки. Такое выполнение из двух, автономных приспособлений, обеспечивает стабильность поддержания требуемых параметров процесса а также сравнительную простоту регулирования параметров и наблюдения за ними.The device for increasing the pressure in the anode chambers of the cells of the reactor or reactors, it is advisable to carry out in the form of two independent nodes, for example, a pump and a pressure control valve "to yourself". In this case, the pump is installed on the supply line of the initial solution in front of the devices for supplying the solution to the anode chamber, and the pressure control valve “to itself” is installed on the line for withdrawing gaseous products from the anode chamber. The pump provides an increase in pressure in the anode chamber, which allows you to directionally influence the electrolysis process, and the pressure regulator "to itself" prevents anolyte leakage in the communication system. This embodiment of two, stand-alone devices, provides stability to maintain the required process parameters as well as the comparative simplicity of regulating the parameters and monitoring them.

Циркуляционный контур катодной камеры ячеек реактора или реакторов, снабжен емкостью. То, что емкость каждого катодного циркуляционного контура выполнена в виде теплообменника, соединенного с линиями подачи и отвода теплоносителя позволяет увеличить концентрацию раствора гидроксида щелочного металла, циркулирующего в контуре, и тем самым, за счет увеличения электропроводности раствора сократить расход электроэнергии на проведение процесса.The circulation circuit of the cathode chamber of the cells of the reactor or reactors is equipped with a tank. The fact that the capacity of each cathode circulation circuit is made in the form of a heat exchanger connected to the supply and removal lines of the coolant allows to increase the concentration of the alkali metal hydroxide solution circulating in the circuit, and thereby, by increasing the conductivity of the solution, reduce the energy consumption for the process.

Установка содержит линию отвода газообразных продуктов анодной камеры, которая соединена с приспособлениями для отвода продуктов электролиза из анодных камер реактора или реакторов, а также линия отвода газообразных продуктов из катодных камер реактора или реакторов и линию отвода католита. Указанные линии являются выводами возможных продуктов работы установки.The installation comprises a line for removing gaseous products of the anode chamber, which is connected to devices for removing electrolysis products from the anode chambers of the reactor or reactors, as well as a line for removing gaseous products from the cathode chambers of the reactor or reactors and a line for removing catholyte. These lines are the conclusions of the possible products of the installation.

Установка выполнена так, что каждая проточная электрохимическая модульная ячейка содержит один или несколько основных вертикальных электродов и три или более противоэлектрода, причем основные электроды являются катодами, а противоэлектроды - анодами, при этом каждая ячейка снабжена корпусом, коаксиально каждому катоду установлена диафрагма, а аноды установлены в ячейке в кортпусе между наружными поверхностями диафрагм и внутренними стенками корпуса. При этом в плоскость поперечного сечения корпуса условно вписан один правильный многоугольник с числом вершин 3-12, или в плоскость поперечного сечения корпуса условно вписаны несколько плотноупакованных (то есть расположенных плотно, без промежутков) правильных, многоугольников, каждый из которых является или равносторонним треугольником или квадратом или шестиугольником, при этом коаксиально размещенные катоды и диафрагмы установлены в центре многоугольника или многоугольников, а аноды - в вершинах многоугольника или многоугольников.The installation is such that each flow-through electrochemical modular cell contains one or more main vertical electrodes and three or more counter electrodes, the main electrodes being cathodes and the counter electrodes being anodes, each cell having a housing, a diaphragm mounted coaxially to each cathode, and anodes mounted in a cell in the housing between the outer surfaces of the diaphragms and the inner walls of the housing. In this case, one regular polygon with the number of vertices 3-12 is conventionally inscribed in the cross-sectional plane of the casing, or several close-packed (that is, tightly spaced, without gaps) regular, polygons, each of which is either an equilateral triangle or a square or hexagon, with the coaxially placed cathodes and diaphragms installed in the center of the polygon or polygons, and the anodes at the vertices of the polygon or polygon at.

Таким размещением обеспечивется постоянство нагрузок на электроды ячейки. Возможности такого размещения обеспечиваются свойствами правилных многоугольников. Такими многоугольниками являются или равносторонний треугольник, или квадрат или шестиугольник.This arrangement ensures constant loads on the electrodes of the cell. The possibilities of this arrangement are provided by the properties of regular polygons. Such polygons are either an equilateral triangle, or a square or hexagon.

Это обусловлено тем, что правильные многоугольники обладают свойствами: все углы внутри - одинаковые и чем больше углов в многоугольнике, тем больше сами углы. В правильном треугольнике они равны по 60 градусов, в квадрате по 90 и т.д. Для плотной (без пустого места) упаковки необходимо, чтоб угол 360 градусов (плоскость) делился без остатка углами внутри многоугольника. Т.е. мы можем разделить 360 градусов нацело углами 60, 90, 120. Эти параметры являются оптимальными. Угол 180 градусов, по очевидным причинам уже не может быть востребован, так как это означет просто деление пространства пополам. Меньше 60 градусов углы в правильных многоугольниках не бывают (сумма углов правильного треугольника - 180 градусов. При такой упаковке многоугольники имеют общие грани и общие вершины. Так, при плотной упаковке квадратами по 4 квадрата в одном элементе, при размещении катодов в центре квадрата мы можем установить четыре катода, но за счет того, что квадраты плотно упакованы и имеют общие вершины, анодов может быть размещено только девять, а не двенадцать. При компоновке семи шестиугольников - при семи катодах можно установить 24 анода. Коаксиально размещенные катоды и диафрагмы устанавливают в центре каждого многоугольника, а аноды - по их вершинам. Такое выполнение обеспечивает равномерную токовую нагрузку на электроды и увеличивает срок службы ячеек.This is due to the fact that regular polygons have properties: all the angles inside are the same and the more angles in the polygon, the larger the angles themselves. In a regular triangle they are 60 degrees equal, in a square 90 degrees, etc. For dense (without empty space) packaging, it is necessary that the angle of 360 degrees (plane) is divided without remainder by the angles inside the polygon. Those. we can divide 360 degrees entirely by angles 60, 90, 120. These parameters are optimal. The angle of 180 degrees, for obvious reasons, can no longer be claimed, as this simply means dividing the space in half. There are no angles in regular polygons of less than 60 degrees (the sum of the angles of a regular triangle is 180 degrees. With this packaging, polygons have common faces and common vertices. So, when densely packed with squares of 4 squares in one element, when placing the cathodes in the center of the square, we can install four cathodes, but due to the fact that the squares are tightly packed and have common vertices, only nine, not twelve, of anodes can be placed.When arranging seven hexagons, with seven cathodes, 24 anodes can be installed. Newly placed cathodes and diaphragms are installed in the center of each polygon, and the anodes are placed at their vertices, which ensures a uniform current load on the electrodes and increases the service life of the cells.

