Способ изготовления асбестовой диафрагмы

(19) 13/ОЬ 114, С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.К. Горбачев, Ф,П. Гуцал, А.И. Ильинцев, В.Н. Потапов, В.В,Либа, А.Н. Доценко и Н.Н. Приходько (53) 621.3.035.31(088.8)(56) Файнштейн Ф.Я. Производство хлора методом диафрагменного элект.ролиза. - М.; Химия, 1974, с. 130.Якименко Л.М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов. - М.: Химия, 1974, с. 52-54.(54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АСБЕСТОВОЙ ДИАФРАГМЫ, включающий приготовление суспензии асбестовоговолокна в водном растворе гидроксида натрия и хлорида натрия, насасывание асбестового волокна из суспензии под вакуумом на перфорированную основу и сушку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения срока службы диафрагмы и улучшения ее эксплуатационных характеристик, перед приготовлением суспензии асбестовое волокно обрабатывают неорганической кислотой при рН (-0,7)-2 в течение 3-24 ч.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве неорганической кислоты используют соляную кислоту.3. Способ по пп. 1 и 2, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, обработке неорганической кислотой подвергают.часть асбестового волокна и смешивают с необработанным волокном в соотношении (2-0,.5)11..Изобретение относится к способамизготовления диафрагм, используемых при производстве хлора и щелочи методом электролиза с диафрагмой.Цель изобретения - увеличениесрока службы диафрагмы и улучшение ее эксплуатационных характеристик.П р и м е р 1. Равные количествахризотил-асбеста загружают в ролл с водой в количестве, необходимом для получения пульпы с содержанием 6-73 асбестового волокна, Длительность обработки асбеста в ролле 40 мин, присадка ножей к планке ролла 3 мм.После ролла асбестовое волокно обезвоживают вфильтре-отстойнике, направляют в вакуум-сборник, после чего сжатым воздухом массу транспортируют в емкость, куда заливают 1,0 н. раствор ингибированной соляной кислоты и непрерывно перемешивают 1 образовавшуюся смесь в течение 6 ч при 20-25 ОС, рН среды 0,0.По окончании кислотной обработки кислоту сливаюта асбестовую массу подают .в напорный бак. Туда же заливают раствор гидроксида натрия (50-60 г/л) и хлорида натрия (60-90 г/л) в количестве, необходимом для приготовления суспензии с содержанием асбестового волокна 8- 10 г/л. Раствор для приготовления суспензии получают из католита,разбавляя его водой до нужной концентоации по щелочи.Из полученной суспенэии осаждаютасбестовое волокно на стальной сетчатый катод насасыванием под вакуумом 400 мм рт.ст, в течение 20 мин,затем подсушивают его путем просасывания воздуха в течение 10 мин подвакуумом не более 400 мм рт.ст. Производят повторное насасывание асбестового волокна в течение 10 мин при400 мм рт.ст. и аналогичнуюпервойподсушку. Затем диафрагму подвергаютокончательной сушке при 100-110 Спросасыванием нагретого воздуха подвакуумом 250-300 мм рт,ст. в течение 8 ч. Толщина полученной диафрагмы 2,5 мм,Изготовленную диафрагму устанавливают на промышленном электролизере,который ставят под нагрузку, Аноднаяи катодная плотности тока 1450 и1290 А/м соответственно, темпера-отура электролиза 90 С, 121,6 210 20 132 0,20 На восьмые сутки работы диафрагмыкачественные показатели работы электролизера следующие:Уровень анолита, мм . 