Мембранный электролизер

. (56) Авторское с М 1275925, кл. л, %11 о, В.Е. Мулин, Н,И,шко и О,П. Ромашин88.8)видетельство СССРС 25 В 1/46, 1985,ол Р водству олизом с ионотения - ктролиого ме 6 нного раствора а 11 - патрубки истого раствора лла 13. Мембряженной ближе к полимера с сульГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПОИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) МЕМБРАННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ (57) Изобретение относится к произ хлора и каустической соды электр растворов хлоридов в электролизере обменной мембраной, Цель изобре повышение производительности эле зера по чистому гидроксиду щелочн Изобретение относится к электрохимическим производствам, в частности к конструкции мембранных электролизеров трехкамерного типа, используемых для получения хлора и гидроксидов щелочных,металлов электролизом хлоридов щелочных металлов.Целью изобретения является повышение производительности электролизера по чистому гидроксиду щелочного металла, снижение энергозатрат и увеличение срока его эксплуатации до переборки,На фиг. 1 изображена ячейка предлагаемого мембранного электролизера трехкамерного типа; на фиг. 2 - зависимости основных показателей работы предлагаемого мембранного электролизера трехкамерного типа.Электролизер снабжен анодом 1, катодом 2 и двумя катионообменными мембранами 3 и 4. Анодная камера 5.имеет патрубки 6 и 7 для соответственно ввода и вывода растворов хлорида щелочного металла; средняя камера 8 - патрубки для ввоталла, снижение энергозатрат и увеличение срока эксплуатации электролизера до переборки, Предлагаемый мембранный электоолизер трехкамерного типа для получения гидроксидов щелочных металлов снабжен анодом, катодом и расположенными между ними двумя катионообменными мембранами из перфорированных сополимеров, содержащих ионогенные сульфогруппц, В качестве мембраны, расположенной ближе к катоду. используют пленку, одна сторона которой выполнена из перфторированного сополимера, содержащего сульфамидные группы, причем мембрану располагают стороной из указанного полимера к катоду. 2 ил., 1 табл,да воды 9 и вывода разбавл щелочи 10; катодная камер ввода воды 12 и вывода ч гидроокиси щелочного мета на 4 со стороны, располо катоду, снабжена слоем 14 фамидными группами. При работе электролизера в анодную камеру 5 подают раствор хлорида щелочного металла, выводят через патрубок 7 хлоргаз и разбавленный раствор хлорида щелочного металла. В среднюю камеру 8 через патрубок 9 вводят воду, выводят через патрубок 10 разбавленный раствор гидро- окиси щелочного металла технической чистоты. В катодную камеру 11 подают через патрубок 12 воду, выводят через патрубок 13 водород и концентрированный. раствор щелочи реактивной чистоты,П р и м е р 1. Осуществляют электролиз раствора КС в предлагаемом трехкамерном мембранном электролизере, 1721126Электролизер состоит из 20 ячеек конструкции, изображенной на фиг. 1, Рабочая поверхность мембраны - 320 х 620 мм, В качестве мембраны, расположеннной ближе к аноду, используют перфторированную ка тионообменную мембрану с ионогенными сульфогруппами (сополимер политетрафторэтилена и перфторвинилового эфира с эквивалентным весом 1250). В качестве мембраны, расположенной ближе к катоду, 10 используют квтионообменную мембрану того же состава, у которой слоИ толщиной 40 мкм, обращенный к катоду, подвергается воздействию этилендиамина для образования сульфамидных ионогенных групп, В 15 анодную камеру электролизера пщрют рас- твор КО концентрации 320 г/л, выводят обедненный раотвор КО концентрации 190 г/л и хлоргаз. В среднюю камеру электролизера подают воду и выводят раствор. КОН 20 концентрации 10 мас.3, содержащей около 0,1 ф КС 1. В кэтодную кВ подают воду и выводят раствор КОН реактивной чистоты, содержащий 44 мвс, КОН и 0,002 КО,Нагрузке на элвктролизер - ЗЗО А. 25 При работе электролизерэ измеряют падение напряжения на каждой ячейке, выход по току по щелочи реактивной чистоты, рассчитывают производительность электролизерэ по реактивной щелочи и затраты ЗО электроэнергии на производство последней.Проводят два тура испытаний. В первом туре в качестве мембраны, расположенной ближе к катоду, используют мембрану с 35 ионогенными карбоксильными труппами, Во втором туре используют мембрану со слоем сульфамидных ионогенных групп тол- . щиной 40 мкм. Результаты. испытаний приведены на фиг. 2:40Из приведенных данных следует, что электролизер, снабженный катионообменной мембраной с сульфамидным слоем со стороны катода, обеспечивает более высокую производительность и более низкие энергозатраты, чем известный электролизер с карбоксильной. мембраной. Высокие показатели работы злектролизера, а именно высокий выход по току реактивной щелочи, сохраняется в течение 12 мес работы до переборки.электрол изера.Пример 2. Влабораторныхусловиях проводят испытания ионообменной мембраны кврбоксильного типа и из пленки указанного выше состава,Условия эксперимента: электролиз в двухкамерном электролизере, концентрация КС 1-320 г/л, температура - 85 С, плотность тока - 0,8 кА/см, напряжение 10 В.Результаты опытов приведены в таблице.Из приведенных данных следует, что несмотря на то, что сульфамидная мембрана имеет пониженные характеристики, по сравнению с карбоксильной, применение ее в трехкамерном электролизере позволяет получить более высокий результат и достичь поставленную цель.Формула изобретения Мембранный электролизер трехкамерного тига для получения гидроксида щелочных металлов, снабженный анодом, катодом и расположенными между ними двумя катионообменными мембранами из перфторированных сополимеров, содержащих ионогенные сульфогруппы, о тл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности электролизера по чистому гидроксиду щелочного металла, снижения энергозатрат и увеличения срока его эксплуатации до переборки, мембрана, расположенная ближе к катоду, на стороне, обращенной к катоду,.содержит слой из перфторированного сополимера, содержащего сульфамидные ионогенные группы.1721126 электрона и -во авитель Т.Барабед М;Моргентал Бескид Корре едак Заказ 930 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственногокомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 Часоваявыработчистойхг/ч Саботы, суткиРаг.2 Затра энерг чистой ВН, к 1 ц/т 7500