Такое выполнение позволяет, сохранив преимущества модульного построения установки, варьировать производительность установки в широких пределах и увеличивать производительность установки по продуктам анодного окисления за счет увеличения объема анодной камеры каждой ячейки и реакционной поверхности анодов за счет большего числа анодов. При этом достигается сокращение объема катодной камеры установки, что позволяет сократить выход раствора гидроксида натрия (калия), повысив его концентрацию и исключить расходы, связанные с его утилизацией, так как только незначительные объемы этого раствора могут быть использованы в технологическом цикле.This embodiment, while retaining the advantages of the modular construction of the installation, varies the productivity of the installation over a wide range and increases the productivity of the installation by the products of anodic oxidation by increasing the volume of the anode chamber of each cell and the reaction surface of the anodes due to a larger number of anodes. This reduces the volume of the cathode chamber of the installation, which allows to reduce the yield of sodium hydroxide (potassium) solution, increasing its concentration and eliminating the costs associated with its disposal, since only small volumes of this solution can be used in the production cycle.

В зависимости от условий решаемой задачи, вершины условно вписанных многоугольников могут располагаться как максимально близко к внутренней стенке корпуса, так и на некотором расстоянии от нее. Если ячейка содержит один катод, то конструктивно пространство катодной камеры между внутренней поверхностью диафрагмы и поверхностью катода соединяется со средствами отвода продуктов из катодной камеры, а если ячейка содержит несколько катодов, то для отвода продуктов катодной камеры эти пространства должны быть объединены общим приспособлением для вывода продуктов. Такое объединение может быть выполнено различным, в зависимости от конструктивного выполнения узлов крепления электродов и диафрагмы. Это может быть соединение с помощью гибких трубопроводов, или например, единого коллектора.Depending on the conditions of the problem being solved, the vertices of conditionally inscribed polygons can be located as close as possible to the inner wall of the body, and at a certain distance from it. If the cell contains one cathode, then structurally the space of the cathode chamber between the inner surface of the diaphragm and the surface of the cathode is connected to the means for removing products from the cathode chamber, and if the cell contains several cathodes, then these spaces must be combined by a common device for removing products . Such a combination can be performed differently, depending on the design of the attachment points of the electrodes and the diaphragm. This can be a connection using flexible pipes, or for example, a single collector.

Снабжение установки дополнительным сепаратором для разделения газообразного водорода и католита, соединенного с линией вывода продуктов из катодной камеры циркуляционного контура позволяет оптимально организовать гидродинамику циркуляционного контура, усилить эффект газлифта в контуре и тем самым сократить расход энергии. Продуктами обработки в катодной камере являются смесь водорода с увлеченными капельками католита - газожидкостная смесь или «влажный водород». Так как и католит и водород являются продуктами установки, то эту смесь необходимо разделить. Этой же цели служит соединение линии отвода католита и линии отвода водорода с сепаратором.Providing the installation with an additional separator for separating gaseous hydrogen and catholyte, connected to the output line of products from the cathode chamber of the circulation circuit, optimally organizes the hydrodynamics of the circulation circuit, enhances the effect of gas lift in the circuit, and thereby reduces energy consumption. The products of processing in the cathode chamber are a mixture of hydrogen with entrained droplets of catholyte — a gas-liquid mixture or “wet hydrogen”. Since both catholyte and hydrogen are products of the unit, this mixture must be separated. The connection of the catholyte removal line and the hydrogen removal line with the separator serves the same purpose.

Аноды ячейки или ячеек установки могут быть выполнены полыми и снабжены приспособлениями для подачи и отвода теплоносителя, соединенными с торцами анодов. Такое выполнение позволяет направленно влиять на параметры процесса электролиза и повысить выход целевых продуктов.The anodes of the cell or cells of the installation can be made hollow and equipped with devices for supplying and discharging the coolant connected to the ends of the anodes. This embodiment allows you to directionally affect the parameters of the electrolysis process and increase the yield of target products.

В зависимости от требований к геометрическим параметрам установки, ячейки реактора или реакторов могут быть установлены на одном уровне или на разных, уровнях - один над другим. В последнем случае, когда лимитирующей является площадь размещения установки, она дополнительно содержит емкость для исходного раствора, установленную на линии подачи исходного раствора перед приспособлениями для подачи обрабатываемого раствора в анодные камеры ячеек, и приспособление для предотвращения проскока анолита, выполненное в виде разделительной емкости, расположенной на уровне, превышающем уровень расположения верхней ячейки, причем разделительная емкость соединена с линией вывода газообразных продуктов электролиза из анодной камеры или камер и с емкостью для исходного раствора. Такое выполнение позволяет исключить проскок анолита в линию отвода газообразных продуктов электролиза из анодных камер и обеспечить стабильность работы ячеек.Depending on the requirements for the geometric parameters of the installation, the cells of the reactor or reactors can be installed at one level or at different levels - one above the other. In the latter case, when the installation area is limited, it additionally contains a container for the initial solution installed on the supply line of the initial solution in front of the devices for supplying the treated solution to the anode chambers of the cells, and the device for preventing anolyte leakage, made in the form of a separation tank located at a level exceeding the level of the location of the upper cell, and the separation tank is connected to the line of output of gaseous products of electrolysis from a one chamber or chambers and with a capacity for the initial solution. This embodiment eliminates the anolyte slip into the line of removal of gaseous electrolysis products from the anode chambers and ensures the stability of the cells.