170Концентрация щелочив католите, г/л МаОНКонцентрация хлоратав католите, г/л МаС 10 0,18Содержание хлора вхлоргазе, об. 7 97,5После 200 сут работы асбестовойдиафрагмы показатели работы электролизера следующие;Уровень анолита, мм5 Концентрация щелочи вкатолите, г/л ИаОН 125Концентрация хлоратав католите, г/л ИаС 10 з О, 41Содержание хлора в хлоргазе, об, 7 97,5П р и м е р 2. Производят изготовление асбестовой диафрагмы, какв примере 1, с тем отличием, что асбестовое волокно обрабатывают 1 н, 25 раствором серной кислоты в течение6 ч, рН среды 0,0.Качественные показатели работыпромышленного электролизера с даннойасбестовой диафрагмой при тех жережимах, что и в примерена 180-е,сутки следующие:Уровень анолита, мм 230Концентрация щелочи вкатолите, г/л ИаОНКонцентрация хлоратав католите, г/л ИаС 10 э 0,38Содержание хпора вхлоргазе, об. 7 97,4П р и м е р 3. Производят изготовление асбестовой диафрагмы, какв примере 1, но со следующими отличиями: асбестовое волокно обрабатывают 2 н. раствором соляной кислотыв течение 3 ч, рН среды (-0,7). Крометого, в напорном баке осуществляютсмешивание обработанного солянойкислотой асбестового волокна с необработанным в соотношении 2:1,На 12-е сутки работы изготовленной диафрагмы в электролизере качественные показатели работы электролизера следующие:Уровень анолита, мм 90Концентрация щелочи вкатолите, г/л ЯаОН 120,6 55 Концентрация хлоратав католите, г/л НаС 10Содержание хлора,вхлоргазе, об. Х 97,4131 3 1 После 217 сут. работы диафрагмы показатели следующие;Уровень анолита, мм 190Концентрация щелочив католите, г/л МаОНКонцентрация хлоратав католите, г/л НаС 10, 0,42Содержание хлора вхлоргазе, об.Е 97,8П р и м е р 4, Производят изготовление асбестовой диафрагмы, как в примере 3, но асбестовое волокно обрабатывают 0,01 н. раствором соляной кислоты в течение 24 ч, рН среды 2,0.На 12-е и 225-е сутки работы диафрагмы качественные показатели работы электролизера соответственно следующие:Уровень анолита, мм 90 и 200Концентрация щелочив католите,г/л НаОН 122,1 и 134Концентрация хлоратав католите,г/лЯас 10 0,17 и 0,39Содержание хлора вхлоргаэе, об.7 97,1 и 97,2П р и м е р 5. Производят изготовление асбестовой диафрагмы, как в примерах 1 и 3, с той разницей, что асбестовое волокно обрабатывают 1 н. раствором соляной кислоты в течение 6 ч, рН среды 0,0. Смешивание в напорном баке обработанного соляной кислотой асбестового волокна с,необработанным производится в соотношении 1:1.На 12-е и 190-е сутки работы диафрагмы качественные показатели работы электролизера соответственно следующие:Уровень анолита, мм 90 и 170Концентрация щелочив католите,г/л БаОН 123, 1 и 121Концентрация хлоратав католите, г/лНас 10 0,13 и 0,40Содержание хлора вхлоргазе, об.7 98,1 и 97,3П р и м е р 6. Производят изго-товление асбестовой диафрагмы, как в примерах 1 и 3, с тем отличием, что асбестовое волокно обрабатывают 0,5 н. раствором соляной кислоты в течение 8 ч, рН среды 0,42. В напорном баке производят смешивание обработанного кислотой асбестового волокна с необработанным в соотношении 0,5:1.О 122 213090 аНа 15-е и 215-е сутки работы диафрагмы качественные показатели работы электролизера соответственноследующие;Уровень анолита, мм 90 и 220Концентрация щелочив католите, г/лИаОН 119,8 и 127Концентрация хлората в католите, г/лМаС 10, 0,18 и 0,44Содержание хлора,в хлоргазе, об.