SU495818A3 - Способ электролиза водного раствора хлористого натри с ионноообменной диафрагмой - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к технологии процесса электролиза водного раствора хлористого натри  с ионообменной диафрагмой дл  получени  щелочи, водорода и хлора.

Известен способ электролиза водного раствора хлористого натри  в четырехкамерном электролизере, в котором анод и катод разделены ионообменной мембраной и двум  асбестовыми диафрагмами. В качестве анолита используют раствор хлористого натри , католитом служит раствор щелочи. Концентраци  гидроокиси натри  в католите составл ет до 55-60%, концентраци  хлористого натри  в анолите - 270-290 г/л.

Недостатками известного способа  вл ютс : низкий выход по току (35-40%), повышенное напр жение на электролизере (4,0-4,1 В при плотности тока 500 А/м) и значительное содержание хлорида натри  в концентрированном каустике (до 2 г/л).

С целью устранени  указанных недостатков предложен способ, по которому концентрацию хлористого натри  в анолите поддерживают в пределах 120-250 г/л и концентрацию гидроокиси натри  в католите поддерживают в пределах 31-43%, предпочтительно 36-38%. При этом единственным источником воды дл 

2

католита  вл етс  вода, транспортируема  через ионообменную диафрагму.

Предложенный способ позвол ет получить 36%-ный раствор гидроокиси натри  при выходе по току 80%, содержание хлорида натри  в растворе гидроокиси не более 0,1 - 0,5 г/л, гипохлорит и хлорат полностью отсутствуют . Напр жение на электролизере 2,6В при плотности тока 500 А/м.

Практическое осуществление предложенного способа иллюстрирует следующий пример. П р и м е р. Электролизер содержит катодную камеру со стальным сетчатым катодом и анодную камеру с титановым анодом, покрытым смесью окислов титана и рутени  с мольным соотношением 2TiO2: RuOa. Катодна  и анодна  камеры разделены катионообменной мембраной ,,Nafion du Pont, имеющей толщину 0,508 мм, гелевое содержание воды 25% и

эквивалентный вес 1150. Катодна  камера содержит 36%-ный раствор каустической соды . В анодную камеру подают раствор хлористого натри  с величиной ,0. Электролиз ведут при анодной плотности

1500А/.м, при 85°С. Подаваемый рассол содержит 303 г/л NaCl и вводитс  в анодную камеру со скоростью мл/мин. Средн   концентраци  анолита 287 г/л NaCl. В этих услови х анолит переливаетс  со скоростью 340 мл/мин, в то врем  как скорость потока из катодной камеры составл ет 3,4 мл/мин. Концентраци  гидроокиси натри  в католите быстро увеличиваетс , со скоростью приблизительно 4% в день, при этом больша  часть цикла происходит в пределе 41-54% гидроокиси натри . Средний выход по току за этот период операции составл ет 40,4%. Второй производствепный цикл  вл етс  идентичным, за исключением того, что в анодную камеру подают рассол, имеющий концентрацию 160 г/л NaCl, со скоростью 300 мл/мин, что дает среднюю концентрацию анолита 134 г/л NaCl. В этих услови х измер ют скорость переливани  анолита- 276 мл/мин и скорость потока католита приблизительно равна 12 мл/мин. Продукт представл ет собой 36%-ный раствор гидроокиси натри , электролизер работает с выходом по току 79,8%. В другом цикле испытаний были получены аналогичные результаты при использовании аналогичной мембраны толщиной 0,508 мм, содержащей 25% гелевой воды, при средней концентрации анолита 150 г/л NaCl и концентрации католита 36% NaOH, а также при использовании мембраны толщиной 0,1016мм, имеющей плетеную подложку ,,Teflon и содержащую 25% гелевой воды, при средней концентрации анолита 220 г/л NaCl и концентрации католита 37% NaOH. Фор м у л а изобретени  Способ электролиза водного раствора хлористого натри  с ионообменной диафрагмой и с использованием раствора хлористого натри  в качестве анолита и раствора гидроокиси натри  в качестве католита, отличающийс  тем, что, с целью повышени  выхода по току, снижени  напр жени  на электролизере и повыщени  чистоты каустика, коннентрацию хлористого натри  в анолите поддерживают в пределах 120-250 г/л и концентрацию гидроокиси натри  в католите поддерживают в пределах 31-43%, предпочтительно 36-38%.