В зависимости от условий решаемой задачи катоды ячеек могут быть выполнены из различных материалов или различными по форме. Так, катод может быть выполнен стержневым из металла или графита, что определяется требованиями к условиям процесса или экономическими соображениями. Металлические катоды могут быть выполнены трубчатыми, и дополнительно содержать приспособления для подачи и отвода теплоносителя, которые соединены соответственно с нижним и верхним торцами катодов, что позволяет дополнительно регулировать параметры процесса в катодной камере. При отсутствии необходимости подачи теплоносителя в катодный камеры, катоды также могут быть выполнены трубчатыми и на поверхности катодов могут быть выполнены перфорационные отверстия, а приспособления для подачи и отвода обрабатываемого раствора в этом случае соединены соответственно с нижними и верхними торцами катодов. Такое выполнение позволяет оптимизировать процесс подачи и вывода раствора в и из катодной камеры, а также регулировать параметры циркуляции католита в зависимости от требований к проведению процесса.Depending on the conditions of the problem being solved, the cathodes of the cells can be made of various materials or of different shapes. So, the cathode can be made rod of metal or graphite, which is determined by the requirements for the process conditions or economic considerations. The metal cathodes can be made tubular, and additionally contain devices for supplying and removing coolant, which are connected respectively to the lower and upper ends of the cathodes, which allows you to further adjust the process parameters in the cathode chamber. If there is no need to supply coolant to the cathode chamber, the cathodes can also be made tubular and perforations can be made on the surface of the cathodes, and the devices for supplying and discharging the treated solution in this case are connected to the lower and upper ends of the cathodes, respectively. This embodiment allows you to optimize the process of supplying and withdrawing the solution to and from the cathode chamber, as well as adjust the parameters of the catholyte circulation depending on the requirements for the process.

В электрохимических модульных ячейках корпус их в зависимости от условий решаемой задачи может быть выполнен или из диэлектрического материала или из металла, внутренняя поверхность которого покрыта слоем диэлектрического материала и корпус снабжен приспособлениями, обеспечивающими последовательное или параллельное электрическое соединение ячеек. Выполнение корпуса ячейки из диэлектрика целесообразно при использовании ячеек сравнительно небольшой производительности. При необходимости обеспечить большую производительность ячейки или при необходимости использовать ячейку сложной геометрической формы целесообразно корпус ячейки выполнять из металла с изолирующим внутренним покрытием.Depending on the conditions of the task, they can be made in electrochemical modular cells either from dielectric material or from metal, the inner surface of which is covered with a layer of dielectric material and the housing is equipped with devices that provide a series or parallel electrical connection of the cells. The implementation of the cell body of the dielectric is advisable when using cells of relatively low productivity. If it is necessary to ensure greater cell productivity or, if necessary, to use a cell of complex geometric shape, it is advisable to make the cell body of metal with an insulating inner coating.

Диафрагмы в ячейке должны быть выполнены из кислотощелочестойкой наноструктурированной ультрафильтрационной керамики. Выбор материала определяется исходными условиями, требованиями к параметрам процесса и к чистоте продуктов. Диафрагма должна быть устойчивой к агрессивной среде, в которой протекают электрохимические процессы, обладать постоянством размеров и характеристик. Применение такой диафрагмы в зависимости от размеров пор позволяет направлено влиять на протекание процессов в ячейке.The diaphragms in the cell should be made of acid-alkali-resistant nanostructured ultrafiltration ceramics. The choice of material is determined by the initial conditions, requirements for process parameters and purity of products. The diaphragm must be resistant to the aggressive environment in which electrochemical processes take place, to have a constant size and characteristics. The use of such a diaphragm depending on the pore size allows you to directionally influence the flow of processes in the cell.

Для расширения функциональных возможностей установки она может дополнительно содержать приспособления для получения водного раствора оксидантов, газообразного хлористого водорода или водного раствора хлористого водорода (раствор соляной кислоты).To expand the functionality of the installation, it may additionally contain devices for obtaining an aqueous solution of oxidants, gaseous hydrogen chloride or an aqueous solution of hydrogen chloride (hydrochloric acid solution).

Водный раствор оксидантов может использоваться там, где использование газообразных оксидантов (хлора, кислорода, диоксида хлора и т.д.) ведет в появлению значительных эксплутационных трудностей, в то время как использование водного раствора дает тот же эффект - например при очистке воды как для питьевых, так и для иных нужд (например, в бассейнах). Приспособление для получения водного раствора оксидантов может содержать смеситель, снабженный двумя вводами и одним выводом, линию подачи воды и линию отвода водного раствора оксидантов, при этом вводы смесителя соединены с линией отвода газообразных продуктов из анодной камеры или камер установки и с линией подачи воды, а вывод смесителя соединен с линией отвода водного раствора оксидантов.An aqueous solution of oxidants can be used where the use of gaseous oxidants (chlorine, oxygen, chlorine dioxide, etc.) leads to significant operational difficulties, while the use of an aqueous solution gives the same effect - for example, when treating water as for drinking , and for other needs (for example, in pools). A device for producing an aqueous oxidant solution may comprise a mixer equipped with two inputs and one output, a water supply line and an oxidant aqueous solution withdrawal line, wherein the mixer inlets are connected to a line for withdrawing gaseous products from the anode chamber or installation chambers and to a water supply line, and the output of the mixer is connected to the drain line of the aqueous oxidant solution.

Узел приготовления газообразного хлористого водорода, содержит контактную емкость с приспособлениями для подачи реагентов и с приспособлением для вывода газообразного хлористого водорода, причем приспособление для подачи реагентов соединено с линиями отвода газообразных продуктов из анодной камеры и из газоотделительной емкости катодного контура установки. Узел для растворения газообразного хлористого водорода в воде выполнен в виде смесителя с двумя входами и одним выводом, и накопительной емкости для раствора соляной кислоты, при этом входы смесителя соединены с линией подачи воды и с приспособлениями для вывода газообразного хлористого водорода, а вывод смесителя соединен с накопительной емкостью. Газообразный хлористый водород или его водный раствор могут использоваться как целевые продукты установки, а водный раствор может использоваться, в частности, для промывки катодных контуров и камер ячеек реакторов устрановки.The hydrogen chloride gas preparation unit comprises a contact container with devices for supplying reagents and with a device for discharging hydrogen chloride gas, the device for supplying reagents connected to lines for removing gaseous products from the anode chamber and from the gas separation capacity of the cathode circuit of the installation. The node for dissolving gaseous hydrogen chloride in water is made in the form of a mixer with two inputs and one output, and a storage tank for a solution of hydrochloric acid, while the inputs of the mixer are connected to the water supply line and with devices for the output of gaseous hydrogen chloride, and the outlet of the mixer is connected to cumulative capacity. Gaseous hydrogen chloride or its aqueous solution can be used as the target products of the installation, and the aqueous solution can be used, in particular, for washing the cathode circuits and cells of the cells of the elimination reactors.

