Диафрагменный электролизер для получения хлора и каустической соды

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 504 С 25 В 9 ГОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ПЮТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТВ А ВТОРСИОМ(54 ) ДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЭЕР ДЛЯПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И КАУСТИЧЕСКОЙ СОДЫ(57) Изобретение относится к электрохимическому получению хлора и гидропол сетр пальце находитсякатолитаку насасыдиафрагВнутри каободное пр Изобретенческому пол странство дл а катодную с ая асбестова и водорода.вается порима 5. в щелочных тодом.Цель изобре ия - снижение расхода электроэнергии.Электролизер состоит из корпуса 1, крьппки 2, сетчатого катода 3, окиснорутениевых анодов 4, фильтрующей диафрагмы 5, допапнительной тканевой диафрагмы 6, сетки из неэлектропроводного материала 7, штуцеров для подачи ассола 8, отвода хлора 9, отвода воорода 10 и регулятора 11 уровня католита.Сетчатый катод 3 смонтирпосредственно на корпусе эл а 1 и представляет собой нескбенок катодных пальцев н осован неектролизеролько гревиде пл ких полых карманов из стальнои проволочной сетки, натянутой на металлический каркас.(56) ЗиМ.: Хими относится к электрохиучению хлора и гидроксиеталлов диафрагменным ов щелочных металлов диафрагменметодом. С целью снижения расхода троэнергии в диафрагменном электзере для получения хлора и каустиой соды к аноду прижата дополниная диафрагма иэ ткани из полимерматериала таким образом, что заает часть рабочей поверхности аноплощадь которой относится к площаабочей поверхности анода, не заой дополнительной диафрагмой, как : 1) - (20:1). Между асбестовой и до-, нительной диафрагмами помещена а из неэлектропроводного материа з.п.ф-лы, 1 ил 1 табл. Минусовая шина подсоединена к корпусу электролизера. Ток по корпусу электролиэера и пруткам каркаса подведен к стальной катодной сетке.11 ространства всех катодных пальцев соединены между собой и образуют общее катодное пространство.Оксидно-рутениевые титановые аноды 4 состоят иэ основного татанового листа и выносных сетчатых или перфорированных электродов, которые при помощи токопередающихэлементов прикреплены на нем. На анод монтируется тканевая диафрагма 6 из полипропиленовой ткани.Тканевая диафрагма 6 ет рабочие поверхности ан йо 1528815мощью вингов закреплена на его боковой с горо не, перпендикулярной рабочей. Для улучшения крепления под винты подложены тигановые шайбы, Диафрагма б установлена таким образом, чгобы5 площадь незакрытой диафрагмой рабочей поверхности выносного анода 4 составляла 0,01-0,05-ю часть площади рабочей поверхности выносного анода 4, которую тканевая диафрагма 6 закрываег, Незакрыгая диафрагмой 6 часть анодной поверхносги должна находи гься в нижней части электрода.Оксидно-рутениевые гитановые аноды 15 4 с диафрагмами 6 присоединены к гребенкам, приваренным к титановому днищу, Плюсовая шина присоединяегся к днищу электролизера, Анодный и кагодный блоки смонтированы таким образом, ч гобы каждый анод 4 с закрепленной на нем тканевой диафрагмой 6 находился между двумя соседними катодными пальцами 3.В пространство между фильтрующей 5 и дополнительной 6 диафрагмами всгавлена сетка из неэлектропроводного, например полимерного материала 7, примерно такого плегения, как катодная сетка. Высота этой сетки 7 равна высоте дополнительной диафрагмы 6. В верхней час ги сетка 7 закреплена на дополнительной диафрагме 6 тигановой проволокой.Злектролизер работает следующим образом.35Через штуцер 8 в, ктролизер подаегся подогретый очищенный рассол с концентрацией ИаС 1 300-310 г/л. Уровень рассола в анодном пространстве должен быть не менее, чем на 50 мм40 выше верхней части катодных пальцев 3. Через фильтрующую асбестовую диафрагму 5 рассол попадает в катодное пространство. уровень католита регулируется регуляторсм 11 уровня, Разносгь уровней анолига и каголига в начале электролиза должна бьггь 80- 100 мм, а затем регулируется в зависимосги от протекаемосги фильтрующей диафрагмы 5.