Х 98,2 и 97,0П р и м е р 7. Асбестовая диафрагма изготовлена также, как в примере 5Промышленный электролизерс диафрагмой работает в том же режиме, что и в примерах 1-5. Тольков отличие от предыдущих примеров,в качестве электролита используетсяне нейтральный рассол,а подкисленный соляной кислотой до рН 4-4,5,После 180 сут. работы на подкисленном рассоле электролизер имеетследующие качественные показатели:Уровень анолита, мм 150Концентрация щелочив католите, г/лБаОНКонцентрация хлоратав католите, г/лИаС 10, 0,38Содержание хлора вхлоргазе, об. 7, 98,2Для сопоставления изготавливаютшесть асбестовых диафрагм согласноизвестному способу. Технология изготовления диафрагм по известномуспособу такая же, как в примере 1,с тем отличием, что асбестовое волокно не подвергают обработке неорганической кислотой. Все 6 диафрагм устанавливают на промышленных электролизерах и испытывают в тех же условияхчто и диафрагмы, изготовленные по45, предлагаемому способу,Качественные показатели работыэлектролизеров с известными и предлагаемыми диафрагмами как в пусковой,так и в конечный периоды их работыприведены в таблице. Кроме того,в таблице приведен показатель химической стойкости асбестовых диафрагм,изготовленных соответственно попредлагаемому способу и по известному. Этот показатель косвенно выражен через потерю в массе хризотиласбеста (в мас.7), прошедшего предрарительную обработку неорганической1213090 кислотой согласно предлагаемомуспособу и необработанного в соответствии с известным способом, подвергХарактеристика работы электролизеровl Обработка асбеста кислотой В пусковой период рНсреды Соот- ношеКис- лота Уро- вень Состав. католита, г/л Состав хлоргаза, об. 7 Длительниеобработананоность НаС 10,Н ЯаОН лита,мм работы ного и необработанного кислотойасбеста 170 1216 018 975 20 020 12 1 фО НС 1 1:0 2 Н,за, 3 НС 1 2:1 4 НС 1 2:1 90 123,1 90 119 у 8 0 12 6 НС 1 0,5: 1 0,42 15 0 Изве- стный 16 90 120, 1 0,30 97,2 1,5 0,26 1:1(-О,) 12 2,0 12 нутого затем в обоих случаях 96-часовой выдержке в солянокислом растворе при рН 2,90 120,6 0,20 97,4 1,30 0,26 1,1 90 122,1 0,17 97,1 1,30 0,30 1,2 019 981 08 013 10 018 982 10 013 068 1213090 Продолжение таблицы Характеристика работы электролиэеровСпособизготовлеХимическая стойкостьасбестовой диафрагмы В конечный период Потеря в массе хризотиласбеста после 96-часовой выдержки в солянокислом растворе при рН 2 мас Х 1Состав хлоргаза,об. Е Состав г/лкатолита ДлительЫаС 10,СО,Н ЫаОН 2 та,предлагаемомуспособу Предлагаемый 210 125 0,41 97,5 1,3 0,26 0,9 230 132 0,38 97,4 1,5 0,26 0,9 0,9 1 200 2 180 1,4 190 131 0,42 97,8 1,0 0,26 1,0 200 134 0,39 97,2 1,7 0,26 1,0 3 217 4 225 1,6 5 190 170 121 0,40 97,3 1,3 0,26 0,9 1,7 6 215 220 127 0,44 97,0 1,7 0,26 1, 1 2,4 180 150 122 0,28 98,2 1,0 0,26 0,6 Изве- стный 13,2 8 84 240 136 0,64 96,3 2,6 0,26 1,0 12,8 9 113 10 118 11 125 13,0 12,8 13,4 12 116 260 152 0,74 96,0 2;8 0,26 0,9 69 300 151 О 47 97 5 16 О 26 О 6 ВНИИПИ Заказ 753/38 Тираж 615 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 ния асбестовой диаф- рагмы ностьработыдиафрагсут Уровень,аноли 290 146 О, 71 96,0 270 138 0,60 97,3 300 149 0,88 96,6 2 э 7 Ое 26 1 фО1 е 9 Оф 26 Оэ Э2,3 0,26 0,8 Предварительно об- работанного кислотой по Необработанного кислотой поизвестномуспособу