Узел приготовления исходного раствора выполнен в виде емкости для растворения твердой соли в воде или в виде емкости для смешения концентрированного раствора хлорида с водой, и емкости снабжены приспособлениями для ввода щелочного реагента, для удаления осадка и приспособлением для подачи кислоты. Включение такого узла в конструкцию установки целесообразно, так как позволяет на месте регулировать свойства и параметры исходного раствора и тем самым продлить срок службы установки за счет исключения последствий использования некондиционного исходного раствора.The unit for preparing the initial solution is made in the form of a container for dissolving solid salt in water or in the form of a container for mixing a concentrated solution of chloride with water, and the tanks are equipped with devices for introducing an alkaline reagent, for removing sediment and a device for supplying acid. The inclusion of such a unit in the design of the installation is advisable, as it allows you to adjust the properties and parameters of the initial solution on the spot and thereby extend the life of the installation by eliminating the consequences of using a substandard initial solution.

Краткое описание фигур чертежейBrief Description of the Drawings

Установка для получения продуктов анодного окисления раствора хлорида схематично показана на фиг.1.Installation for producing products of anodic oxidation of a chloride solution is schematically shown in figure 1.

На фиг.2 показано размещение электрохимических ячеек в реакторе на уровнях один над другим.Figure 2 shows the placement of electrochemical cells in the reactor at levels one above the other.

На фиг.3 и 4 показаны дополнительные узлы установки: для получения водного раствора оксидантов (фиг.3) и газообразного хлористого водорода и его водного раствора (фиг.4).Figures 3 and 4 show additional units of the installation: to obtain an aqueous solution of oxidants (Fig. 3) and gaseous hydrogen chloride and its aqueous solution (Fig. 4).

Установка для получения продуктов анодного окисления раствора хлорида (фиг.1) содержит электрохимический реактор 1, условно показанный в виде одной электрохимической ячейки. Ячейка содержит анод 2, выполненный полым, и полость 3 анода 2 снабжена приспособлениями для подачи и отвода теплоносителя (на чертеже условно показаны потоками воды). Ячейка также содержит катод 4 и диафрагму 5, разделяющую межэлектродное пространство на анодную 6 и катодную 7 камеры. Приспособление для повышения давления в анодной камере выполнено в виде насоса 8 и регулятора давления «до себя» 9, которые установлены соответственно на линиях подачи исходного раствора в анодную камеру 10 и линию отвода газообразных продуктов электролиза из анодной камеры 11. Катодная камера 7 снабжена линией отвода газожидкостной смеси 12, линией подвода раствора в катодную камеру 13. Линии 12 и 13 соединены с емкостью 14, выполненной в виде теплообменника, снабженного приспособлениями для подачи и отвода теплоносителя (на чертеже условно показаны потоками воды). Линии 12, 13 и емкость 14 образуют циркуляционный контур катодной камеры. Установка содержит сепаратор 15, соединенный с емкостью 14 линией вывода влажного водорода 16. С сепаратором соединены линии 17 отвода газообразного водорода и линия 18 отвода католита.Installation for producing products of anodic oxidation of a chloride solution (figure 1) contains an electrochemical reactor 1, conventionally shown as a single electrochemical cell. The cell contains the anode 2, made hollow, and the cavity 3 of the anode 2 is equipped with devices for supplying and discharging the coolant (conventionally shown in the drawing by water flows). The cell also contains a cathode 4 and a diaphragm 5, dividing the interelectrode space into the anode 6 and the cathode 7 of the camera. The device for increasing the pressure in the anode chamber is made in the form of a pump 8 and a pressure regulator "to oneself" 9, which are installed respectively on the supply lines of the initial solution to the anode chamber 10 and the line for the removal of gaseous electrolysis products from the anode chamber 11. The cathode chamber 7 is provided with a discharge line gas-liquid mixture 12, a line for supplying a solution to the cathode chamber 13. Lines 12 and 13 are connected to a container 14 made in the form of a heat exchanger equipped with devices for supplying and discharging a coolant (in the drawing azanas by streams of water). Lines 12, 13 and capacitance 14 form a circulation circuit of the cathode chamber. The installation comprises a separator 15 connected to the tank 14 with a humid hydrogen discharge line 16. A hydrogen gas exhaust line 17 and a catholyte exhaust line 18 are connected to the separator.

Установка также содержит узел приготовления исходного раствора 19, выполненный в виде емкости для растворения твердой соли потоком воды, подаваемой в емкость 19 сверху вниз.The installation also contains a unit for preparing the initial solution 19, made in the form of a tank for dissolving solid salt with a stream of water supplied to the tank 19 from top to bottom.

На фиг.2 показано размещение в реакторе электрохимических ячеек 20 и 21 на разных уровнях одна под другой. Ячейки 20 и 21 содержат каждая отдельный циркуляционный контур с емкостями 14. При таком размещении ячеек установка содержит емкость исходного раствора 22 установленную на линии подачи исходного раствора после насоса 8 и соединенную линиями 10 с анодными камерами 6 ячеек 20 и 21. Над верхней ячейкой 21 размещена разделительная емкость 23, соединенная линиями 11 с приспособлением для вывода газообразных продуктов электролиза из анодных камер 6 ячеек 19 и 20. Разделительная емкость 23 установлена на линии перед регулятором давления «до себя» 9 и соединена линией 24 с емкостью 22 исходного раствора.Figure 2 shows the placement in the reactor of electrochemical cells 20 and 21 at different levels, one below the other. Cells 20 and 21 contain each separate circulation circuit with tanks 14. With this arrangement of cells, the installation contains a capacity of the initial solution 22 installed on the supply line of the initial solution after the pump 8 and connected by lines 10 to the anode chambers 6 of the cells 20 and 21. Above the upper cell 21 is placed a separation tank 23 connected by lines 11 with a device for outputting gaseous electrolysis products from the anode chambers 6 cells 19 and 20. The separation tank 23 is installed on the line in front of the pressure regulator "to yourself" 9 and connected and line 24 with a capacity of 22 source solution.

На фиг.3 показан узел приготовления водного раствора оксидантов, содержащий емкость-смеситель 25 соединенный с линией подачи воды и с линией 11 подачи газообразных продуктов электролиза из анодных камер 6. Водный раствор оксидантов отводится по линии 26.Figure 3 shows the site of preparation of an aqueous solution of oxidants, containing a mixer tank 25 connected to a water supply line and to a line 11 for supplying gaseous products of electrolysis from the anode chambers 6. An aqueous solution of oxidants is discharged along line 26.