При электролизе на кагоде прогекает реакция2 Н О + 2 е = Н 1+ 2 ОН и образуюцийсп водород отводится 55 через штуцер 10, а католит, содержаций НаОН, отпогпггоя через регулятор 11 уровня,На аноде протекает основная реакция2 С 1 - 2 е - ф С 1 1. Образующийся на оксидно-рутениевом аноде хлор удаляетсл в основном в пространство между выносным и основным титановым электродом. Затем хлор отводится через цтуцер 9.Дополнительная диафрагма, прижатая к аноду, препятствует выделению анод- ного газа в межэлектродное пространство, Отвод газа за тыльную сторону выносного анода позволяет угленьшить межэлектродное расстояние по сравнению с известным электролизером в 2- 2,5 раза, Однако при полностью закрытой поверхности выносных электродов дополнительной тканевой диафрагмой не обеспечивается нормальная подача рассола к анодам, вследствие чего рассол обедняется ионами хлора, что способствует протеканию побочного процесса выделения кислорода и росту анодного потенциала, Экспергп 1 ентально установлено, что нормальные условия для протекания анодного процесса обеспечиваются, если нижняя часть перфорированного выносного анода не закрывается дополнительной тканевой диафрагмой,Ероме того, при небольших расстояниях между Фильтрующей и дополнительной тканевой диафрагмой может нарушаться равномерность Фильтрации рассола в катодное пространство через фильтруюцую асбестовую диафрагму.Сетка из неэлектропроводного полимерного материала, помеценная между Фильтруюцей и дополнительной тканевой диафрагмами, обеспечивает более равномерную работу Фильтру 1 эцей диафрагмы.Промышленный электролизер БГКс ОРТА работает при сравнительно низких рабочих анодных плотностях тока, не превышаюцих 1450 А/ьл 2, что соответствует производительности 1,9 кг хлора в 1 ч. В то же время удельные затраты электроэнергии постоянного тока достигают 2720 кВт ч на 1 т хлора.Проведены испытания лабораторного электролнзера с электродами высотой 300 мм и шириной 40 мм. Рабочая поверхность 120 с, Температура электоролиза 80 С. Результаты испытаний приведены в таблице. лспытания показали, что предлагаемая;:онструкция8815 6ч а ю ц и й с я тем, что, с цельюснижения расхода электроэнергии,электролизер снабжен дополнительной диафрагмой из ткани иэ полимерного материала, рдзмеценной на аноде в еговерхней части, при отношении площадианода, здкритойг дополнительной диафрагмой к остальной площади анода20: 1-100: 1, и сеткой иэ неэлектропроводного ггдтериала, установленноймежду асбестовой и дополнительнойдиафрагмой. 152 хлора. Ою- ческоепадеНапряжение на ячейке,В Соотиогзе ние Производительность Расход электроэнергии,кВт ч / т Лнодиаяплотность ДополниФильтруюцая пере- городка Тип тельнаядиафрагэлектролизердмеждузакрытойи неэатока,А/и ма напряжения по крытойрабочей хлорУ, кг/мф ч в диафрагме и элек поверхностьюанода тролите В 450 Нет Лсбестовая насосная ИзвестБГКс ОРТА Предла- гаемый ЛсбестоПолипро: 450пилеиодая вая насосная ткань толциной0,2 ммТо же 20: 2000 50: 2000 100: 2000 20;1 3000 50; 3000 00: 3000 То же вэлектролизерд позволяет снизить рдсход электроэнерггш на 355-395 кВт.чна 1 т хлора, т.е. нд 13-142. При рдботе на плотностях тока в 1,5 рдздбольших, чем у электролиэера БГЕ с ОРТА, снижение расхода электроэнергии составляет 119-159 кВт ч нд 1 т формула изобретения 1. Диафра ггге нный электр олиз ер для получения хлора и каустической соды, включагхгий корпус, крьюку, выносной перфорировднш.дг или сетчатый анод, сетчдтьдг катод с осажденной нд нем асбестовой диафрагмой, о т л и 1 2. Электролиэер по п.1, о т л и - ч а ю ц и й с я тегг, что дополнительная диафрагма и сетка выполнены из полипропилена. 1,90 0,853,5-3,6 2760-2800 1,90 0,42 3,05 2405 2,62 0,75 3,35 2641 2,62 0,60 3,25 2562 2,62 0,75 3,35 2641 3,93 0,90 3,55 2798 3,93 0,85 3,45 2720 3,93 088 3,50 27601528815 Составитель О. ЗобнинРедактор М.Недолуженко Техред Л.Кравчук Корректор авцов аж 605 одп Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У)кгород, ул. Гагарина, 101 аказ 7617/24 НИИНИ Государственног 113035омитет осква,по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР -35, Раушская наб., д. 4/5