SU1528815A1 - Диафрагменный электролизер дл получени хлора и каустической соды - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электрохимическому получению хлора и гидроксидов щелочных металлов диафрагменным методом. С целью снижени  расхода электроэнергии в диафрагменном электролизере дл  получени  хлора и каустической соды к аноду прижата дополнительна  диафрагма из ткани из полимерного материала таким образом, что закрывает часть рабочей поверхности анода, площадь которой относитс  к площади рабочей поверхности анода, не закрытой дополнительной диафрагмой, как (100:1) - (20:1). Между асбестовой и дополнительной диафрагмами помещена сетка из неэлектропроводного материала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к электрохимическому получению хлора и гидрокси- дов щелочных металлов диафрагменным методом.

Цель изобрете1ш  - снижение расхода электроэнергии.

Электролизер состоит из корпуса 1, крьшки 2, сетчатого катода 3, окисно- рутениевых анодов 4, фильтрующей диафрагмы 5, дополнительной тканевой диафрагмы 6, сетки из неэлектропроводного материала 7, штуцеров дл  подачи рассола 8, отвода хлора 9, отвода водорода 10 и регул тора 11 уровн  ка- толита.

Сетчатый катод 3 смонтирован не- посредствейно на корпусе электролизера 1 и представл ет собой несколько гребенок катодных пальцев в виде плоских полых карманов из стальной проволочной сетки, нат нутой на металлический каркас.

Внутри катодных пальцев находитс  свободное пространство дл  католита и водорода. На катодную сетку насасываетс  пориста  асбестова  диафрагма 5.

Минусова  шина подсоединена к корпусу электролизера. Ток по корпусу электролизера и пруткам каркаса подведен к стальной катодной сетке, пространства всех катодных пальцев соединены меааду собой и образуют общее катодное пространство.

Оксидно-рутениевые титановые аноды 4 состо т из основного татанового листа и выносных сетчатых или перфорированных электродов, которые при помощи токопередающих элементов прикреплены на нем. На анод монтируетс  тканева  диафрагма 6 из полипропиленовой ткани.I

Тканева  диафрагма 6 обт гивает рабочие поверхности анода 4 и с rto

мощью пннгов закреплена на его боковой стороне, перпе1щикул р11ой рабо- чей. Дл  улучшени  креплени  под винты подложены титановые ща1)бы. Диафрама 6 установлена таким образом, чтоб площадь незакрытой диафрагмой рабоче поверхности выносного анода 4 составл ла 0,01-0,05-ю часть площади рабочей поверхности выносного анода 4, которую тканева  диафрагма 6 закрывает . Незакрыта  диафрагмой 6 часть ано;;ной поверхности должна находитьс в нижней части электрода.

Оксидно-рутениевые титановые анод

4с диафрагмами 6 присоединены к гребенкам , приваренным к титановому днищу . Плюсова  Ш1на присоедин егс  к днищу электролизера. Анодный и катодный блоки смонтированы таким образом чтобы каждьш анод 4 с закрепленной н нем тканевой диафрагмой 6 находилс  между двум  соседними катодными пальцами 3.

В пространство между фильтрующей

5и дополнительной 6 диафрагмами вставлена сетка из неэлектропроводно го, например полимерного материала 7 примерно такого плетени , как катодна  сетка. Высота этой сетки 7 равна высоте дополнительной диг фрагмы 6. В верхней части сетка 7 закреплена на допо/шительной диафрагме 6 титановой проволокой.

Электролизер работает следую1цим образом.

Через штуцер 8 в ....ектролизер под етс  подогретый очищенный рассол с концентрацией NaCl 300-310 г/л. Уровень рассола в анодном пространстве должен быть не менее, чем на 50 мм выше верхней части катодных пальцев 3. Через фильтрук1 :;ую асбестовую диафрагму 5 рассол попадает в катодное пространство. Урове1 ь като.лита регулируетс  регул тором 11 уровн . Разность уровней анолита и каголига в начале электролиза должна быть 80- 100 мм, а затем регулируетс  в зависимости от протекаемости фильтрующей диафрагмы 5.

При электролизе на кагоде протекает реакци 

+ 2е + 20Н

и образующийсп иодород отводитс  через штуцер 10, а 1;атолит, содержащий ЫаОН, отподитс  MUJILVJ рет ул тор 11 уровн .

На аноде протекает основна  реак2С1 Clit .

0

0

цин

5

5

0

5

0

5

0

ОбразующиГ1с  на оксидно-рутениевои аноде хлор удалпетсл в основном в пространство ме)хду выносньш и основным титановым электродом. Затем хлор отводитс  через итуцер 9.

Дополнительна  диафрагма, прижата  к аноду, преп тствует выделению анодного газа в межэлектродное пространство . Отвод газа за тьшьную сторону выносного анода позвол ет уменьшить межэлектродное рассто ние по сравнению с известным электролизером в 2- 2,5 раза. Однако при полностью закрытой поверхности выносных электродов дополнительной тканевой диафрагмой не обеспечиваетс  нормальна  подача рассола к анодам, вследствие чего рассол обедн етс  ионами хлора, что способствует протеканию побочного процесса выделени  кислорода и росту анодного потенциала. Экспериментально установлено , что нормальные услови  дл  протекани  анодного процесса обеспечиваютс , если нижн   часть перфорированного выносного анода не закрываетс  дополнительно тканевой диафрагмой.

Кроме того, при небольших рассто ни х между фильтрующей и дополнительной тканевой диафрагмой может нарушатьс  равномерность фильтрации рассола в катодное пространство через фильтрующую асбестовую диафрагг-гу.

Сетка ит неэлектропроводного полимерного материала, помещенна  фильтрующей и дополнительной тканевой диафрагмами, обеспечивает более равномерную работу фильтрующей диафрагмы .

Промьпдленньш электролизер СГК-50 с ОРТА работает при сравнительно низких рабочих анодных плотност х тока, }1е превьшающих 1450 Л/м , что соответствует производительности 1,9 кг ;лора в 1 ч. В то же врем  удельные затраты электроэнергии посто нного тока достигают 2720 кВт.ч на 1 т хлора ..

Проведены испытани  лабораторного электролизера с электродами высотой 300 мм и ширино1 40 мм. Рабоча  поверхность 120 см. Температура электролиза 80 С. Результат. испытаний приведены в таблице. Испытани  показали , что предлагаема  конструкци 

515288

электролизера позвол ет снизить расход электроэнергии па 355-395 кВт-ч на 1 т хлора, т.е. на 13-14%. Пр.и работе на плотност х тока в 1,5 раза больших, чем у электролизера БГК-50 с ОРТА, снижение расхода электроэнергии составл ет 119-159 кВт-ч на I т хлора.

Claims (2)

1. Диафрагиенньп электролизер дл  получени  хлора и каустической соды, включа1зций корпус, крышку, выносной перфорированньш или сетчатый анод, сетчатьш катод с осажденной на нем асбестовой диафрагмой, о т л и

0

5

156

чающийс  теп, что, с целью снижени  расхода электроэнергии,электролизер снабжен дополнительной диафрагмой из ткани из полимерного материала , разиеценной на аноде в его верхней части, при отношении площади анода, закрытой дополнительной диафрагмой к остальной площади анода 20:1-100:1, и сеткой из неэлектропроводного материала, установленной ме щу асбестовой и дополнительной диафрагмой.

2. Электролизер по п. 1, о т л и - чающийс  тем, что дополнительна  диафрагма и сетка выполнены из полипропилена.

W////////A