На фиг.4 показан узел приготовления хлористого водорода (газообразного и в виде водного раствора). Узел содержит контактную емкость 27, входы которой соединены с линиями 11 газообразных продуктов электролиза из анодных камер и линией 17 отвода газообразного водорода. Контактная емкость снабжена линией 28 отвода газообразного хлористого водорода, по которой продукт может быть направлен потребителю, или, как показано на фиг.4, линия 28 соединена со смесителем 29, в котрый подается вода и который снабжен линией 30 для отвода водного раствора хлористого водорода (раствора соляной кислоты).Figure 4 shows the node for the preparation of hydrogen chloride (gaseous and in the form of an aqueous solution). The node contains a contact capacitance 27, the inputs of which are connected to the lines 11 of gaseous products of electrolysis from the anode chambers and the line 17 of the removal of hydrogen gas. The contact tank is equipped with a hydrogen chloride gas discharge line 28, through which the product can be sent to the consumer, or, as shown in Fig. 4, line 28 is connected to a mixer 29, into which water is supplied and which is equipped with a line 30 for draining an aqueous solution of hydrogen chloride ( hydrochloric acid solution).

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

В емкость 19 (фиг.1) подается твердая соль (концентрированный раствор хлорида натрия) и вода. В случае необходимости предусмотрена подача щелочного реагента по линии отвода католита 17. Из емкости 19 исходный раствор хлорида, концентрация которого определяется условиями решаемой задачи, поступает в насос 8, и подается под избыточным давлением в анодную камеру 6 ячейки 1 со скоростью, обеспечивающей постоянство заданного уровня анолита в анодной камере 6 ячейки 1.A solid salt (concentrated sodium chloride solution) and water are fed into a container 19 (FIG. 1). If necessary, an alkaline reagent is supplied through the catholyte discharge line 17. From the tank 19, the initial chloride solution, the concentration of which is determined by the conditions of the problem being solved, enters the pump 8 and is supplied under excess pressure to the anode chamber 6 of cell 1 at a speed that ensures a constant level anolyte in the anode chamber 6 cells 1.

После подачи напряжения на электроды в анодной камере 6 на внешней поверхности анода начинается интенсивное выделение электролизных газов, в основном хлора. Из верхней части анодной камеры 6 отбирается газ (хлор) и удаляется из анодного пространства 6 по линии 11 через регулятор давления «до себя» 9. Полученный анодный газ может направляться непосредственно потребителю, или поступать в смеситель 25 газ-жидкость и поступать потребителю в виде водного раствора оксидантов по линии 26.After applying voltage to the electrodes in the anode chamber 6 on the outer surface of the anode begins the intense release of electrolysis gases, mainly chlorine. Gas (chlorine) is taken from the upper part of the anode chamber 6 and removed from the anode space 6 via line 11 through a pressure regulator “to itself” 9. The obtained anode gas can be sent directly to the consumer, or can be supplied to the gas-liquid mixer 25 and delivered to the consumer in the form an aqueous solution of oxidants along line 26.

В случае расположения ячеек 20 и 21 одна под другой (фиг.2) установка работает следующим образом.In the case of the location of the cells 20 and 21 one under the other (figure 2), the installation works as follows.

В емкость 19 (фиг.2) подается твердая соль (концентрированный раствор хлорида натрия) и вода. Из емкости 19 исходный раствор хлорида, концентрация которого определяется условиями решаемой задачи, поступает в насос 8, и подается под избыточным давлением в емкость 22 и по линиям 10 в анодные камеры 6 ячеек 20 и 21 со скоростью, обеспечивающей полное электрохимическое разложение соли (99,9%) при заданной силе тока. Из верхних частей анодных камер 6 ячеек 20 и 21 крупные пузыри электролизных газов (преимущественно хлора) и газожидкостная смесь анолита и мелких пузырьков электролизных газов поступают за счет газлифта по линиям 11 в емкость 23, где происходит отделение газа от жидкости. Хлор-газ через редуктор 9 «до себя» выводится по линии 11 как целевой продукт, а жидкость (обедненный анолит) возвращается по линии 24 в емкость 22 где донасыщается и возвращается в анодные камеры 6 ячеек 20 и 21, замыкая циркуляционный контур анолита. Таким образом анодные камеры 6 ячеек 20 и 21 заполнены циркулирующим потоком анолита, что позволяет интенсивно удалять образующийся газообразный хлор и сократить расход энергии на проведение процесса за счет снижения газонаполнения электролита. Полученный анодный газ (хлор) может отбираться как целевой продукт или направляться в смеситель 25 газ-жидкость (фиг.3) и поступать потребителю в виде водного раствора окидантов по линии 26.A solid salt (concentrated sodium chloride solution) and water are fed into a container 19 (FIG. 2). From the tank 19, the initial chloride solution, the concentration of which is determined by the conditions of the problem being solved, enters the pump 8, and is supplied under excess pressure to the tank 22 and through lines 10 to the anode chambers 6 of cells 20 and 21 with a speed providing complete electrochemical decomposition of salt (99, 9%) at a given current strength. From the upper parts of the anode chambers of 6 cells 20 and 21, large bubbles of electrolysis gases (mainly chlorine) and a gas-liquid mixture of anolyte and small bubbles of electrolysis gases are supplied by gas lift via lines 11 to the vessel 23, where gas is separated from the liquid. Chlorine gas through the reducer 9 “to itself” is discharged via line 11 as the target product, and the liquid (depleted anolyte) is returned via line 24 to the tank 22 where it is saturated and returned to the anode chambers of 6 cells 20 and 21, closing the anolyte circulation circuit. Thus, the anode chambers of 6 cells 20 and 21 are filled with a circulating flow of anolyte, which allows you to intensively remove the resulting chlorine gas and reduce the energy consumption for the process by reducing the gas filling of the electrolyte. The obtained anode gas (chlorine) can be selected as the target product or sent to a gas-liquid mixer 25 (Fig. 3) and supplied to the consumer in the form of an aqueous solution of oxidants through line 26.

Катодная камера 7 и емкость 14 циркуляционного контура ячейки 1 перед включением заполняется водой (или исходным раствором). После подачи напряжения на электроды за счет интенсивного выделения водорода на поверхности катода изменяется кажущаяся плотность католита в катодной камере 7 и за счет газлифта газожидкостная смесь по линии 12 поступает в емкость 14, где охлаждается, причем за счет охлаждения уменьшается растворимость водорода в растворе и влажный газообразный водород с частью жидкости по линии 16 поступает в сепаратор 15. В сепараторе 15 происходит разделение фаз, и газообразный водород выводится по линии 17, а католит - по линии 18.The cathode chamber 7 and the capacity 14 of the circulation circuit of the cell 1 is filled with water (or the initial solution) before being turned on. After applying voltage to the electrodes, the apparent density of catholyte in the cathode chamber 7 changes due to intensive hydrogen evolution on the cathode surface and, due to gas lift, the gas-liquid mixture enters the vessel 14 through line 12, where it is cooled, and the solubility of hydrogen in solution and moist gaseous gas decrease due to cooling hydrogen with a part of the liquid flows through line 16 to separator 15. Phase separation occurs in separator 15, and hydrogen gas is discharged along line 17, and catholyte is discharged through line 18.

Водород по линии 17 выпускается в атмосферу или поступает в контактную емкость 27 (фиг.4) для приготовления газообразного хлористого водорода.Hydrogen through line 17 is released into the atmosphere or enters the contact tank 27 (figure 4) for the preparation of gaseous hydrogen chloride.

Часть хлора из линии 11 также поступает в контактную емкость 27 для приготовления хлористого водорода. Полученный в устройстве 27 хлористый водород по линии 28 отводится потребителю или поступает в смеситель 29, в котором смешивается с водой, образуя водный раствор соляной кислоты. Водный раствор соляной кислоты из смесителя 29 по линии 30 может подаваться подается в накопительную емкость (на чертеже не показана). Раствора соляной кислоты может использоваться для приготовления исходного раствора в емкости 19, или для очистки катодных камер 7 установки от карбонатных отложений.Part of the chlorine from line 11 also enters the contact tank 27 for the preparation of hydrogen chloride. Obtained in the device 27, hydrogen chloride through line 28 is discharged to the consumer or enters the mixer 29, in which it is mixed with water, forming an aqueous solution of hydrochloric acid. An aqueous solution of hydrochloric acid from the mixer 29 via line 30 can be fed into a storage tank (not shown in the drawing). A solution of hydrochloric acid can be used to prepare the initial solution in the tank 19, or to clean the cathode chambers 7 of the installation from carbonate deposits.

Католит, отводимый по линии 18 может быть использован для приготовления исходного раствора с целью его очистки от ионов жесткости и накипеобразующих металлов или может подаваться для регулирования pH воды с растворенными в ней продуктами анодного окисления. Кроме того, католит может использоваться для приготовления реагентов, применяемых в процессах предварительной химической обработки воды - коагулянтов, флоккулянтов, а также для очистки оборудования (емкостей, фильтров) от загрязнений. Также возможно направлять католит, имеющий значительную концентрацию гидроксида натрия (до 150 г/л), на упаривание с целью получения твердой товарной каустической соды.The catholyte discharged along line 18 can be used to prepare the initial solution with the aim of purifying it from hardness ions and scale-forming metals, or it can be supplied to control the pH of water with the anodic oxidation products dissolved in it. In addition, catholyte can be used for the preparation of reagents used in the processes of preliminary chemical treatment of water - coagulants, flocculants, as well as for cleaning equipment (containers, filters) from pollution. It is also possible to direct the catholyte, having a significant concentration of sodium hydroxide (up to 150 g / l), to evaporation in order to obtain solid commodity caustic soda.

Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the invention

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, которые, однако, не исчерпывают всех возможностей реализации изобретения.The invention is illustrated by the following examples, which, however, do not exhaust all the possibilities of implementing the invention.

В примерах использовалась ячейка, содержащая 7 катодов и 24 анода, которые установлены в соответствии со следующим правилом: в поперечное сечение корпуса ячейки, выполненной из трубы ХПВХ, с внутренним диаметром 200 мм вписаны 7 правильных шестиугольников, по их центрам установлены катоды из стальной трубы 12Х18Н10Т, внешним диаметром 16 мм с толщиной стенки 1,5 мм, окруженные диафрагмой толщиной 2,5 мм, с наружным диаметром 28 мм, выполненной из керамики на основе оксида алюминия (Al₂O₃). Аноды выполнены из титановой тубы марки ВТ1-00 с нанесенным на его поверхность электрокаталитическим покрытием ОРТА. Межэлектродные расстояния, определенные, принимая во внимание цилиндрическую форму электродов, как наименьшее расстояние между поверхностью анода и поверхностью катода составляют 12 мм, при этом внешний диаметр анода равен 16 мм при толщине стенки трубы 1 мм. Во внутренние полости анодов подавался теплоноситель - вода - с расходом 20 литров в час через каждый анод. Теплоноситель подавался прямотоком по отношению к обрабатываемому раствору электролита. На поверхности катода по всей его высоте между входными и выходными отверстиями расположено 9 отверстий с шагом 30 мм по винтовой линии. Корпус и герметизирующие заглушки выполнены из хлорированного поливинилхлорида (ХПВХ). Приспособления для подачи обрабатываемых электролитов в катодную и анодную камеры и приспособления для отвода жидких и газообразных продуктов электролиза из анодной и катодной камер (штуцеры) установлены на герметизирующих заглушках.In the examples, we used a cell containing 7 cathodes and 24 anodes, which are installed in accordance with the following rule: 7 regular hexagons are inscribed in the cross section of the cell body made of CPVC pipe with an inner diameter of 200 mm, cathodes made of 12X18H10T steel pipe are installed at their centers with an outer diameter of 16 mm with a wall thickness of 1.5 mm, surrounded by a diaphragm 2.5 mm thick, with an outer diameter of 28 mm made of ceramic based on aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ). The anodes are made of a VT1-00 grade titanium tube with an OPTA electrocatalytic coating deposited on its surface. The interelectrode distances determined, taking into account the cylindrical shape of the electrodes, as the smallest distance between the anode surface and the cathode surface are 12 mm, while the outer diameter of the anode is 16 mm with a pipe wall thickness of 1 mm. A coolant — water — was supplied to the internal cavities of the anodes at a rate of 20 liters per hour through each anode. The heat carrier was supplied by direct flow in relation to the electrolyte solution being treated. On the cathode surface, over its entire height between the inlet and outlet openings, there are 9 holes with a pitch of 30 mm along a helical line. The housing and sealing plugs are made of chlorinated polyvinyl chloride (CPVC). Devices for supplying the processed electrolytes to the cathode and anode chambers and devices for removing liquid and gaseous electrolysis products from the anode and cathode chambers (fittings) are installed on sealing plugs.

Пример 1. Для получения хлора использовалась установка, содержащая одну ячейку, схема которой приведены на фиг.1. В емкость 19 была загружена твердая соль - хлорид натрия - марки «экстра». Вода подавалась в емкость 19 сверху вниз со скоростью, обеспечивавшей растворение твердой соли с получением раствора хлорида натрия концентрацией 280 г/л. Раствор хлорида натрия через насос 8 подавался в анодную камеру 6 ячейки 1 со скоростью, обеспечивающей постоянство заданного уровня анолита в анодной камере 6 ячейки 1. Перепад давления между камерами составлял 2 кгс/см². На электроды подавалось напряжение 2,42 В и после выхода на рабочий режим при токе 100 А из верхней части анодной камеры 6 отбирался хлор в количестве 130 г/ч. Хлор выводился из анодного пространства 6 по линии 11 через регулятор давления «до себя» 9. Расход энергии составил 1860 Вт×ч на 1 килограмм хлора. Масса установки составляла 50 кг, и ее габариты составляли 30×30×70 см. Для обеспечения такой же производительности установка по прототипу содержала 4 реактора, имела массу 80 кг и габариты 50×50×150 см. В установке по прототипу при таком же расходе раствора хлорида натрия той же концентрации и той же суммарной силе тока (100 А) и напряжении 2,7 В было получено 130 г в час хлора при расходе энергии 2076 Вт×ч на 1 килограмм хлора.Example 1. To obtain chlorine was used, the installation containing one cell, a diagram of which is shown in figure 1. In the tank 19 was loaded solid salt - sodium chloride - brand "extra". Water was supplied into the tank 19 from top to bottom at a speed that ensured the dissolution of the solid salt to obtain a solution of sodium chloride concentration of 280 g / L. A solution of sodium chloride through the pump 8 was fed into the anode chamber 6 of cell 1 with a speed that ensures a constant level of the anolyte in the anode chamber 6 of cell 1. The pressure difference between the chambers was 2 kgf / cm ² . A voltage of 2.42 V was applied to the electrodes, and after reaching the operating mode at a current of 100 A, 130 g / h of chlorine was taken from the upper part of the anode chamber 6. Chlorine was removed from the anode space 6 through line 11 through a pressure regulator "to yourself" 9. The energy consumption was 1860 W × h per 1 kilogram of chlorine. The mass of the installation was 50 kg, and its dimensions were 30 × 30 × 70 cm. To ensure the same performance, the prototype installation contained 4 reactors, had a weight of 80 kg and dimensions 50 × 50 × 150 cm. In the installation according to the prototype at the same flow rate a solution of sodium chloride of the same concentration and the same total current strength (100 A) and a voltage of 2.7 V, 130 g per hour of chlorine was obtained at an energy consumption of 2076 Wh × h per 1 kilogram of chlorine.

Пример 2. Для получения хлора использовалась установка, содержащая две ячейки, схема которой приведены на фиг.2. В емкость 19 была загружена твердая соль - хлорид натрия - марки «Экстра». Вода подавалась в емкость 19 сверху вниз со скоростью, обеспечивавшей растворение твердой соли с получением раствора хлорида натрия концентрацией 290 г/л. Из емкости 19 раствор хлорида через насос 8 подавался под избыточным давлением в емкость 22 и по линиям 10 в анодные камеры 6 ячеек 20 и 21. На электроды подавалось напряжение 3,9 В и после выхода на рабочий режим из верхних частей анодных камер 6 ячеек 20 и 21 газожидкостная смесь анолита и хлора по линиям 11 подавалась в емкость 23, где происходило отделение газа от жидкости. Хлор-газ через редуктор 9 «до себя» выводился по линии 11 как целевой продукт, а жидкость (обедненный анолит) возвращалась по линии 24 в емкость 22 где донасыщалась хлоридом натрия до исходной концентрации и возвращалась в анодные камеры 6 ячеек 20 и 21, замыкая циркуляционный контур анолита. При расходе энергии 780 Вт×ч было получено 260 граммов хлора.Example 2. To obtain chlorine was used, the installation containing two cells, a diagram of which is shown in figure 2. In the tank 19 was loaded with solid salt - sodium chloride - brand "Extra". Water was supplied into the tank 19 from top to bottom at a speed that ensured the dissolution of the solid salt to obtain a solution of sodium chloride concentration of 290 g / L. From the tank 19, the chloride solution through the pump 8 was supplied under overpressure to the tank 22 and through lines 10 to the anode chambers of 6 cells 20 and 21. A voltage of 3.9 V was applied to the electrodes and after reaching the operating mode from the upper parts of the anode chambers of 6 cells 20 and 21, a gas-liquid mixture of anolyte and chlorine was supplied through lines 11 to a container 23, where gas and liquid were separated. Chlorine gas through the reducer 9 “to itself” was discharged via line 11 as the target product, and the liquid (depleted anolyte) was returned via line 24 to the tank 22 where it was saturated with sodium chloride to the initial concentration and returned to the anode chambers of 6 cells 20 and 21, closing anolyte circulation circuit. With an energy consumption of 780 Wh, 260 grams of chlorine were obtained.

Масса установки составляла 78 кг, и ее габариты составляли 30×30×150 см. Для обеспечения такой же производительности установка по прототипу содержала 8 электрохимических модульных ячеек (реакторов), имела массу 148 кг и габариты 50×80×150 см. В установке по прототипу при таком же расходе раствора хлорида натрия той же концентрации и при подаче такого же напряжения на электроды было получено 230 хлора при расходе энергии 840 Вт×ч.The mass of the installation was 78 kg, and its dimensions were 30 × 30 × 150 cm. To ensure the same performance, the prototype installation contained 8 electrochemical modular cells (reactors), had a mass of 148 kg and dimensions of 50 × 80 × 150 cm. the prototype with the same flow rate of a solution of sodium chloride of the same concentration and when applying the same voltage to the electrodes, 230 chlorine was obtained at an energy consumption of 840 Wh

Как видно из представленных данных, установка согласно изобретению имеет более высокую производительность, более низкий расход энергии. Также установка, при более высокой производительности имеет меньшие габариты и массу. Кроме того источник питания, использованный в установке имеет также меньшую массу. Это различие массы источников питания связано с тем, что источник в устройстве по изобретению не имеет системы регулирования силы тока в отличие от источника по прототипу. Регулирование силы тока в изобретении осуществляется изменением уровня раствора в рабочих (анодных) камерах модульных электрохимических ячеек, составляющих реактор.As can be seen from the data presented, the installation according to the invention has a higher productivity, lower energy consumption. Also, the installation, with higher performance, has smaller dimensions and weight. In addition, the power source used in the installation also has a lower mass. This difference in the mass of power sources is due to the fact that the source in the device according to the invention does not have a current control system, unlike the prototype source. The current in the invention is controlled by changing the level of the solution in the working (anode) chambers of the modular electrochemical cells making up the reactor.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Изобретение позволяет упростить установки большой производительности за счет изменения конструкции ячейки, добиться снижение расхода энергии на проведение процесса, увеличение выхода целевых продуктов при одновременном повышении надежности, упростить монтаж и демонтаж ячейки, обеспечить компоновку требуемого количества ячеек в меньшем пространстве, упростить узлы фиксации элементов ячейки при повышении их надежности. Использование установки для получения продуктов анодного окисления позволяет расширить гамму получаемых продуктов, получать целевой продукт в виде смеси газов или в виде водного раствора, получать газообразный хлористый водород или раствор соляной кислоты, сократить расход реагентов на проведение процесса.The invention allows to simplify the installation of high productivity by changing the design of the cell, to reduce energy consumption for the process, increase the yield of the target products while improving reliability, simplify the installation and dismantling of the cell, provide the layout of the required number of cells in a smaller space, simplify the fixation nodes of the cell elements when increasing their reliability. Using the installation to obtain anodic oxidation products allows you to expand the range of products obtained, to obtain the target product in the form of a mixture of gases or in the form of an aqueous solution, to obtain gaseous hydrogen chloride or hydrochloric acid solution, to reduce the consumption of reagents for the process.

Claims

1. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals, containing at least one electrochemical reactor made of one or more flow-through electrochemical modular cells, each of which contains a vertical main electrode, a counter electrode also made vertical, a ceramic diaphragm installed coaxial to the main electrode and separating the interelectrode space into a sealed anode and cathode chamber, the installation also contains devices for supplying the treated solution to the cathode and anode chambers of the reactor or reactors, devices for removing electrolysis products from the anode and cathode chambers of the reactor or reactors, a device for increasing the pressure of the treated solution in the anode chambers of the reactor or reactors, a unit for preparing the initial solution connected to the feeding devices the processed solution in the anode chambers of the reactor or reactors, the circulation circuit of the cathode chamber of the cells of the reactor or reactors, equipped with a capacitance w, a line for removing gaseous products of the anode chamber connected to devices for removing electrolysis products from the anode chambers of the reactor or reactors, a line for removing gaseous products from the cathode chambers of the reactor or reactors, and a line for removing catholyte, characterized in that each flow-through electrochemical modular cell contains one or several main vertical electrodes and three or more counter electrodes, the main electrodes being cathodes and the counter electrodes being anodes, while the cell is equipped with a body ohm, a diaphragm is installed coaxially with each cathode, and the anodes are installed in the housing between the outer surfaces of the diaphragms and the inner walls of the housing, while one regular polygon with the number of vertices 3-12 is conventionally inscribed in the plane of the cross-section of the housing, or several are conditionally inscribed in the plane of the cross-section of the housing close-packed regular polygons, each of which is either an equilateral triangle or a square or a hexagon, while coaxially placed cathodes and apertures are mounted in the center of the polygon or polygons, and the anodes are at the vertices of the polygon or polygons, each cell of the reactor is equipped with a cathodic circulation loop, and each circulation loop is connected to devices for supplying the processed solutions to the cathode chamber and to devices for outputting from the cathode chamber, each the circulation circuit is made in the form of a heat exchanger, and the installation additionally contains lines for supplying and discharging the coolant connected to devices for supplying and removal of the heat transfer medium of heat exchangers, a separator for separating gaseous hydrogen and catholyte, a line for outputting treatment products from the cathode chamber or cathode chambers connecting a container or tanks of the circulation circuit with a separator for separating, and a line for removing catholyte and a line for removing treatment products from the cathode chamber or chambers with a separator, and the cells of the reactor or reactors are made of the same type.

2. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that the device for increasing the pressure in the anode chambers of the cells of the reactor or reactors is made in the form of a pump and pressure control valve "to yourself", and the pump is installed on the supply line of the initial solution before the devices for supplying the solution to the anode chamber, and the pressure control valve "to yourself" is installed on the line for withdrawing gaseous products from the anode chamber.

3. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that the anodes of the cell or cells are hollow and equipped with devices for supplying and discharging coolant connected to the ends of the anodes.

4. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that the reactor cells are installed at the same level.

5. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that the reactor cells are installed one above the other, the installation additionally contains a container for the initial solution installed on the supply line of the initial solution in front of the supply devices the treated solution into the anode chambers of the cells, and the device for preventing anolyte leakage, made in the form of a separation tank located at a level exceeding the level of position of the upper cell, wherein the separation container is connected to the output line of the gaseous products of electrolysis from the anode chamber or chambers and with a container for the initial solution.

6. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that in the electrochemical module cell, the cathode is made of a rod of metal or graphite.

7. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that the cathode is tubular in the electrochemical module cell and further comprises devices for supplying and discharging the coolant connected respectively to the lower and upper ends of the cathode.

8. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that the cathode is made of metal tubular in the electrochemical module cell, perforations are made on the surface of the cathode, and devices for supplying and discharging the treated solution are connected respectively to lower and upper ends of the cathode.

9. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that in the electrochemical module cell the housing is made of either dielectric material or metal, the inner surface of which is coated with a layer of dielectric material, and the housing is equipped with devices, providing serial or parallel connection of cases.

10. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that in the electrochemical module cell, the diaphragm is made of acid-alkali-resistant nanostructured ultrafiltration ceramics.

11. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that the installation further comprises a mixer equipped with two inputs and one output, a water supply line and a drain line of an aqueous solution of oxidants, while the inputs of the mixer are connected with a line for discharging gaseous products from the anode chamber or chambers and with a water supply line, and the outlet of the mixer is connected to a line for discharging an aqueous solution of oxidants.

12. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that the site of preparation of the initial solution is made in the form of a container for dissolving solid salt in water or in the form of a container for mixing a concentrated solution of chloride with water, and the tanks are equipped with devices for introducing an alkaline reagent to remove sludge and an acid supply device.

13. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that it further comprises a unit for the preparation of gaseous hydrogen chloride, containing a contact container with devices for supplying reagents and a device for removing gaseous hydrogen chloride, for supplying reagents are connected to the lines for the removal of gaseous products from the anode chamber and from the gas separation capacity of the cathode circuit.

14. Installation for producing products of anodic oxidation of a solution of chlorides of alkali or alkaline earth metals according to claim 1, characterized in that the installation contains a node for dissolving gaseous hydrogen chloride in water, made in the form of a mixer with two inputs and one output, and a storage tank for solution hydrochloric acid, while the inputs of the mixer are connected to the water supply line and to devices for the output of gaseous hydrogen chloride, and the output of the mixer is connected to the storage tank.